Што азначае рост папулярнасці мабільных тэлефонаў, падлучаных непасрэдна да спадарожніка (спадарожнікавы Інтэрнэт рэчаў), для распрацоўкі тэрмінальных антэн?
Рост тэхналогій спадарожнікавай сувязі (спадарожнікавага Інтэрнэту рэчаў) уяўляе сабой значны прарыў у галіне камунікацыйных тэхналогій. Інтэграцыя традыцыйных наземных сотавых сетак са спадарожнікавымі дазваляе дасягнуць «поўнамаштабнага пакрыцця». Гэта стварае беспрэцэдэнтныя праблемы для тэрміналаў. антэна дызайн і адкрывае новыя шляхі для тэхналагічных інавацый. У прыватнасці, гэта азначае:
1. Асноўная праблема праектавання антэн: найлепшы баланс паміж «шматчастотнасцю, шматмодавасцю, высокай прадукцыйнасцю і кампактным памерам»
Сумяшчальнасць з дыяпазонамі частот: антэны тэрміналаў павінны падтрымліваць як традыцыйныя дыяпазоны сотавай сувязі (напрыклад, 4G/5G Sub-6GHz), так і дыяпазоны спадарожнікавай сувязі (напрыклад, L-дыяпазон, S-дыяпазон або нават Ka/Ku-дыяпазон). Гэта патрабуе ад антэны надзвычай шырокага частотнага пакрыцця.
Адаптацыя рэжыму: антэна павінна інтэлектуальна пераключацца паміж «наземным рэжымам» і «спадарожнікавым рэжымам». У наземным рэжыме яна павінна адпавядаць патрабаванням высокай хуткасці і нізкай затрымкі. У спадарожнікавым рэжыме яна павінна спраўляцца з высокімі стратамі на трасе, доплераўскім зрухам і выраўноўваннем спадарожнікаў (асабліва для спадарожнікаў на негеастацыянарнай арбіце).
Кампраміс паміж прадукцыйнасцю і памерам: спадарожнікавыя лініі сувязі патрабуюць антэн з высокім узмацненнем з-за вялікіх адлегласцей і слабых сігналаў. Аднак абмежаванні памераў такіх прылад, як смартфоны, не дазваляюць выкарыстоўваць традыцыйныя парабалічныя антэны. Дасягненне высокага ўзмацнення і эфектыўнасці ў абмежаванай прасторы застаецца найбольшай праблемай.
| Вымярэнне ўздзеяння | Канкрэтныя патрабаванні | Індыкатар дадзеных |
| Адаптыўнасць дыяпазону | Падтрымка шматдыяпазоннай спадарожнікавай сувязі (дыяпазоны L/S/C/X/Ku) і сумяшчальнасць з наземнымі дыяпазонамі мабільнай сувязі (5G/4G) | Пакрыццё спадарожнікавага дыяпазону: 1,5–18 ГГц; сумяшчальнасць з наземным дыяпазонам ≥ 95% |
| Мініяцюрызацыя і інтэграцыя | Рэалізаваць суіснаванне спадарожнікавай антэны і ўбудаванай антэны мабільнага тэлефона (напрыклад, сотавай антэны, Wi-Fi антэна) без павелічэння гучнасці тэрмінала | Памер антэны: ≤ 800 мм² (для смартфоннага тэрмінала); Шчыльнасць інтэграцыі: ≥ 6 антэн на прасторы 10 см² |
| Узмацненне і накіраванасць | Падтрымлівайце стабільны прыём сігналу ў сцэнарах спадарожнікавай сувязі з малым вуглом месца (≤ 10°) | Каэфіцыент узмацнення антэны: ≥ 5 дБі (дыяпазон L); Суадносіны пярэдняй і задняй частак: ≥ 15 дБ |
| Прадукцыйнасць супраць перашкод | Супраціўляйце перашкодам ад наземных электрамагнітных сігналаў і міжспадарожнікавым перакрыжаваным сігналам | Падаўленне перашкод: ≥ 20 дБ; Частата памылак у бітах (BER): ≤ 1×10⁻⁶ пры ўзроўні сігналу -120 дБм |
| Аптымізацыя спажывання энергіі | Зніжэнне спажывання энергіі антэнай для падаўжэння часу чакання тэрмінала ў рэжыме спадарожнікавай сувязі | Працоўны ток антэны: ≤ 50 мА; Спажыванне энергіі ў рэжыме чакання: ≤ 5 мА |
2.Ключавы кірунак эвалюцыі тэхналогій
Інтэлектуальнае фарміраванне прамяня і фазаваная антэна з рашоткай:
Будучы асноўны напрамак — інтэграцыя некалькіх антэнных блокаў у фазаваныя антэнныя рашоткі, якія могуць аўтаматычна адсочваць спадарожнікі з дапамогай электроннага сканавання без фізічнага кручэння. Гэта мае вырашальнае значэнне для падключэння хуткасных спадарожнікаў на нізкай арбіце (такіх як Starlink і StarNet).
