Ko tieši satelītam pieslēgtu mobilo tālruņu (satelīta lietu interneta) pieaugums nozīmē termināļu antenu dizainam?
Satelītu un mobilo sakaru (Satelītu lietu interneta) tehnoloģijas attīstība ir nozīmīgs sasniegums sakaru tehnoloģijās. Integrējot tradicionālos sauszemes mobilo sakaru tīklus ar satelītu tīkliem, tiek panākts "pilnīgs pārklājums". Tas rada vēl nebijušus izaicinājumus termināļu iekārtām. antena dizainu un paver jaunas iespējas tehnoloģiskām inovācijām. Konkrēti, tas nozīmē:
1. Antenas dizaina galvenais izaicinājums: rast vislabāko līdzsvaru starp "daudzfrekvenču, daudzrežīmu, augstu veiktspēju un kompaktu izmēru"
Frekvenču joslu saderība: terminālu antenām ir jāatbalsta gan tradicionālās mobilo sakaru joslas (piemēram, 4G/5G Sub-6GHz), gan satelītu sakaru joslas (piemēram, L josla, S josla vai pat Ka/Ku josla). Tas prasa, lai antenai būtu ārkārtīgi plašs frekvenču pārklājums.
Režīma pielāgošana: antenai ir jāspēj viedi pārslēgties starp "Zemes režīmu" un "Satelīta režīmu". Zemes režīmā tai jāatbilst liela ātruma un zemas latentuma prasībām. Satelīta režīmā tai jātiek galā ar lieliem ceļa zudumiem, Doplera nobīdi un satelītu izlīdzināšanu (īpaši neģeostacionārās orbītas satelītiem).
Veiktspējas un izmēra kompromiss: satelītu saitēm ir nepieciešamas liela pastiprinājuma antenas to lielo attālumu un vājo signālu dēļ. Tomēr tādu ierīču kā viedtālruņu izmēra ierobežojumi neļauj izmantot tradicionālās paraboliskās antenas. Lielākais izaicinājums joprojām ir panākt lielu pastiprinājumu un efektivitāti ierobežotā telpā.
| Ietekmes dimensija | Īpašas prasības | Datu indikators |
| Joslas pielāgojamība | Atbalsta daudzjoslu satelītu sakarus (L/S/C/X/Ku josla) un ir saderīgs ar sauszemes mobilo sakaru joslām (5G/4G) | Satelīta joslas pārklājums: 1,5–18 GHz; Zemes joslas saderības līmenis ≥ 95 % |
| Miniaturizācija un integrācija | Realizēt satelītantenas un mobilā tālruņa iebūvētās antenas līdzāspastāvēšanu (piemēram, mobilo sakaru antenu, Wi-Fi antena), nepalielinot termināļa skaļumu | Antenas izmērs: ≤ 800 mm² (viedtālruņa terminālim); Integrācijas blīvums: ≥ 6 antenas 10 cm² telpā |
| Pastiprinājums un virziens | Saglabāt stabilu signāla uztveršanu satelītsakaru scenārijos ar mazu pacēluma leņķi (≤ 10°) | Antenas pastiprinājums: ≥ 5 dBi (L josla); Priekšējās un aizmugurējās frekvences attiecība: ≥ 15 dB |
| Prettraucējumu veiktspēja | Izturēt pret traucējumiem, ko rada zemes elektromagnētiskie signāli un starpsatelītu signālu šķērsruna | Traucējumu novēršana: ≥ 20 dB; Bitu kļūdu līmenis (BER): ≤ 1×10⁻⁶ pie -120 dBm signāla stipruma |
| Enerģijas patēriņa optimizācija | Samaziniet antenas enerģijas patēriņu, lai pagarinātu termināļa gaidīšanas laiku satelīta sakaru režīmā | Antenas darba strāva: ≤ 50mA; Enerģijas patēriņš gaidīšanas režīmā: ≤ 5mA |
2.Galvenais tehnoloģiju attīstības virziens
Inteliģenta staru kūļa formēšana un fāzētu masīvu antena:
Nākotnes galvenais virziens ir vairāku antenu bloku integrēšana fāzētu antenu blokos, kas var automātiski izsekot satelītus, izmantojot elektronisku skenēšanu bez fiziskas rotācijas. Tas ir ļoti svarīgi, lai savienotu ātrgaitas kustīgus zemas orbītas satelītus (piemēram, Starlink un StarNet).
