“手机直连卫星”产业现状及监管启示

空地融合将空中通信与地面通信进行有机结合,以实现广泛的网络覆盖和高效的数据传输,具有广阔的发展前景和巨大的应用潜力。近年来,商业航天的兴起、星载技术的发展,以及卫星制造和发射成本的大幅降低,为空地融合注入了新的活力。6G空天地一体化无线泛在愿景的清晰、ITU关于“手机直连卫星”频率规划的提出,明确了空地融合产业方向。为探索空地融合的现状、机遇、挑战和未来,《通信世界》特策划“6G引领,开启‘星’征程”专题报道,以期为产业发展建言献策。

卫星互联网产业链概况及风险隐患

近年来,卫星通信进入了高速发展的阶段。传统卫星运营商推出的地球同步轨道(GEO)高通量卫星通信,采用更高通信频段、更先进卫星平台、更多转发器、更强天线技术,实现了比传统卫星通信更强大的带宽能力,为用户提供更好的网络体验。与此同时,以美国SpaceX公司Starlink项目为代表的低轨(LEO)卫星已经成为无线通信领域的“新赛道”和新焦点,低轨卫星工作在距离地面500~2000km的轨道上,虽然覆盖范围不如高轨和中轨卫星,但可以通过增加数量弥补覆盖面积的不足,提供更大容量、更低时延、更高网络速率的卫星通信能力。

一种小型化双陷波可重构UWB天线设计

提出了一种小型化的双陷波可重构超宽带(ultra wide band,UWB)天线,通过在辐射贴片上刻蚀大、小两个C形槽,实现5G(3.3~4.4 GHz)/WiMAX(3.3~3.6 GHz)和WLAN(5.150~5.825 GHz)两个频段的陷波.采用两个PIN二极管跨接在C形槽上,通过控制PIN二极管的通断状态,在两个频段上实现陷波可重构.为了实现小型化,天线采用削顶圆形结构的辐射贴片,并将C形槽设计为嵌套结构,天线最终尺寸为18.0 mm×19.5 mm.仿真与测量结果表明:天线可以在UWB、两种单陷波和双陷波共四种状态下工作,UWB频段为3.1~11.0 GHz,两个单陷波频段分别为3.2~4.9 GHz、5.2~6.0 GHz,双陷波频段为3.25~4.75 GHz和5.3~6.1 GHz.天线的最大增益为2.8 dBi,具有良好的辐射特性.

小型化双频圆极化天线设计

为减少多径损耗、抗极化失配并同时满足无线设备对小型化、多频段的需求,提出了一种小型化、宽轴比的双频圆极化天线。天线采用相对于馈线不对称的矩形接地板,实现Wi-Fi(5.15~5.35 GHz)频段圆极化辐射。在此基础上,通过对接地板进行切角处理并刻蚀两个宽度不等的L形缝隙,在不改变天线尺寸的情况下产生低频谐振频率,使天线同时工作在UHF(840~960 MHz)频段,并具有小型化特性。通过在接地板上加载两个高度不等的矩形枝节以及在圆形辐射贴片上刻蚀臂长不等的斜十字形槽,拓宽低频轴比带宽并降低两个频段的轴比值,实现宽轴比的双频圆极化辐射天线。天线最终尺寸为60 mm×60 mm×1.6 mm。仿真与测试结果表明:天线的相对阻抗带宽分别为62.6%(0.79~1.51 GHz)和34.1%(3.84~5.42 GHz),3 dB轴比带宽分别为108.1%(0.34~1.14 GHz)和7.2%(5.08~5.46 GHz),具有良好的辐射特性,可应用于UHF和Wi-Fi频段。