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行业聚焦|下一代卫星天线的生长状态概览
2017-11-24 / 阅读次数：1968
近几年，在牢靠卫星营业彷徨不前时，以机载、船载、车载为代表的移动应用成为了拉动古板卫星通讯领域的新动力，与之相伴相生的动中通天线也泛起了许多的新手艺和新产品。相控阵天线已泛起了多年，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手艺的立异性的天线系统，以迎接移动卫星通讯的新纪元。本文将简要先容一下上述三个公司在新卫星天线领域的最近希望。
前言
从1950年第一颗人造卫星进入轨道以来，我们一直使用天线举行信号的中转，天线手艺虽然一直在生长，但直到最近几年才泛起了一些手艺上的奔腾。
古板的卫星通讯是用抛物面天线实现的，射频波束必需准确地瞄准卫星以坚持毗连，关于同步轨道卫星在移动中的应用，地球站天线必需能够快速移动以坚持对卫星的指向精度，关于中低轨道卫星通讯天线的要求也概莫能外。
这些天线的机械特征不可阻止的会带来磨损，从而保存突发机械故障的隐患，这对许多用户来说可能是灾难性的。别的，关于移动应用，古板的抛物面天线往往过于粗笨，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。
现在，多家公司正在研究开发替换解决计划，重点聚焦在非机械系统的天线手艺上。与古板天线相反，电子天线没有移动部件，真正移动的是波束而非天线自己。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，现在开发的系统可以是平板的或弯曲的，可以更好地顺应装置所需的形状，如车辆或飞机顶部的形状。
Kymeta公司——超质料的应用
Kymeta公司是2012年从专利持有公司IntellectualVentures自力出来的，建设的目的是开发基于软件和超质料的电子波束成型天线，并将其研究效果转化为商业应用，比尔盖茨也是该公司的投资人。
Kymeta天线使用超质料形玉成息波束，这意味着可以使用软件而不是机械部件来动态地调解天线指向，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，可以普遍应用于移动通讯领域，包括为汽车提供软件更新。
多年来，Kymeta为建设和分销其mTenna手艺与多个行业的领军企业立了相助同伴关系，包括丰田、松下、空中客车防御与空间公司、夏普、Intellian、Intelsat、Inmarsat、O3b等。
2016年3月，Kymeta和Intelsat在Intelsat的卫星上乐成完成了Kymeta平板天线在海上和汽车应用中的移动性能的起源测试。在汽车测试中，Kymeta的天线被嵌入丰田4Runner的车顶，以证实在8000英里的行驶历程中卫星信号的自动捕获和跟踪能力。迄今为止，该天线的行驶纪录已经凌驾50,000英里，车上的Ku波段天线能够同时发射和吸收卫星信号。Kymeta还测试了其首台以两块玻璃间的薄膜晶体管为基础的天线，可通过相同的发射和吸收孔径用于海上通讯。
2016年10月，Kymeta在摩纳哥游艇展上演示了其mTenna手艺，这次演示通过组合两个mTenna子系统�？椋ˋSM）获得了“亘古未有的”2.9dB附加增益，还实现了65Mbps下行和6Mbps上行的数据速率。ASM在现场吸收了八个松下的eXTV直播频道，同时执行多个Skype视频会话和多个高清和超高清的Netflix视频点播，并在演示时代为平均80位用户提供Wi-Fi会见，每个ASM消耗的功率仅为12W。
Kymeta妄想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，以知足容量可扩展的要求。每个组合器单位最多可以毗连四个mTenna ASM，每增添一倍的天线，可将Rx增益有用增添高达2.7dB。多个组合器可用于链接多达64个mTenna ASM。别的，天线组合器支持360度的全球笼罩，这意味着组合天线可以在视角极低的南北纬地区实现毗连。
Phasor Solutions公司——电调天线