Tehniskais izaicinājums ir sarežģītu RF priekšējā gala masīvu (tostarp fāzes nobīdītāju un barošanas tīklu) integrēšana īpaši plānos termināļos, vienlaikus kontrolējot enerģijas patēriņu un izmaksas.
Materiālu un strukturālās inovācijas:
Antenas efektivitāte tiek uzlabota un izmērs samazināts, izmantojot dielektrisko rezonatora antenu, magnētisko materiālu vai metamateriālu.
Strukturāli mēs pētām rekonfigurējamas antenas (mainot rezonanses raksturlielumus, izmantojot slēdžus), salokāmas antenas (izmantojot ekrāna apmales vai tālruņu rāmjus kā radiatorus) un vairāku antenu sapludināšanas dizainus (satelīta, Wi-Fi un citu signālu koplietošana). GPS antenas).
Inteliģenti algoritmi un sistēmu integrācija:
Antenas veiktspēja ir atkarīga ne tikai no aparatūras, bet arī no intelektuāliem algoritmiem (piemēram, mākslīgā intelekta vadītas staru kūļa pārvaldības un adaptīvās regulēšanas), lai optimizētu savienojumu un kompensētu tādus faktorus kā rokas pozas variācijas un šķēršļi.
Antenai, radiofrekvenču (RF) priekšējai daļai un bāzes joslas mikroshēmai ir nepieciešama dziļa sadarbības projektēšana, lai panāktu pilnīgu optimizāciju.
3.Ietekme uz rūpniecisko ekosistēmu
Projektēšanas slieksnis ir ievērojami paaugstināts: antenu ražotājiem ir jāapgūst gan satelītu, gan mobilo sakaru pārvaldība, vienlaikus cieši sadarbojoties ar mikroshēmu piegādātājiem, ierīču ražotājiem un satelītu operatoriem.
Testēšanas sarežģītība pieaug: tā ir jāpārbauda simulētos satelītu kanālos (piemēram, zemas orbītas satelītu ātrgaitas kustībā) un sarežģītās zemes vidēs, kas izvirza jaunas prasības tumšajai telpai, testēšanas instrumentiem un protokoliem.
Kompromiss starp izmaksām un tirgus iespiešanos: Lai gan augstākās klases modeļiem sākotnēji var būt atsevišķi satelītantenu moduļi, ilgtermiņa izmaksu samazināšana un energoefektivitātes uzlabojumi, izmantojot dziļu integrāciju, ir būtiski masveida ieviešanai vidējas un zemas klases ierīcēs.
4Nākotnes perspektīvas
Pakāpeniska evolūcija:
Īstermiņa: sistēma galvenokārt atbalsta lēnas darbības pakalpojumus, piemēram, Beidou īsziņas un ārkārtas īsziņas, ar relatīvi vienkāršu antenu konstrukciju (piemēram, virsmas montāžas antenas).
Vidēja diapazona: atbalsta balss un mērenus datu pārraides ātrumus, ar uznirstošām antenām vai ārējām ierīcēm kā pārejas risinājumiem.
Ilgtermiņa vīzija: ātrgaitas platjoslas pieslēgums un caurspīdīgi integrētas viedās antenu sistēmas kļūs par standartu, nodrošinot lietotājiem netraucētu pārslēgšanos starp sauszemes un satelīta tīkliem.
Jaunākās paaudzes termināļi: Papildus viedtālruņiem, valkājamām ierīcēm, transportlīdzekļu ierīcēm un lietu interneta (IoT) sensoriem būs tieša satelīta savienojamība, izraisot pielāgotu iegulto antenu dizainu vilni.