Шта пораст сателитски директно повезаних мобилних телефона (сателитски интернет ствари) значи за дизајн терминалних антена?
Успон сателитско-мобилне (сателитске IoT) технологије представља значајан пробој у комуникационој технологији. Интеграцијом традиционалних земаљских ћелијских мрежа са сателитским мрежама, постиже се „потпуна покривеност домена“. Ово представља невиђене изазове за терминале. антена дизајн и отвара нове путеве за технолошке иновације. Конкретно, то значи:
1. Кључни изазов дизајна антене: врхунска равнотежа између „вишефреквентности, вишемодности, високих перформанси и компактне величине“
Компатибилност фреквентних опсега: Терминалне антене морају да подржавају и традиционалне ћелијске опсеге (нпр. 4G/5G Sub-6GHz) и сателитске комуникационе опсеге (нпр. L-опсег, S-опсег или чак Ka/Ku-опсег). Ово захтева да антена има изузетно широку фреквентну покривеност.
Адаптација режима: Антена мора интелигентно да прелази између „Земљаног режима“ и „Сателитског режима“. У земаљском режиму, мора да испуњава захтеве за велику брзину и малу латенцију. У сателитском режиму, мора да се носи са великим губитком путање, Доплеровим померањем и поравнањем сателита (посебно за сателите који нису у геостационарној орбити).
Компромис између перформанси и величине: Сателитске везе захтевају антене са високим појачањем због великих удаљености и слабих сигнала. Међутим, ограничења величине уређаја попут паметних телефона спречавају употребу традиционалних параболичних антена. Постизање високог појачања и ефикасности у ограниченом простору остаје највећи изазов.
| Димензија утицаја | Специфични захтеви | Индикатор података |
| Прилагодљивост траке | Подржава вишепојасну сателитску комуникацију (L/S/C/X/Ku опсег) и компатибилност са земаљским мобилним комуникационим опсезима (5G/4G) | Покривеност сателитским опсегом: 1,5-18 GHz; Стопа компатибилности са земаљским опсегом ≥ 95% |
| Минијатуризација и интеграција | Остварите коегзистенцију сателитске антене и уграђене антене мобилног телефона (нпр. мобилне антене, Wi-Fi антена) без повећања јачине звука терминала | Величина антене: ≤ 800 мм² (за терминал паметног телефона); Густина интеграције: ≥ 6 антена у простору од 10 цм² |
| Појачање и усмереност | Одржавајте стабилан пријем сигнала у сценаријима сателитске комуникације са малим углом елевације (≤ 10°) | Појачање антене: ≥ 5dBi (L опсег); Однос напред-назад: ≥ 15dB |
| Перформансе против сметњи | Отпорност на сметње од земаљских електромагнетних сигнала и међусателитског преслушкивања сигнала | Одбацивање сметњи: ≥ 20dB; Стопа грешака бита (BER): ≤ 1×10⁻⁶ при јачини сигнала од -120dBm |
| Оптимизација потрошње енергије | Смањите потрошњу енергије антене како бисте продужили време приправности терминала у режиму сателитске комуникације | Радна струја антене: ≤ 50mA; Потрошња енергије у стању приправности: ≤ 5mA |
2.Кључни правац еволуције технологије
Интелигентна антена са обликовањем снопа и фазираним низом:
Будући главни правац је интеграција више антенских јединица у фазиране антене са низом, које могу аутоматски пратити сателите путем електронског скенирања без физичке ротације. Ово је кључно за повезивање сателита који се крећу великом брзином у ниској орбити (као што су Starlink и StarNet).
Технички изазов лежи у интегрисању сложених РФ предњих низова (укључујући фазне помераче и мреже за напајање) у ултратанке терминале, уз контролу потрошње енергије и трошкова.
Материјали и структурне иновације:
Ефикасност антене је побољшана, а величина смањена употребом диелектричне резонаторске антене, магнетног материјала или метаматеријала.
Структурно, истражујемо реконфигурабилне антене (мењање резонантних карактеристика помоћу прекидача), склопиве антене (коришћење оквира екрана или оквира телефона као радијатора) и дизајне са више антена (дељење сателитских, Wi-Fi и ГПС антене).
Интелигентни алгоритми и системска интеграција:
Перформансе антене не зависе само од хардвера већ и од интелигентних алгоритама (као што су управљање снопом вођено вештачком интелигенцијом и адаптивно подешавање) како би се оптимизовала веза и компензовали фактори попут варијација положаја антене и препрека.
Антена, РФ предњи део и чип основног опсега захтевају дубок колаборативни дизајн како би се постигла оптимизација од почетка до краја.
3.Утицај на индустријски екосистем
Праг дизајна је знатно подигнут: произвођачи антена морају да савладају и сателитске и мобилне комуникације, уз одржавање блиске сарадње са добављачима чипова, произвођачима уређаја и сателитским оператерима.
Сложеност тестирања се повећава: потребно га је тестирати у симулираним сателитским каналима (као што је кретање сателита у ниској орбити великом брзином) и сложеним земаљским окружењима, што поставља нове захтеве за тамну комору, инструменте за тестирање и протоколе.
Компромис између цене и тржишне пенетрације: Иако модели високе класе могу у почетку имати самосталне модуле сателитске антене, дугорочно смањење трошкова и побољшања енергетске ефикасности кроз дубоку интеграцију су неопходни за масовно усвајање у уређајима средње и ниже класе.
4Будући изгледи
Фазна еволуција:
Краткорочно: Систем првенствено подржава услуге мале брзине попут кратких порука Беидоу и хитних СМС порука, са релативно једноставним дизајном антена (нпр. антене за површинску монтажу).
Средњи опсег: Подржава пренос гласа и умерене брзине преноса података, са искачућим антенама или екстерним уређајима као прелазним решењима.
Дугорочна визија: Брзи широкопојасни интернет и транспарентно интегрисани паметни антенски системи постаће стандард, омогућавајући корисницима беспрекорно пребацивање између земаљских и сателитских мрежа.
Нови терминали следеће генерације: Поред паметних телефона, носиви уређаји, уређаји у возилима и IoT сензори ће сви имати директну сателитску повезаност, што ће покренути талас прилагођених дизајна уграђених антена.