卫星互联网产业系列报告三：卫星互联网：组网加速，卫星载荷和通信终端等核心环节有望充分受益

行业研究|深度报告 看好（维持） 卫星互联网：组网加速，卫星载荷和通信终端等核心环节有望充分受益 ——卫星互联网产业系列报告三 国防军工行业 国家/地区中国 行业国防军工行业 报告发布日期2024年05月13日 核心观点 卫星互联网是卫星通信的发展热点，中国已规划星座的卫星总数量超过2.6万颗。卫星通信是利用卫星中的转发器作为中继站，通过反射或转发无线电信号，实现两 个或多个地球站之间的通信。与传统的蜂窝通信相比，卫星通信具有波束覆盖范围较广，不受地理环境限制等优点。用于通信的卫星主要有LEO卫星和GEO卫星。其中，LEO卫星系统传输延时小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低，非常适合卫星互联网业务的发展。低轨卫星互联网具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点。目前各国已开启低轨卫星竞赛，近年来国内外多家企业提出卫星互联网计划，国外的企业主要有OneWeb、SpaceX、Telesat等。中国也已着手构建低轨卫星通信网，国有企业将牵头发射超过2.6万颗卫星，通信网络覆盖全球。国内多个近地轨道卫星星座计划相继启动，包括GW星座、G60星链、银河Galaxy等，发展后势强劲。 卫星互联网产业链主要包含了卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星服务四大环节。1）卫星制造：产业链上游，包括卫星载荷与卫星平台的制造。目前在定制卫星中载荷和平台的成本各占50%，但是随着卫星的批量化生产，平台的成本占比能降 到30%，甚至20%。2）卫星发射：运载火箭将卫星运送到预定轨道的过程。一般来说在发射运载火箭的成本构成中，火箭成本占比最高且是民营火箭公司最重要的可控成本。以SpaceX公司的猎鹰9号火箭为例，火箭成本占比达到了发射总成本的 53%。3）地面设备：产业链中游，包括地面站及终端设备两部分。地面设备价值量 占比有逐年提升的趋势，2019年超过卫星服务后便成为了产业链中价值占比最高的环节，到2022年时占比已经高达52%。4）卫星服务：包括卫星移动通信服务、宽带广播服务和卫星固定服务等。国内卫星通信服务属于高度管制行业，需要获得工 信部运营牌照才能展开相关经营活动。 相控阵天线是低轨卫星星地通信的标配，通信设备在卫星地面设备中的占比有望提升。与传统机械天线相比，相控阵天线具有波束切换快、抗干扰能力强，输出功率 大等优点。相控阵天线可以分为无源相控阵天线和有源相控阵天线。相较于无源相控阵天线，有源相控阵天线的优点是实现了设备的小型化、轻型化，波束指向精度较高且具备一定的波束旁瓣抑制能力。最初相控阵天线只在雷达方向、军事范围内有所应用。随着科技的发展，相控阵天线技术开始在通信等领域发挥作用。比如美国SpaceX的Starlink卫星及地面终端均采用了有源相控阵天线。据SIA数据，2022年全球卫星地面设备产值为1450亿美元，其中卫星导航设备的占比高达77%，而网络设备只有11%，大众消费设备也只有12%。随着卫星互联网产业的迅速发展，大众消费设备和网络设备等卫星通信设备的占比有望得到提升。 投资建议与投资标的 基于频轨资源的有限性及其巨大的军事价值，卫星互联网的建设兼具必要性和紧迫性。在国企的牵头带动下，GW星座、G60星链、银河Galaxy等各大星座加速组网，卫星互联网产业链上下游的需求将进入爆发期。卫星载荷和通信终端作为产业链的核心环节，有望充分受益。建议关注相关公司： 国博电子(688375，买入)、上海瀚讯(300762，未评级)、七一二(603712，未评级)、海格通信(002465，未评级)、铖昌科技(001270，未评级)、恪赛科技（未上市）。 