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重庆卫星天线的发展与趋势,值得期待!
发布者: 发布时间:2017-12-11 阅读:89

近几年,在固定卫星业务徘徊不前时,以机载、船载、车载为代表的移动应用成为了拉动传统卫星通信领域的新动力,与之相伴相生的动中通天线也出现了很多的新技术和新产品。相控阵天线已出现了多年,波音和Gilat都已经向客户提供了相控阵天线,而Phasor Solutions,Kymeta和C-COM等公司则正在开发基于新技术的创新性的天线系统,以迎接移动卫星通信的新纪元。本文将简要介绍一下上述三个公司在新卫星天线领域的最近进展。


前言


从1950年第一颗人造卫星进入轨道以来,我们一直使用天线进行信号的中转,天线技术虽然一直在发展,但直到最近几年才出现了一些技术上的飞跃。


传统的卫星通信是用抛物面天线实现的,射频波束必须精确地对准卫星以保持连接,对于同步轨道卫星在移动中的应用,地球站天线必须能够快速移动以保持对卫星的指向精度,对于中低轨道卫星通信天线的要求也概莫能外。


这些天线的机械特性不可避免的会带来磨损,从而存在突发机械故障的隐患,这对许多用户来说可能是灾难性的。此外,对于移动应用,传统的抛物面天线往往过于笨重,一些小型移动平台受到承载能力的限制,只能选用口径更小的天线,从而减小了移动平台的数据传输能力。


如今,多家公司正在研究开发替代解决方案,重点聚焦在非机械系统的天线技术上。与传统天线相反,电子天线没有移动部件,真正移动的是波束而非天线本身。这具有多项优势,包括可靠性更高,跟踪更快,轮廓更低、重量更轻等。另外,目前开发的系统可以是平板的或弯曲的,可以更好地适应安装所需的形状,如车辆或飞机顶部的形状。


Kymeta公司——超材料的应用


Kymeta公司是2012年从专利持有公司IntellectualVentures独立出来的,成立的目的是开发基于软件和超材料的电子波束成型天线,并将其研究成果转化为商业应用,比尔盖茨也是该公司的投资人。


Kymeta天线使用超材料形成全息波束,这意味着可以使用软件而不是机械部件来动态地调整天线指向,这也大大降低了天线的功耗。天线使用电子射频波束指向控制,电子极化选择和角度控制,卫星自动识别和跟踪,可以广泛应用于移动通信领域,包括为汽车提供软件更新。


多年来,Kymeta为建立和分销其mTenna技术与多个行业的领军企业立了合作伙伴关系,包括丰田、松下、空中客车防御与空间公司、夏普、Intellian、Intelsat、Inmarsat、O3b等。


Kymeta计划在今年第二季度推出其首款产品,即70厘米的Ku波段mTenna。2017年还将看到Kymeta的天线组合器的推出,该组合器可将多个天线Rx信号组合在一起,以满足容量可扩展的要求。每个组合器单元最多可以连接四个mTenna ASM,每增加一倍的天线,可将Rx增益有效增加高达2.7dB。多个组合器可用于链接多达64个mTenna ASM。此外,天线组合器支持360度的全球覆盖,这意味着组合天线可以在视角极低的南北纬地区实现连接。


Phasor Solutions公司——电调天线


Phasor Solutions最初是为了解决使用低轮廓天线为高速客运列车提供宽带互联网接入的需求。该技术经过几年的演进,已经发展成为一个厚度小于1英寸的平板电调天线,可适用于航空、海上和陆地的移动应用。


Phasor的技术使用具有电子波束成型功能的专用集成电路(ASIC)微芯片。这些芯片与非常小的贴片天线组合组成一个单元,超过500个单元分布在经过射频优化的面板上,构成了Phasor核心模块的基础。核心模块可以组合成各种尺寸和配置来构建Phasor的相控阵天线,拥有前所未有扩展能力。Phasor独特的设计将能够生产出形状适应性强,高度只有1~2英寸的天线,具备重量轻、面积小、精度高等特点,并且能够以非常高的增益提供超过100Mbps的宽带速度。


2016年9月,Phasor公司通过Intelsat 903卫星在英国艾塞克斯的测试站进行了实时高清视频的传输演示。


Phasor花了几个月的时间对其系统的方向图进行了近场和远场的测试,以确保其波束特性符合相应的监管要求。


在完成实验室测试之后,八模块的发射系统被部署到了Phasor的户外测试站点。OmniAccess为测试提供了地面设备及Intelsat903卫星上的带宽,系统成功运行了两个多星期。在测试中,八模块系统实现了2Mbps的上行链路性能,包括在需要快速波束扫描的移动平台上的传输。天线保持了很高的指向精度,可使用高效的调制和编码技术(MODCOD)传输全高清视频流,不需要采用扩频技术,也没有对邻星带来额外的干扰。


Phasor计划在今年下半年针对其每个目标市场(航空,海运和陆上移动)正式推出其商用天线产品。


C-COM——相控阵天线


C-COM卫星系统公司成立于1997年,一直生产天线及其配件,其iNetVu天线广泛应用于军事通信、油气勘探、SNG、应急通信和移动基站中继传输等领域。


如今,C-COM正在开发基于模块化设计的相控阵天线,该天线采用先进的软件算法来控制和校准模块。单个天线将包括数百个独立的模块,批量生产的方式将大大降低开发的成本。滑铁卢大学与C-COM合作,发明了一种波束成型校准算法,还能校正诸如老化或环境等外部因素的影响,使天线正常工作。波束形成计算机将负责识别整个系统及每个模块的属性并记录数据。


C-COM希望部署用于固定和移动卫星宽带通信应用的低成本,低重量,低轮廓的Ku、Ka或Ku / Ka双频天线。天线的模块化特性和曲面的适应能力使得其可以适用于汽车、船只、火车、公共汽车和飞机等载体。这一新系统及其对更高的毫米波频段的扩展能力也使其在将来可以在5G及毫米波汽车雷达等电信领域得到应用。


在2016年5月,C-COM基于其专利移相器技术,成功测试了其首款4x4 Ka波段相控阵列模块。 4x4 Ka波段智能天线模块采用基于创新架构的低成本多层平面电路,具有灵活度高、厚度小、模块化、一致性和适应性强等特点。初步结果令人振奋,即使几个天线元件关闭,模块仍然能够提供可接受的辐射方向图,而不会显着降低性能。

 
 

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