张颖军 蒙静 古松 彭凯 朱鹏 孙静 方进勇

（1 中国空间技术研究院西安分院，2 钱学森空间技术实验室）

美国国家航空航天局（NASA）计划于2019年上半年在国际空间站试验一种新型空间通信技术――X射线通信，首次开展X射线通信空间技术试验。该技术是近年来空间科学领域的前沿技术，X射线具有自由空间传输无衰减、超高带宽及不易被截获等特性，在深空探测、空间编队飞行及黑障通信等领域具有潜在应用优势。

1 引言

随着人类空间探测任务的不断拓展，对大容量、高速率、远距离、复杂深空环境中的新一代空间通信技术提出了重大需求。X射线作为一种更高频率的电磁波，利用X射线作为信息载体的新型空间通信技术将是一项具有突破意义的应用技术。该技术具有如下特点：

1）X射线（能量大于10keV）光子在真空（气压低于10-1Pa）中几乎无衰减，且在任何介质中折射率近似为1，无色散；

2）与射频、微波、激光等相比，X射线的短波特性可使X射线发射系统具有尺寸、重量和功耗（SWaP）优势；

3）X射线高达1018Hz的频率，其通信系统具有非常大的传输带宽，美国加州大学的Porter George教授认为X射线通信的最大理论速率可达40000Tbit/s；

4）X射线通信（XCOM）与X射线导航（XNAV）在航天器终端的融合，使得XCOM的捕获、跟踪与瞄准（ATP）可以充分利用XNAV的准直、聚焦等技术；

5）X射线通信技术能应用于一些微波、激光无法穿透的特殊场合，如用于电磁屏蔽地区的通信、飞行器内部通信和地球等离子层内的飞行器通信。

对于无线通信系统，主要由三部分组成：发射端、接收端、通信信道。……