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[新聞] 衛星寬頻通訊之兩個關鍵:太空雷射和AESA

原文標題:
衛星寬頻通訊之兩個關鍵:太空雷射和AESA天線
(請勿刪減原文標題)
原文連結:
http://bit.ly/3ejOihG
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發布時間:
2021年3月8日
(請以原文網頁/報紙之發布時間為準)

原文內容:
SpaceX和Telesat等公司提供衛星寬頻服務,成為許多創新技術的溫床,其中有兩項領先
技術可使LEO衛星寬頻網路變得更快且更具成本效益的關鍵,那就是太空雷射(Space
Laser)和主動電子控制陣列(Actively Electronically Steered Array;AESA)天線。

雷射鏈或稱為光學衛星間通訊,是下一代SpaceX的Starlink衛星與Telesat、以及亞馬遜
Kuiper衛星專案的基礎。其中,有兩家公司值得關注:BridgeComm和Mynaric。

雷射倡導者認為衛星間鏈路(Intersatellite Link)的兩個優勢。首先,光通過光纖的
速度比真空慢31%,因此擺脫光纖作為傳輸介質的雷射鏈可提高網路速度。其次,點對點
雷射通訊為數據提供了一條真正的“直線”路徑,而不必是曲折路徑。

太空雷射器面臨的挑戰在於,當衛星以每小時數千英里的速度飛行時,要如何準確地對準
光束並將其聚焦在接收器上。每顆衛星至少需要四個雷射通訊模組,才能與在軌道上前後
的衛星以及在軌道上的衛星以及任一側的衛星進行網路連接。這就是非常大的挑戰了!

至於AESA天線。許多無線電發射/接收模組被放置在一個陣列中,並使用多個受管波束來
“追踪”衛星穿越天空。AESA天線最初被用於軍用雷達,具有更高的可靠性、更快、更準
確的指向、以及比傳統天線更平整,更小的外形。

對於LEO消費者和企業應用而言,AESA是比多個物理天線更為理想的解決方案,但是電路
的複雜性和龐大的數量使其製造成本極為昂貴,其中用於海事船用的天線成本高達20,000
美元,而商用飛機天線則開始使用售價為50,000美元。

對於高階智慧型手機中,可能有四個射頻和13個天線,價格在1,000美元左右。至於,
SpaceX的Starlink之AESA天線在19.75吋乘21.5吋的物理電路板上散佈了上千個發射/接收
元件(無線電),比起手機大上很多。根據Business Insider的預估,一個星鏈天線(
Starlink Dish)的成本約為2,400美元。

亞馬遜已經為了Kuiper衛星專站開發成本較低的AESA天線,主要是由Isotropic Systems
和Kymeta採用不同技術來降低天線成本的公司之一。同樣的OneWeb和Telesat Lightspeed
也需要一個價格合理的第三方天線生態系統,讓其LEO衛星寬頻服務能夠蓬勃發展。

畢竟,太空雷射器與AESA天線對於減少衛星寬頻服務的延遲和成本至關重要,也將是這些
LEO衛星服務未來成功的關鍵要素之一。

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低軌道衛星是目前許多國家和企業投入大量研發資金的技術,衛星間通訊也連帶受到關注