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国防军工:卫星相控阵天线应用空间打开
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2023/11/6 22:31:39 | 【字体:

  福柯性史相控阵天线是指通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位,来改变方向图形状的天线。相控阵天线在卫星通信系统空间段和用户终端都有应用,包括星间数据链通信、北斗卫星导航系统、地面“动中通”通信系统、无人机通信控制系统、地面导航等平台。第三代低轨星载多波束相控阵天线主要工作在Ku和Ka频段,并有望朝着Q/V等更高频方向发展;目前主要采用模拟波束形成技术,但数字波束形成技术是其发展趋势;跳波束覆盖方式逐渐取代固定波束覆盖方式以实现灵活覆盖。

  地面终端方面,以往的机械天线类似接收信号的“锅”,很难和低轨卫星进行持续连接。因为卫星在轨道上不停地快速运动,要跟踪快速运转的卫星,并迅速从跟踪一颗卫星切换到另一颗,很难在不造成通信中断的情况下使用单个天线连续跟踪卫星。而相控阵天线则无需机械转动,只通过遥控信号相位,就可以调整信号的方向来对准卫星,并可以实现一副天线支持多颗星同时工作,非常有利于中低轨卫星通信。

  低轨卫星可以提高信道容量和传输速率,覆盖无基站覆盖区域,是未来发展趋势。随着技术的不断发展,特别是火箭可回收发射技术和微系统技术的出现,先前LEO通信因为不能与地球自转同步带来的种种难题迅速化解,而LEO卫星通信因距离大大缩短、EIRP大大改善、通信链路中的G/T值得到提高,LEO地通信技术出现重要转机。

  我国目前主要有两大低轨卫星发射计划,一是GW星网,二是上海政府G60-星链,前者是统筹规划,后者是地方落地的产业集群。两大星座合计计划发射2.5万颗星。目前,卫星互联网技术试验星已成功发射并组网,产业链上下游将迎来需求爆发期。

  根据《卫星通信中相控阵天线的应用及展望》、《星载相控阵天线的技术现状及发展趋势》、《有源相控阵雷达T/R组件技术研究》等文献资料,单星一般需要约300个阵元,有源相控阵每个天线阵元都有独立的T/R组件,即单星需要300个T/R组件。根据国博电子招股书,T/R组件单价在1.35-1.65万元,那么单星T/R组件价值量约400~500万元。据我们估算,星载TR组件未来整体市场空间约为863.71亿元,考虑到替换问题和除GW星网和G60-星链外的我国其他卫星发射计划,星载TR组件高达近千亿价值量,而未来用户终端所需相控阵天线市场将更广阔。

  相控阵天线尤其适用于高速数据传输和高质量图像接收的场景。随着相控阵产品更加轻量化、成本进一步降低,其将在卫星、无人机、地面通信乃至无人驾驶等军民用领域迸发出巨大价值。未来,相控阵天线有望完美融入人们生活。比如汽车的车顶就可能嵌入相控阵天线,随时与卫星进行通信;甚至在更远的未来,身上穿着的衣服可能就是计算机屏幕,而这样的衣服也很有可能嵌入了相控阵天线,进行信号的收发和探测。

  轨道资源的稀缺性+高信道容量和传输速率的需求+技术端的突破,决定低轨卫星星座组网的必要性和迫切性,在星网和G60星链两大计划推动下,卫星产业链上下游将迎来需求爆发期。而相控阵天线是促进卫星组网发展的关键部件之一,也是卫星互联网产业链优秀投资赛道之一

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