Спутниктік тікелей қосылған ұялы телефондардың (Заттардың спутниктік интернеті) пайда болуы терминалдық антенна дизайны үшін нені білдіреді?
Спутниктен мобильді байланысқа (Спутниктік IoT) технологиясының өрлеуі байланыс технологиясындағы маңызды серпіліс болып табылады. Дәстүрлі жер үсті ұялы байланыс желілерін спутниктік желілермен біріктіру арқылы ол «толық доменді қамтуға» қол жеткізеді. Бұл терминалдар үшін бұрын-соңды болмаған қиындықтар туғызады. антенна жобалау және технологиялық инновациялар үшін жаңа жолдар ашады. Атап айтқанда, бұл мынаны білдіреді:
1. Антенна дизайнының негізгі мәселесі: «Көп жиілікті, көп режимді, жоғары өнімді және ықшам өлшемді» ең жақсы тепе-теңдік
Жиілік диапазонының үйлесімділігі: Терминалды антенналар дәстүрлі ұялы байланыс диапазондарын (мысалы, 4G/5G Sub-6GHz) және спутниктік байланыс диапазондарын (мысалы, L-диапазонын, S-диапазонын немесе тіпті Ka/Ku-диапазонын) қолдауы керек. Бұл антеннаның өте кең жиілік қамту аймағына ие болуын талап етеді.
Режимді бейімдеу: Антенна «Жер режимі» мен «Спутниктік режим» арасында ақылды түрде ауысуы керек. Жер режимінде ол жоғары жылдамдықты және төмен кідіріс талаптарына сай болуы керек. Спутниктік режимде ол жоғары жол жоғалтуын, Доплер ығысуын және спутниктік туралауды (әсіресе геостационарлық емес орбита спутниктері үшін) өңдеуі керек.
Өнімділік өлшемінің ымыраға келуі: Спутниктік байланыстар ұзақ қашықтыққа және әлсіз сигналдарға байланысты жоғары күшейткіш антенналарды қажет етеді. Дегенмен, смартфондар сияқты құрылғылардың өлшем шектеулері дәстүрлі параболалық антенналарды пайдалануға кедергі келтіреді. Шектеулі кеңістікте жоғары күшейткіш пен тиімділікке қол жеткізу ең үлкен қиындық болып қала береді.
| Әсер ету өлшемі | Нақты талаптар | Деректер көрсеткіші |
| Диапазонға бейімделу | Көп жолақты спутниктік байланысты (L/S/C/X/Ku диапазоны) қолдайды және жердегі мобильді байланыс диапазондарымен (5G/4G) үйлесімді | Спутниктік диапазонды қамту: 1,5-18 ГГц; Жердегі диапазонның үйлесімділік деңгейі ≥ 95% |
| Миниатюризация және интеграция | Спутниктік антенна мен ұялы телефонға орнатылған антеннаның (мысалы, ұялы антенна, Сымсыз дәлдiк антенна) терминал дыбыс деңгейін арттырмай | Антенна өлшемі: ≤ 800 мм² (смартфон терминалы үшін); Интеграция тығыздығы: 10 см² кеңістікте ≥ 6 антенна |
| Күшейту және бағыттылық | Төмен биіктік бұрышында (≤ 10°) спутниктік байланыс сценарийлерінде сигналды тұрақты қабылдауды қамтамасыз ету | Антеннаның күшейтуі: ≥ 5 дБи (L диапазоны); Алдыңғыдан артқыға қатынасы: ≥ 15 дБ |
| Кедергіге қарсы өнімділік | Жер үсті электромагниттік сигналдарының кедергілеріне және жер серіктері арасындағы сигналдардың өзара әрекеттесуіне қарсы тұрыңыз | Кедергілерді қабылдамау: ≥ 20 дБ; Бит қателігінің жиілігі (BER): -120 дБм сигнал күші кезінде ≤ 1×10⁻⁶ |
| Қуат тұтынуды оңтайландыру | Спутниктік байланыс режимінде терминалдың күту уақытын ұзарту үшін антеннаның қуат тұтынуын азайтыңыз | Антеннаның жұмыс тогы: ≤ 50 мА; Күту режиміндегі қуат тұтынуы: ≤ 5 мА |
2.Технологияның дамуының негізгі бағыттары
Ақылды сәулелік пішіндеу және фазалы массив антеннасы:
Болашақтағы негізгі бағыт - бірнеше антенналық блоктарды фазалық массивтік антенналарға біріктіру, олар физикалық айналусыз электронды сканерлеу арқылы спутниктерді автоматты түрде бақылай алады. Бұл жоғары жылдамдықты қозғалатын төмен орбиталы спутниктерді (мысалы, Starlink және StarNet) қосу үшін өте маңызды.
