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拆了星鏈終端第三代,但真心完全沒(méi)看不懂這相控陣天線(xiàn)!

時(shí)間:2025-07-11 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 作者:網(wǎng)絡(luò) 點(diǎn)擊:

一談起低軌衛(wèi)星,大家勢(shì)必會(huì)說(shuō)起馬斯克的星鏈。一談起相控陣天線(xiàn),大家還是繞不開(kāi)馬斯克的星鏈。星鏈給大家打了個(gè)樣,一眾企業(yè)在模仿,試圖實(shí)現(xiàn)超越和跟隨。

最近,拆了一臺(tái)第三代星鏈終端。但是,看不懂,完全看不懂。


這是第三代星鏈終端。左邊是路由器,實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)和Wi-Fi信號(hào)的轉(zhuǎn)換。右邊是相控陣天線(xiàn),純平板式,長(zhǎng)59cm,寬38cm。



第三代星鏈終端比第一代和第二代的面積都大,但取消了機(jī)械調(diào)節(jié)功能,不可以調(diào)節(jié)俯仰角和方位角。之所以采用純平板式,主要是因?yàn)樘焐系男擎溞l(wèi)星數(shù)量足夠,不管是東、南、西、北,還是仰面朝天,都可以同時(shí)接收到多顆低軌道通信衛(wèi)星的信號(hào)。


拆開(kāi)后,大吃一驚。整體結(jié)構(gòu)非常清爽,壓根就沒(méi)有想象中的復(fù)雜,板和板之間連觸點(diǎn)都沒(méi)有,一顆螺絲也沒(méi)有。

最上面是天線(xiàn)罩,六邊形蜂窩排列,PVC注塑成型。

天線(xiàn)罩下面是寄生輻射層(十字缺口形狀)和六邊形鏤空塑料支架。輻射層采用噴墨打印,塑料支架采用激光切割。

再下面是驅(qū)動(dòng)輻射層(圓點(diǎn)形狀)和圓形鏤空塑料支架。同樣,輻射層采用噴墨打印,塑料支架采用激光切割。

這是射頻板反面,上面依次摞的是圓形鏤空塑料支架、驅(qū)動(dòng)輻射層、六邊形鏤空塑料支架、寄生輻射層和天線(xiàn)罩。沒(méi)有任何接觸點(diǎn),全靠空氣。


專(zhuān)業(yè)解釋?zhuān)簝蓪犹炀(xiàn)中間采用六邊形和圓形的中空結(jié)構(gòu)支撐,實(shí)現(xiàn)單元與單元之間空氣填充介質(zhì)效應(yīng)。



因?yàn)榈徒殡姵?shù)的介質(zhì)一方面能夠減少損耗,另外一方面能夠有效提高帶寬。



天線(xiàn)是雙發(fā)雙收設(shè)計(jì),并且饋電口并不一致。為了優(yōu)化匹配,采用了分布微帶枝節(jié)調(diào)匹配技術(shù)。發(fā)射部分使用威爾金森功分器來(lái)提高隔離度,而接收部分則用了普通功分器避免埋阻。



天線(xiàn)采用以空氣作為介質(zhì)的雙層耦合天線(xiàn),具有30%的相對(duì)帶寬,可滿(mǎn)足接收10.7GHz~12.7GHz和發(fā)射14.0GHz~14.5GHz的頻率需求。不采用PCB工藝的多層貼片天線(xiàn),主要是降低加工難度,也可以降低成本。


這是射頻板正面,相控陣天線(xiàn)的全部元器件都在這。


這是控制電路,包括:

  • ST的主控芯片STM32MP151A/C,基于ARM Cortex內(nèi)核

  • 金士頓的MLC NAND Flash

  • 金士頓的DDR3 DRAM

  • MPS的電源管理、降壓轉(zhuǎn)換器和終端穩(wěn)壓器

  • TI的DC/DC轉(zhuǎn)換器、分流監(jiān)視器和單個(gè)軌到軌運(yùn)算放大器

  • ST的時(shí)鐘分配和六軸MEMS加速度計(jì)和陀螺儀

  • 安森美的100V N溝道功率MOSFET

  • ADI的軌到軌放大器和300mA可調(diào)LDO穩(wěn)壓器


上圖中的大顆芯片

波束成型芯片(beamformer)

數(shù)量:6個(gè)

包含了程控的移相器、衰減器電路,和功率合成、分配電路。

上圖中的小顆芯片

射頻前端芯片(front-end, FEM)

數(shù)量:384個(gè)

包含了低噪放(LNA),功放(PA),和開(kāi)關(guān)(Switch)。

這是以太網(wǎng)接口板,通過(guò)雙排針和射頻板連接。

這是底殼,PVC注塑成型,與天線(xiàn)罩形成一套密封的外殼,達(dá)到IP67級(jí)別。

星鏈的相控陣天線(xiàn),看似簡(jiǎn)單,想復(fù)制卻沒(méi)那么容易。即使能設(shè)計(jì)出來(lái),成本卻做不低。如果沒(méi)有用戶(hù)規(guī)模的支撐,沒(méi)有運(yùn)營(yíng)流量的倒貼,純粹終端的成本價(jià)格,就已經(jīng)沒(méi)有市場(chǎng)想象空間了。但是,星鏈的標(biāo)桿已經(jīng)豎起來(lái)了。很多低軌衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商沒(méi)有開(kāi)辟新賽道的能力,硬著頭皮也要搞。還有一種假設(shè),3GPP主推的NTN寬帶衛(wèi)星,目標(biāo)是手機(jī)直連,最終會(huì)采用什么技術(shù)的天線(xiàn)?如果采用相控陣天線(xiàn),手機(jī)就那么大,天線(xiàn)是不是還得做小做精?當(dāng)下的時(shí)代,相控陣天線(xiàn)的產(chǎn)業(yè)生態(tài),該如何建設(shè)?衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài),又該如何建設(shè)?

大家都急切地盼望星網(wǎng)和垣信的低軌衛(wèi)星盡快商用,to軍to政to民,能用就行,然后再迭代,再降成本,再擴(kuò)大應(yīng)用場(chǎng)景。假設(shè),如果國(guó)內(nèi)的低軌衛(wèi)星進(jìn)展緩慢,相控陣天線(xiàn)企業(yè)有沒(méi)有機(jī)會(huì)染指海外市場(chǎng)?假設(shè),低軌衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商不愿意接納市場(chǎng)化供應(yīng)鏈,這個(gè)大餅還能不能給資本市場(chǎng)畫(huà)一畫(huà)?假設(shè),已經(jīng)不敢假設(shè)。



(中國(guó)集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯:李俊勇)

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