La revisión presenta las direcciones de los trabajos de investigación y desarrollo, que actualmente se están llevando a cabo activamente en muchos países con el fin de buscar tecnologías para la creación de antenas planas con barrido de haces para terminales de comunicaciones terrestres por satélite. Entre las numerosas soluciones, el artículo destaca aquellas que, en opinión de los autores, son las más prometedoras.
En nuestro artículo revisamos y sugerimos la categorización de varios enfoques de ingeniería utilizados para desarrollar antenas de exploración de pantalla plana de terminal terrestre de comunicación por satélite. Entre muchas soluciones, destacamos algunas de las tecnologías y conceptos más prometedores.
En la última década, se han llevado a cabo activamente proyectos de investigación y desarrollo y desarrollo en muchos países del mundo, cuyo propósito es encontrar soluciones técnicas para crear antenas de pantalla plana (FPA) económicas. En la actualidad, el principal impulsor de esto es el creciente número de escenarios planificados para la prestación de servicios de acceso de banda ancha (BBA) en instalaciones móviles.
Varias implementaciones de FPA se conocen desde hace mucho tiempo, pero hasta ahora pertenecían a la clase de equipo no destinado al uso masivo. La falta de terminales de usuario de bajo costo con una antena de barrido plana en el mercado se refiere a menudo como un problema que limita la comercialización de nuevos sistemas de banda ancha satelital de órbita baja, en cuya creación se invierten miles de millones de dólares, por lo que un gran número de equipos de ingeniería y científicos de todo el mundo están trabajando en esta dirección.
En el proceso de resolver el problema de lograr parámetros de FPA aceptables para el mercado masivo, se están realizando estudios para mejorar sus características técnicas y operativas de radio y, lo más importante, para reducir el costo de FPA en producción. Como resultado, aparecen muchos enfoques nuevos para la construcción de tales antenas. En este artículo, proponemos una clasificación de las soluciones de antenas presentes en el mercado, una descripción general de las tecnologías FPA existentes y un análisis de sus perspectivas en el mercado de banda ancha satelital.
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, . - , . . , . .
.
(RF ASIC)
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RF ASIC ( “beamformer”) – , , . , . RF ASIC , - . – – (, pin- ).
-: Anokiwave [1], IDT Renesas [2], Analog Devices [3], Xphased [4], HiSkySat [5].
: , , .
: RF ASIC, , G/T.
: Starlink RF ASIC [6].
: .
, ( ) ( ). , . (), , . , . FPA .
-: ALCAN Systems [7], Wafer [8].
: , .
: RF ASIC, .
: ALCAN Systems [9].
: .
, , . . .
-: AIM Photonics [10], Photonics21 [11], EPIC [12], Analog Photonics [13].
: - , . , , , .
: , .
: “” “” [14]. , PHODIR [15].
: .
- , “”. . - . , . FPA , , . .
-: SatixFy [16], Texas instruments [17], Analog Devices [18].
: .
: , , .
: SatixFy [19], . MIDAS DARPA [20].
: .
. , . . . , . Isotropic Solutions.
N
-: Isotropic Systems [21].
: , - .
: ( ), .
: Isotropic Solutions [22]. .
: .
. , , TM . . , , . . . , (VO2, GeTe, BTO .), , .
-: Kymeta [23], Pivotal [24], WaveUp [25], MatrixWave [26].
: , , .
: , .
: Kymeta [27].
, , . , . , . Kymeta . Pivotal, , . , . , Intel IBM , . . , RF ASIC. , , , . - RF ASIC . , 5 RF ASIC .