Техникалық қиындық қуат тұтынуы мен шығындарын бақылау кезінде күрделі РФ алдыңғы қатарлы массивтерді (фазалық ауыстырғыштар мен қуат беру желілерін қоса алғанда) ультра жұқа терминалдарға біріктіруде жатыр.
Материалдар және құрылымдық инновациялар:
Диэлектрлік резонатор антеннасын, магниттік материалды немесе метаматериалды пайдалану арқылы антеннаның тиімділігі жақсарады және өлшемі кішірейеді.
Құрылымдық тұрғыдан біз қайта конфигурацияланатын антенналарды (коммутаторлар арқылы резонанстық сипаттамаларды өзгерту), бүктелетін антенналарды (экран жиектерін немесе телефон жақтауларын радиатор ретінде пайдалану) және көп антенналы біріктіру конструкцияларын (спутниктік, Wi-Fi және т.б. ортақ пайдалану) зерттейміз. GPS антенналар).
Ақылды алгоритмдер және жүйелік интеграция:
Антеннаның өнімділігі тек аппараттық құралдарға ғана емес, сонымен қатар байланысты оңтайландыру және қолмен ұсталатын қалыптардың вариациялары мен кедергілер сияқты факторларды өтеу үшін ақылды алгоритмдерге (мысалы, жасанды интеллект басқаратын сәулені басқару және бейімделгіш баптау) да байланысты.
Антенна, РФ алдыңғы жағы және базалық диапазон чипі толық оңтайландыруға қол жеткізу үшін терең бірлескен дизайнды қажет етеді.
3.Өнеркәсіптік экожүйеге әсері
Жобалау шегі айтарлықтай көтерілді: антенна өндірушілері чип жеткізушілерімен, құрылғы өндірушілерімен және спутниктік операторлармен тығыз ынтымақтастықты сақтай отырып, спутниктік және мобильді байланысты игеруі керек.
Тестілеудің күрделілігі артады: оны модельденген спутниктік арналарда (мысалы, төмен орбиталық спутниктердің жоғары жылдамдықты қозғалысы) және күрделі жер үсті орталарында сынақтан өткізу қажет, бұл қараңғы бөлмеге, сынақ құралдары мен хаттамаларына жаңа талаптар қояды.
Құн мен нарыққа ену арасындағы ымыра: Жоғары деңгейлі модельдерде бастапқыда жеке спутниктік антенна модульдері болуы мүмкін болса, орташа және төмен деңгейлі құрылғыларда жаппай енгізу үшін терең интеграция арқылы ұзақ мерзімді шығындарды азайту және энергия тиімділігін арттыру өте маңызды.
4Болашаққа көзқарас
Эволюцияның кезеңдері:
Қысқа мерзімді: Жүйе негізінен Beidou қысқа хабарламалары және төтенше жағдайларға арналған SMS сияқты төмен жылдамдықты қызметтерді салыстырмалы түрде қарапайым антенна конструкцияларымен (мысалы, беткі антенналар) қолдайды.
Орташа диапазон: Дауыстық және орташа деректер жылдамдығын қолдайды, өтпелі шешімдер ретінде қалқымалы антенналар немесе сыртқы құрылғылар қолданылады.
Ұзақ мерзімді болжам: Жоғары жылдамдықты кең жолақты интернет және мөлдір интеграцияланған ақылды антенна жүйелері стандартқа айналады, бұл пайдаланушылар үшін жердегі және спутниктік желілер арасында үздіксіз ауысуды қамтамасыз етеді.
Жаңа буын терминалдары: Смартфондардан басқа, киілетін құрылғылар, көлік ішіндегі құрылғылар және IoT сенсорларының барлығында спутниктік тікелей қосылым мүмкіндігі болады, бұл реттелетін антенналардың дизайнының толқынын тудырады.