风险提示 政策支持不及预期；技术发展不及预期；卫星组网进度不及预期 王天一021-63325888*6126 wangtianyi@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860510120021 罗楠021-63325888*4036 luonan@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860518100001 冯函021-63325888*2900 fenghan@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860520070002 宁小涵ningxiaohan@orientsec.com.cn 火箭及卫星技术加速迭代，应用端持续落 2024-05-09 地：——卫星互联网产业月报（2024年4月）国家队和民营火箭相继取得重大突破，国 2024-04-03 内卫星互联网发展提速：——卫星互联网产业月报（2024年3月）板块短暂回调后反弹，卫星互联网星座加 2024-03-04 速组网：——卫星互联网产业月报（2024年2月）卫星互联网：蓄势待发，星辰大海：—— 2023-11-27 卫星互联网产业系列报告二 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 1.卫星互联网是卫星通信的发展热点5 1.1以卫星为中介的通信，LEO卫星系统是必然选择5 1.2卫星互联网爆发在即，低轨卫星竞赛已打响6 1.3卫星互联网产业链包含四大环节9 1.3.1卫星制造：定制卫星中载荷和平台的成本各占50%9 1.3.2卫星发射：火箭成本占比最高且为最重要的可控成本11 1.3.3地面设备：产业链中游，包括地面站及终端设备两部分12 1.3.4卫星服务：高度管制行业，需要取得工信部运营牌照13 2.相控阵天线是低轨卫星星地通信的标配14 2.1与传统机械天线相比，相控阵天线优势明显14 2.2相控阵天线在低轨卫星通信中发挥重要作用16 3.相关公司18 3.1国博电子18 3.2上海瀚讯19 3.3七一二20 3.4海格通信20 3.5铖昌科技21 3.6恪赛科技22 投资建议23 风险提示23 图表目录 图1：卫星通信系统原理示意图5 图2：全球卫星市场规模及增速7 图3：全球新发射卫星数量及增速7 图4：全球卫星产业链市场规模结构8 图5：中国卫星互联网市场规模及增速8 图6：卫星互联网产业链9 图7：卫星结构示意图9 图8：卫星载荷构成10 图9：卫星平台成本构成11 图10：长征六号火箭发射12 图11：猎鹰9号火箭发射成本结构图12 图12：地面设备组成和分类12 图13：铱星卫星电话Iridium957513 图14：OneWeb卫星移动终端13 图15：卫星运营服务包含的服务内容13 图16：无源相控阵和有源相控阵结构对比15 图17：Starlink地面终端外形图16 图18：Starlink卫星外形图16 图19：Phasor天线效果图17 图20：天锐星通相控阵天线发射子阵17 图21：全球卫星地面设备产值及产业链占比18 图22：2022年全球卫星地面制造业构成18 图23：国博电子2018-2023年分产品营收（亿元）18 图24：国博电子2018-2023年分产品毛利率（%）18 图25：上海瀚讯2018-2023年分产品营收（亿元）19 图26：上海瀚讯2018-2023年分产品毛利率（%）19 图27：七一二2018-2023年分产品营收（亿元）20 图28：七一二2018-2023年分产品毛利率（%）20 图29：海格通信2018-2023年分产品营收（亿元）21 图30：海格通信2018-2023年分产品毛利率（%）21 图31：铖昌科技2018-2023年分产品营收（亿元）21 图32：铖昌科技2018-2023年分产品毛利率（%）21 图33：恪赛科技Ka高低轨卫星互联网相控阵终端22 图34：恪赛科技星载4波束发射相控阵天线实物图22 表1：卫星通信与蜂窝通信对比分析5 表2：卫星轨道分类6 表3：LEO卫星系统与GEO卫星系统对比分析6 表4：卫星互联网的优势7 表5：各国主要卫星互联网星座部署计划8 表6：国内主要卫星互联网星座计划9 表7：国内卫星通信业务分类及牌照企业14 表8：传统机械天线与相控阵天线的优缺点对比14 表9：各种雷达性能对比15 1.