:
[https://www.anokiwave.com] Anokiwave
[https://www.renesas.com/us/en] IDT Renesas
[https://www.analog.com/en/products/adar1000.html#] Analog Devices
[http://www.xphased.com] Xphased
[https://www.hiskysat.com] HiSkySat
[https://vsatman888.livejournal.com/279912.html] ( Starlink RF ASIC)
[https://www.alcansystems.com] ALCAN Systems
[https://www.wafertech.co.il] Wafer
[https://spacewatch.global/2020/06/alcan-announces-electronic-beam-steering-ground-antenna-for-leo-and-meo-satellite-service-use-at-a-low-price-of-eur-1500/] ( ALCAN Systems )
[http://www.aimphotonics.com] AIM Photonics
[https://www.photonics21.org] Photonics21
[https://www.epic-assoc.com/about-epic/] EPIC
[https://www.analogphotonics.com] Analog Photonics
[https://www.vega.su/press-room/?ELEMENT_ID=2422] ( “” “” )
[http://www.phodir.eu/phodir/project.php] ( PHODIR)
[https://www.satixfy.com] SatixFy
[https://www.ti.com/product/AFE7700] Texas instruments
[https://www.analog.com/ru/index.html] Analog Devices
[https://www.satixfy.com/product/diamond/] ( SatixFy )
[https://www.darpa.mil/program/millimeter-wave-digital-arrays] ( MIDAS DARPA)
[https://www.isotropicsystems.com/solution] Isotropic Solutions
[https://www.satelliteevolutiongroup.com/magazines/Americas-August2020/content/Digital%20Issue%20download.pdf] ( Isotropic Solutions )
[https://www.kymetacorp.com] Kymeta
[https://pivotalcommware.com] Pivotal
[http://www.wave-up.it/technologies/] WaveUp
[https://www.matrixwave.in/sat] MatrixWave
[https://www.kymetacorp.com/news/kymetatm-u8-terminal-receives-commercial-authorization-fcc-q4-2020-launch/] ( Kymeta )
:
M. Belkin, A. Sigov, Y. Tyschuk, V. Golovin / Comparison of RF Photonics-Based Beamformers for Super - Wide Bandwidth Phased Array Antennas // IEEE Radio and Antenna Days of the Indian Ocean 2017.
Holographic Beam Forming and Phased Arrays // Pivotal comware White paper / 2019.
Marco Faenzi, Gabriele Minatti, David González-Ovejero, Francesco Caminita, Enrica Martini, Cristian Della Giovampaola, Stefano Maci / Metasurface Antennas: New Models, Applications and Realizations // Nature Scientific report / 2019.
Christian Rohde, Doron Rainish, Avraham Freedman, Guy Lesthievent, Nader Alagha, Danielle Delaruelle, Gerhard Mocker, Xavier Giraud / Beam-Hopping Systam Configuration and Terminal Synchronization Schemes / 37th International Communications Satellite Systems Conference (ICSSC) / 2019.
Bill Nevius, Anokiwave, Paul Freud, Ball Aerospace / Enabling Scalable + Affordable SATCOM Solutions / Anokiwave, Inc. / 2020.
Ku-Band Silicon SATCOM Rx Quad Core IC AWMF-0146 / Datasheet / Anokiwave, Inc. / 2020
Nelson J. G. Fonseca / Quasi-optical antennas for space applications / AP-S Seminar Series, University of Toronto / 2020.
Konstantin V. Lemberg, Aleksey N. Kosmynin, Dmitry A. Stupnitsky, Eugene O. Grushevsky, Ivan V. Podshivalov / Tunable Meta-Surface Antenna Array with Holographic Beamforming // Microwave week / 2020.
Application for Blanket License. Federal Communications Commissions // Kymeta Corporation / 2017.
Ryan A. Stevenson, David Fotheringham, Tom Freeman, Turner Noel, Tim Mason, Shahram Shafie / High-Throughput Satellite Connectivity for the Constant Contact Vehicle / Proceedings of the 48th European Microwave Conference / 2017.
Mikala C. Johnson, Bruce Rothaar / Beam Shaping for Reconfigurable Holographic Antannas / Patent US 2018 / 0040960 A1 .
Ryan A. Stevenson, Jeff Dallas, Adam Bily, Mike Slota, Mark LaCombe, Nathan Kundtz / Waveguide Feed Structures for Reconfigurable Antenna / Patent US 10,135,148 B2.
Rolf Jakoby, Alexander Gaebler, Christian Weickhmann / Microwave Liquid Crystal Enabling Technology for Electronically Steerable Antennas in SATCOM and 5G Millimeter-Wave Systems / MDPI / 2020.
Yunbo Li, Aobo Li, Tiejun Cui, Daniel F. Sievenpiper / Holograma de multiplexación de múltiples longitudes de onda diseñado utilizando metauperficies de impedancia / TRANSACCIONES IEEE EN ANTENAS Y PROPAGACIÓN / 2018
Jiyeon Lee, Daniel F.Sievenpiper / Método para extraer la función de impedancia superficial del tensor efectiva de patrones conductores no uniformes, anisotrópicos / TRANSACCIONES IEEE EN ANTENAS Y PROPAGACIÓN / 2019