當福來哥在云南雨崩的原始森林迷路,手機信號完全消失時,他背包里的衛星手機成為救命稻草—條包含坐標的求救短信穿透密林樹冠,直達3.6萬公里高空的天通衛星,一小時后救援隊精準抵達。這一場景背后,是一場席卷全球的衛星通信革命。是一場“手機芯片-衛星-地面站-救援系統” 的技術協同“革命”。
上期我們介紹了目前衛星通信的衛星通信目前的市場情況、產業鏈發展及產業上下游情況,那么本次我們將仔細拆解五一“天網”救援故事中關于衛星通信的細節!
“天網”救援故事包含幾個關鍵技術點:首先是手機直連衛星功能,這里涉及相控陣天線和S頻段的選擇,衛星導航定位,惡劣環境下的信號傳輸,最后是整個救援鏈條的協同機制。
突破物理限制的“智能光束”
手機內置的相控陣天線陣列自動對準3.6萬公里高空的天通一號衛星軌道。此時,一顆射頻收發器芯片開始高速運轉——它將包含坐標的求救信息壓縮為特殊信號脈沖,以1.6GHz中心頻率、2.4kHz帶寬的電磁波穿透雨幕射向太空。
天線技術是衛星通信的關鍵技術。星載天線系統通過產生定向或可掃描的波束覆蓋地面目標,從而實現星地之間的通信連接。進一步的,多波束方案采用多個波束對地進行覆蓋,在提升系統通信容量的同時,還可極大提高系統等效全向輻射功率。隨著衛星通信容量快速增長及多目標區通信的發展需求,多波束天線開始應用,主要可分為反射面多波束天線、透鏡式多波束天線及相控陣多波束天線,而相控陣天線具有寬掃描角、低輪廓、低功耗、重量輕,可實現靈活的多波束、波束調整重構,以及波束凝視、等通量覆蓋等優點,在低軌衛星應用優勢顯著,成為低軌通信衛星標配。
天線在實際工作時,除了輻射信號,由于自身的原因會在其端口存在駐波,而相控陣天線的天線單元間還存在互耦效應,使得天線的駐波增大,會對發射機功放組件造成一定損壞。因此在設計相控陣天線時,必須考慮此駐波及其影響。針對相控陣天線有源駐波測試的需求,提出利用多通道相參信號源模擬相控陣實際掃描狀態,從而進行相控陣輻射狀態下的有源駐波測試。
常規的測試方式天線陣各天線單元端口是順序測試:在測試時除測試端口外,其它端口在負載狀態,沒有充分考慮天線單元間的互耦效應,輸入的測試信號沒有考慮波束掃描。
中星聯華科技可提供32/64/128通道相參信號源助力相控陣天線有源S參數測試,該系統可快速產生多通道激勵信號,精準控制每一路激勵信號的幅度、相位,完全模擬相控陣天線實際掃描狀態,用于測試相控陣有源端口參數、靜態端口參數、各單元駐波參數 ,以及相控陣天線端口駐波調試功能,優化天線陣中的互耦特性。

相控陣天線有源S參數測試
提前預防的時空復刻者
在救援信號發出后,也在面臨通信信道復雜環境的巨大挑戰,暴雨導致雨衰效應異常強烈。衛星通信傳輸信道中的各個環節面臨巨大的挑戰,要求各個環節提前做好精準的信道模擬測試!確保信號突破自然限制,保證信息精準到達!
無線信道的狀況是影響無線通信系統質量的一個非常重要的因素。 無線信道是指無線通信中用于傳輸無線信號的媒介,信號通過無線信道傳輸,并會受到信道中的各種影響,如多徑、時延、衰落、多普勒、噪聲干擾等。無線信道是一個動態、復雜且不穩定的環境,無線通信系統的應用和發展都離不開對無線信道特性的深入研究。
中星聯華科技超寬帶信道模擬器是一種能在實驗室環境真實再現無線信道環境的儀器,大大便捷了信道測試與通信系統部署。
超大帶寬——2GHz實時帶寬(非載波聚合)
寬頻覆蓋——最高67GHz
豐富的信道模型(時延、衰落、多普勒、噪聲干擾等模型)
可模擬衛星
通信過程中真實的無線信道環境
當福來哥仰望雨崩的樹冠間隙,他看到的不僅是衛星天網,更是芯片納米工藝與相控陣波束成形的共舞,北斗衛星與通信信道模擬的交響。這片無形的技術之網,正重新定義人類探索自然的邊界。
衛星通信芯片技術的飛速發展,支撐了這些應用場景的落地,使得衛星通信終端從笨重、高功耗、高成本的專業設備,轉變為可以集成到手機和汽車中的消費電子產品,為衛星通信的大眾化普及奠定了基礎。
高精度測試測量儀器作為衛星通信的底層保障,測量儀器的快速迭代加快了衛星通信產品的迅猛發展,同時保證了衛星通信產品的穩定性和可靠性。
會議預告
本文將主要為大家介紹了相控陣天線、衛星信道模擬的相關簡介及測試方法,其他技術內容我們將在7.15的線上研討會中為大家解讀
中星聯華將攜手ADI公司在2025年7月15日 14:00-16:30,為大家講解衛星通信的全場景應用、系統設計及測試,更有ADI高性能芯片樣片等你來抽!無論您來自衛星載荷研發部門、地面終端設計團隊,還是通信系統集成商,本次研討會都將為您提供寶貴的行業洞見和實用的測試解決方案。加入我們,共同探索衛星通信的奧秘!
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航天科普|一場救援中的通信革命-衛星通信(上篇)


示波器在衛星通信測試中的應用
衛星通信系統電磁兼容管理系統
是德頻譜分析儀在衛星通信測試中的重要性

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