卫星互联网是卫星通信的发展热点 1.1以卫星为中介的通信，LEO卫星系统是必然选择 卫星通信是利用卫星中的转发器作为中继站，通过反射或转发无线电信号，实现两个或多个地球站之间的通信。卫星通信是现代通信技术与航天技术的结合，并用计算机对其进行控制的先进通信方式，是目前卫星技术最具产业化的应用方向，构成了卫星产业的最主要组成部分。卫星通信可以分为空间段、地面段和运营段，空间段包括各卫星星座，地面段包括关口站和测控站，运营段包括各类用户设备及终端。 图1：卫星通信系统原理示意图 数据来源：头豹研究院，东方证券研究所 与传统的蜂窝通信相比，卫星通信最大的不同在于中继媒介是卫星而非地面基站。卫星通信具有如下优势： 卫星通信波束覆盖范围较广，因而打破了距离限制。 卫星通信突破了通信地理环境的限制，甚至不受两点间的自然灾害和人为事件的影响。 表1：卫星通信与蜂窝通信对比分析 卫星通信 蜂窝通信 中继媒介 通信卫星 地面基站 通信距离 长，最远超过1万公里 短，需多跳实现远距离传输 覆盖范围 大，几十或百颗卫星即可实现全球覆盖 小，仅中国便需要上百万站基站才能实现大部分覆盖 传输时延 几百毫秒 5G可实现几毫秒的时延 应用场景 航空通信；船只通信；应急通信等 数据来源：鲜枣课堂，新华网等，东方证券研究所 用于通信的卫星主要有LEO卫星和GEO卫星。按照轨道高度，卫星轨道主要可以分为LEO(低地球轨道)、MEO(中地球轨道)、GEO(地球静止轨道)、SSO(太阳同步轨道)以及IGSO(倾斜地球 同步轨道)。不同的轨道高度对应不同的卫星应用，目前用于卫星通信的轨道主要包括LEO和 GEO。 表2：卫星轨道分类 卫星轨道类型 轨道高度 卫星用途 LEO（低地球轨道） 300-2000千米 对地观测、测地、通信等 MEO（中地球轨道） 2000-35786千米 导航 GEO（地球静止轨道） 35786千米 通信、导航、气象观测等 SSO（太阳同步轨道） 高度小于6000千米 观测等 IGSO（倾斜地球同步轨道） 35786千米 导航 数据来源：前瞻产业研究院，东方证券研究所 LEO卫星系统传输延时小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低，非常适合卫星互联网业务的发展。基于LEO和GEO这两种不同轨道构建的卫星通信系统，在系统寿命、容量大小、覆盖范围、系统时延、建设成本等方面，具有不同特点。GEO卫星系统使用寿命较长，频率协调难度低，前期建设投入低，但存在两极盲区，特定场景通信存在难度，整体成本较高。LEO卫星系统可实现全球覆盖，时延较短，应用场景丰富，是大规模卫星组网及应用卫星联网的必然选择，依靠众多卫星组网即使在单一卫星故障时仍然能提供稳定优质的服务。因此与GEO卫星相比，LEO卫星具有传输延时小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低等优点。 表3：LEO卫星系统与GEO卫星系统对比分析 系统轨道分类 低地球轨道LEO 地球静止轨道GEO 系统寿命 受基础器件制约，寿命约5-10年 寿命约15年 容量大小 单一卫星容量小，系统容量高 单一卫星容量大 覆盖范围 单一卫星覆盖范围极小，多卫星组成的网络可覆盖全球，复杂地形区域的 通信也将得到保障 单一卫星覆盖范围大，但复杂地形通信困难，且南北两极存在通信盲区 终端协同 地面终端需配置伺服跟踪系统和抛物 面形式的双天线（或相控阵天线） 地面终端已实现高度集成化，技术水平成熟，并向消费端加速渗透 系统时延 时延短，约20ms，两卫星时间延约 为6.7ms 时延长，约为270ms 链路能力 上行链路能力是地球静止轨道GEO 的10倍以上 由于空间链路损耗高，上行链路能力有限 轨道频率资源 近地频率协调难度大，设计领地所属 权问题 频率协调机制成熟且完善，协调难度 低 建设成本 前期建设成本高，但带宽边际效用 高