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拆了星链终端第三代,但真心完全没看不懂这相控阵天线!

时间:2025-07-11 来源:网络 作者:网络 点击:

一谈起低轨卫星,大家势必会说起马斯克的星链。一谈起相控阵天线,大家还是绕不开马斯克的星链。星链给大家打了个样,一众企业在模仿,试图实现超越和跟随。

最近,拆了一台第三代星链终端。但是,看不懂,完全看不懂。


这是第三代星链终端。左边是路由器,实现卫星信号和Wi-Fi信号的转换。右边是相控阵天线,纯平板式,长59cm,宽38cm。



第三代星链终端比第一代和第二代的面积都大,但取消了机械调节功能,不可以调节俯仰角和方位角。之所以采用纯平板式,主要是因为天上的星链卫星数量足够,不管是东、南、西、北,还是仰面朝天,都可以同时接收到多颗低轨道通信卫星的信号。


拆开后,大吃一惊。整体结构非常清爽,压根就没有想象中的复杂,板和板之间连触点都没有,一颗螺丝也没有。

最上面是天线罩,六边形蜂窝排列,PVC注塑成型。

天线罩下面是寄生辐射层(十字缺口形状)和六边形镂空塑料支架。辐射层采用喷墨打印,塑料支架采用激光切割。

再下面是驱动辐射层(圆点形状)和圆形镂空塑料支架。同样,辐射层采用喷墨打印,塑料支架采用激光切割。

这是射频板反面,上面依次摞的是圆形镂空塑料支架、驱动辐射层、六边形镂空塑料支架、寄生辐射层和天线罩。没有任何接触点,全靠空气。


专业解释:两层天线中间采用六边形和圆形的中空结构支撑,实现单元与单元之间空气填充介质效应。



因为低介电常数的介质一方面能够减少损耗,另外一方面能够有效提高带宽。



天线是双发双收设计,并且馈电口并不一致。为了优化匹配,采用了分布微带枝节调匹配技术。发射部分使用威尔金森功分器来提高隔离度,而接收部分则用了普通功分器避免埋阻。



天线采用以空气作为介质的双层耦合天线,具有30%的相对带宽,可满足接收10.7GHz~12.7GHz和发射14.0GHz~14.5GHz的频率需求。不采用PCB工艺的多层贴片天线,主要是降低加工难度,也可以降低成本。


这是射频板正面,相控阵天线的全部元器件都在这。


这是控制电路,包括:

  • ST的主控芯片STM32MP151A/C,基于ARM Cortex内核

  • 金士顿的MLC NAND Flash

  • 金士顿的DDR3 DRAM

  • MPS的电源管理、降压转换器和终端稳压器

  • TI的DC/DC转换器、分流监视器和单个轨到轨运算放大器

  • ST的时钟分配和六轴MEMS加速度计和陀螺仪

  • 安森美的100V N沟道功率MOSFET

  • ADI的轨到轨放大器和300mA可调LDO稳压器


上图中的大颗芯片

波束成型芯片(beamformer)

数量:6个

包含了程控的移相器、衰减器电路,和功率合成、分配电路。

上图中的小颗芯片

射频前端芯片(front-end, FEM)

数量:384个

包含了低噪放(LNA),功放(PA),和开关(Switch)。

这是以太网接口板,通过双排针和射频板连接。

这是底壳,PVC注塑成型,与天线罩形成一套密封的外壳,达到IP67级别。

星链的相控阵天线,看似简单,想复制却没那么容易。即使能设计出来,成本却做不低。如果没有用户规模的支撑,没有运营流量的倒贴,纯粹终端的成本价格,就已经没有市场想象空间了。但是,星链的标杆已经竖起来了。很多低轨卫星运营商没有开辟新赛道的能力,硬着头皮也要搞。还有一种假设,3GPP主推的NTN宽带卫星,目标是手机直连,最终会采用什么技术的天线?如果采用相控阵天线,手机就那么大,天线是不是还得做小做精?当下的时代,相控阵天线的产业生态,该如何建设?卫星互联网的产业生态,又该如何建设?

大家都急切地盼望星网和垣信的低轨卫星尽快商用,to军to政to民,能用就行,然后再迭代,再降成本,再扩大应用场景。假设,如果国内的低轨卫星进展缓慢,相控阵天线企业有没有机会染指海外市场?假设,低轨卫星运营商不愿意接纳市场化供应链,这个大饼还能不能给资本市场画一画?假设,已经不敢假设。



(中国集群通信网 | 责任编辑:李俊勇)

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