中國(guó)集群通信網(wǎng)
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！
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，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，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。
最上面是天線罩，六邊形蜂窩排列，PVC注塑成型。
天線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、寄生輻射層和天線罩。沒(méi)有任何接觸點(diǎn)，全靠空氣。
專業(yè)解釋：兩層天線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。
天線采用以空氣作為介質(zhì)的雙層耦合天線，具有30%的相對(duì)帶寬，可滿足接收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，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，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？如果采用相控陣天線，手機(jī)就那么大，天線是不是還得做小做精？當(dāng)下的時(shí)代，相控陣天線的產(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)。
(責(zé)任編輯：李俊勇)