Phasor Solutions最初是为相识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。该手艺经由几年的演进，已经生长成为一个厚度小于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的手艺使用具有电子波束成型功效的专用集成电路（ASIC）微芯片。这些芯片与很是小的贴片天线组合组成一个单位，凌驾500个单位漫衍在经由射频优化的面板上，组成了Phasor焦点�？榈幕�。焦点�？榭梢宰楹铣芍种殖叽绾蜕柚美垂菇≒hasor的相控阵天线，拥有亘古未有扩展能力。Phasor奇异的设计将能够生产出形状顺应性强，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，并且能够以很是高的增益提供凌驾100Mbps的宽带速率。
Phasor已经引入了多个相助同伴，2014年，OmniAccess被选为超等和大型游艇的独家渠道和开发相助同伴；2015年，Intelsat与Phasor相助，配合设计和生产超薄相控阵天线用于商业航空市场，并针对Intelsat EpicNG平台举行了优化；2016年3月，Phasor与Harris Caprock告竣协议，为商业邮轮市场开发电调天线终端；随后又与Gogo告竣协议，开发用于机载通讯市场的天线手艺。
2016年9月，Phasor公司通过Intelsat 903卫星在英国艾塞克斯的测试站举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偏向图举行了近场和远场的测试，以确保其波束特征切合响应的羁系要求。
在完成实验室测试之后，八�？榈姆⑸湎低潮话才诺搅薖hasor的户外测试站点。OmniAccess为测试提供了地面装备及Intelsat903卫星上的带宽，系统乐成运行了两个多星期。在测试中，八�？橄低呈迪至�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。天线坚持了很高的指向精度，可使用高效的调制和编码手艺（MODCOD）传输全高清视频流，不需要接纳扩频手艺，也没有对邻星带来特另外滋扰。
由于HTS卫星的性能要大大优于Intelsat 903，因此预计八�？镻hasor阵列将能够在HTS卫星上实现凌驾15Mbps的反向链路。依此类推，一个等效口径为1米（16�？椋┑奶煜呓芄坏执锪杓�60Mbps的数据传送能力。
Phasor妄想在今年下半年针对其每个目的市�。ê娇�，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卫星系统公司建设于1997年，一直生产天线及其配件，其iNetVu天线普遍应用于军事通讯、油气勘探、SNG、应急通讯和移动基站中继传输等领域。
现在，C-COM正在开发基于�？榛杓频南嗫卣筇煜�，该天线接纳先进的软件算法来控制和校准�？�。单个天线将包括数百个自力的�？�，批量生产的方法将大大降低开发的本钱�；笱в隒-COM相助，发明了一种波束成型校准算法，还能校正诸如老化或情形等外部因素的影响，使天线正常事情。波束形成盘算机将认真识别整个系统及每个�？榈氖粜圆⒓吐际�。
C-COM希望安排用于牢靠和移动卫星宽带通讯应用的低本钱，低重量，低轮廓的Ku、Ka或Ku / Ka双频天线。天线的�？榛卣骱颓娴乃秤δ芰κ沟闷淇梢允视糜谄怠⒋弧⒒鸪怠⒐财岛头苫仍靥�。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未来可以在5G及毫米波汽车雷达等电信领域获得应用。
C-COM宣布在2014年与滑铁卢大学相助使用正在申请专利的手艺生产下一代移动相控阵天线，这种正在开发的相控阵使用奇异的基于电控质料的移相器手艺，以快速清静滑的方法改变撒播特征和相位，在整个Ka波段规模内没有视察到显着的损失。新看法与大型阵列接纳的低本钱集成化无源手艺完全兼容。该手艺的另一个奇异特征是其插入消耗与相移险些完全不相关，这将为完全无源的相控阵列铺平蹊径。
在2016年5月，C-COM基于其专利移相器手艺，乐成测试了其首款4x4 Ka波段相控阵列�？�。 4x4 Ka波段智能天线�？榻幽苫诹⒁旒芄沟牡捅厩嗖闫矫娴缏�，具有无邪度高、厚度小、�？榛⒁恢滦院退秤π郧康忍氐�。起源效果令人振奋，纵然几个天线元件关闭，�？槿匀荒芄惶峁┛山邮艿姆淦蛲�，而不会显着降低性能。
泉源：中信卫星
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