多波束相控陣天線是一種可以利用波束形成網絡,同時實現多個獨立的高增益波束的多波束天線。
作為低軌通信衛星系統的核心載荷之一,多波束相控陣天線不僅能滿足廣域覆蓋、寬帶傳輸,還能實現隨遇接入、多點通信等需求。多波束相控陣天線具有高靈活性、寬掃描角域、高可靠性等優點,可以用于低軌通信衛星對地面終端的通信服務,在軍事、民用通信領域應用空間廣闊。
多波束相控陣天線由多個輻射元排陣構成,結構復雜、設計難度大。Ku頻段、Ka頻段是目前多波束相控陣天線主要集中區,近年來,由于通信衛星頻軌資源日益缺乏,Q/V頻段、太赫茲頻段成為多波束相控陣天線發展方向。
低軌衛星是指運行在低地球軌道(LEO)的衛星,軌道高度一般在300-2000公里之間。低軌衛星具有發射靈活、傳輸時延短、鏈路損耗低、制造成本低等優點,是通信衛星未來發展趨勢。單個低軌衛星信號覆蓋面積較小,通常需要采用大量衛星組成星網,以實現對全域的無縫覆蓋。
作為衛星互聯網、6G通信網絡的重要組成部分,近年來,我國加大了對低軌衛星建設的支持力度,目前我國主要有GW星網、上海政府G60-星鏈兩大低軌衛星發射計劃,兩大星座合計計劃發射2.5萬顆星。多波束相控陣天線作為低軌通信衛星系統的核心載荷之一,隨著低軌衛星事業發展,市場需求正迎來爆發期。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年多波束相控陣天線行業市場供需現狀及行業經營指標深度調查分析報告》顯示,相較于美國,我國多波束相控陣天線研發、應用晚。近年來,在國家政策持續、市場需求快速釋放等因素驅動下,我國也研制出多款多波束相控陣天線,并逐漸實現了生產,相關企業包括上海京濟通信技術有限公司、成都恪賽科技有限公司、銀河航天(北京)科技有限公司等。
高密度集成相控陣天線主要有磚塊、瓦式、片式3種架構,其中瓦式架構具有縱向空間小、易于實現輕量化、易于與平臺共形等優勢。目前銀河航天已批量研制出國內首批星載毫米波AiP瓦式多波束相控陣天線,基于AiP技術,瓦式多波束相控陣天線在重量、結構剖面、成本、研制周期等方面均實現了下降,更有利于推動我國低軌衛星互聯網星座的建設與部署。
新思界
行業分析人士表示,我國衛星通信產業發展迅速,尤其是低軌衛星通信,目前我國有多個相關星座計劃正在實施中,多波束相控陣天線作為低軌通信衛星系統的核心載荷之一,市場需求空間廣闊。我國多波束相控陣天線研發、應用起步較晚,目前與歐美國家相比仍存在一定技術差距,但差距在不斷縮小。