Тэхнічная задача заключаецца ў інтэграцыі складаных радыёчастотных пярэдніх масіваў (у тым ліку фазазрушвальнікаў і сетак харчавання) у ультратонкія тэрміналы, кантралюючы пры гэтым спажыванне энергіі і выдаткі.
Матэрыялы і структурныя інавацыі:
Эфектыўнасць антэны паляпшаецца, а памер памяншаецца пры выкарыстанні дыэлектрычнай рэзанатарнай антэны, магнітнага матэрыялу або метаматэрыялу.
Структурна мы даследуем рэканфігуруемыя антэны (змяняючыя рэзанансныя характарыстыкі з дапамогай перамыкачоў), складаныя антэны (выкарыстоўваючы межы экрана або рамкі тэлефона ў якасці выпраменьвальнікаў) і канструкцыі з некалькімі антэнамі (сумеснае выкарыстанне спадарожнікавых, Wi-Fi і GPS антэны).
Інтэлектуальныя алгарытмы і сістэмная інтэграцыя:
Прадукцыйнасць антэны залежыць не толькі ад абсталявання, але і ад інтэлектуальных алгарытмаў (такіх як кіраванне прамянём на аснове штучнага інтэлекту і адаптыўная налада), якія аптымізуюць сувязь і кампенсуюць такія фактары, як змены становішча рукі і перашкоды.
Антэна, радыёчастотны інтэрфейс і чып базавай паласы патрабуюць глыбокага сумеснага праектавання для дасягнення аптымізацыі ад пачатку да канца.
3.Уплыў на прамысловую экасістэму
Парог праектавання быў істотна павышаны: вытворцы антэн павінны авалодаць як спадарожнікавай, так і мабільнай сувяззю, падтрымліваючы цеснае супрацоўніцтва з пастаўшчыкамі мікрасхем, вытворцамі прылад і спадарожнікавымі аператарамі.
Складанасць тэсціравання ўзрастае: яго трэба правяраць у мадэляваных спадарожнікавых каналах (напрыклад, пры руху спадарожнікаў на нізкай арбіце з высокай хуткасцю) і складаных наземных умовах, што вылучае новыя патрабаванні да цёмнага пакоя, прыбораў для тэсціравання і пратаколаў.
Кампраміс паміж коштам і пранікненнем на рынак: хоць мадэлі высокага класа могуць спачатку мець асобныя модулі спадарожнікавых антэн, доўгатэрміновае зніжэнне выдаткаў і павышэнне энергаэфектыўнасці за кошт глыбокай інтэграцыі маюць важнае значэнне для масавага ўкаранення ў прылады сярэдняга і нізкага класа.
4Перспектывы на будучыню
Паэтапная эвалюцыя:
Кароткатэрміновая перспектыва: сістэма ў асноўным падтрымлівае нізкахуткасныя паслугі, такія як кароткія паведамленні Beidou і экстраныя SMS, з адносна простымі канструкцыямі антэн (напрыклад, антэны для павярхоўнага мантажу).
Сярэдні дыяпазон: Падтрымлівае голас і ўмераную хуткасць перадачы дадзеных, з высуўнымі антэнамі або знешнімі прыладамі ў якасці пераходных рашэнняў.
Доўгатэрміновае бачанне: высакахуткасны шырокапалосны доступ і празрыста інтэграваныя сістэмы разумных антэн стануць стандартам, што дазволіць карыстальнікам бесперашкодна пераключацца паміж наземнымі і спадарожнікавымі сеткамі.
Новыя тэрміналы наступнага пакалення: акрамя смартфонаў, носныя прылады, прылады ў аўтамабілях і датчыкі Інтэрнэту рэчаў будуць мець прамое падключэнне да спадарожнікаў, што справакуе хвалю індывідуальных дызайнаў убудаваных антэн.