近年來,往空中發展已然成為了全球的共同目標。
一方面,得益于低地球軌道(LEO)衛星技術的進步,以星鏈為代表的衛星通信(SATCOM)行業正經歷快速增長。無論是在海上、沙漠、高山或森林等信號不好的地方,還是在諸如機載、船載和應急等應用場景中,都對SATCOM有了迫切需求;另一方面,在廠商的推動下,eVTOL在這些年甚為流行,該技術在載人和工業等應用中也獲得了全球各地客戶的青睞。
正是在這些應用的推動下,一個被稱為“低空經濟”的名詞被推到大家的面前。據賽迪研究院相關報告顯示,預計2025年,光是中國的低空經濟市場規模將達到1.5萬億元,到2035年更有望達到3.5萬億元。由此可以看見“低空經濟”的火熱。
而要實現上述目標,全域、實時、可靠的通信連接不可或缺。
低空通信,挑戰重重
如上所述,我們所談的低空通信可以一分為二:一是低軌衛星通信,一種不同于傳統基于地面基站通信,而是通過地球軌道上的衛星作為中繼,接收地面站(或終端)發出的信號,經過放大和變頻處理后,再向下行(down-link)轉發給其他地面站的通信方式;另一種則是確保eVTOL能夠在低空飛行時隨時保持連接,支持實時大數據回傳與遠程干預。
其中,無論哪一種方式,都有可靠、成本低和支持規模化部署等核心訴求。
以衛星通信為例,據介紹,隨著衛星部署數量的增加,市場對信號鏈中所用的組件也提出了更高要求,需要它們具備更高的效率、更緊湊的體積,以及更可靠的性能,涵蓋從RF功率放大器到低噪聲放大器再到波束成形IC(beamforming IC,簡稱:BFIC)。與此同時,蜂窩通信正在成為衛星生態系統的一部分。而隨著5G無線技術在3GPP第17版中的引入,使得5G系統能夠服務于NTN。NTN旨在擴大全球網絡覆蓋范圍,特別是在農村及偏遠地區,并促進移動設備、物聯網(IoT)和商業自主駕駛車輛與衛星之間的直接連接。這種整合使衛星產業能夠充分利用5G生態系統的規模效應。
要實現以上目標,地面站的平板天線就成為了關鍵。而作為核心組件的BFIC,更是重中之重。
以衛星通信為例,在過去,我們常用機械掃描天線或者固定天線(就是“鍋”)來完成衛星通信的地面接收。因為彼時大多數應用場景都是固定的,這種工作方式也可以應付。然而,隨著諸如飛機、輪船等設備開始用上衛星通信后,傳統的天線就很難捕捉到衛星的信號。這時候,有源相控陣天線就能發揮巨大作用——快速的在衛星之間或者在低軌和高軌衛星之中做不同的選擇,以保證它的穩定性。
從原理上看,這種天線由多個相干饋電的固定振子組成。為形成電子波束,每個振子都會以適當的相位饋電,從而在遠場中按所需方向形成相干波束。它利用每個振子的可變相位控制,將波束掃描至空間中的特定角度,如下圖所示。這種無移動部件的電子波束轉向由每個輻射振子上的IC(也就是BFIC)管理。

換而言之,天線陣列中各個天線單元的幅度與相位控制都是靠BFIC實現,從而形成、指向或切換射頻波束。
對于這樣一類芯片,不但需要考慮熱管理與功耗控制,還需要考慮集成密度/體積/重量限制。此外,電路板/互連與布局挑戰、相位/幅度校準與波束精度、成本與制造/量產挑戰以及鏈路/系統級集成挑戰也是BFIC需要面臨的挑戰。
作為一家在通信領域積累了豐富經驗的芯片供應商,Qorvo能為此提供廣泛的支持。
Qorvo全面賦能
據介紹,受惠于公司擁有廣泛且具備最高可靠性的RF 產品,Qorvo能為衛星通信的上行鏈路和下行鏈路系統提供高性能的組件。因應市場需求,Qorvo也推出了基于商用CMOS工藝打造的,支持Ku頻段的與Ka頻段的全新硅基波束成形IC(BFIC)。
Qorvo Ku波段TDD波束成形芯片AWMF-0247榮獲E維智庫2025年度“'E'馬當先新品獎”
Qorvo表示,硅基是最為合適的BFIC制造技術,因為該技術不僅方便于制造高集成度的單芯片以完成復雜的功能,還擁有等于砷化鎵和氮化鎵的成本。此外,包括顯著提升鏈路預算、更高EIRP與 EIS、更優的SNR與數據速率、低部署成本與功耗以及統一平臺設計在內的優勢,也是Qorvo BFIC不得不提的亮點。
以Ku頻段應用為例,Qorvo推出了相應的接收(Rx)和發射(Tx)波束形成IC,能滿足對高速、可靠衛星通信日益增長的需求。在緊湊、穩定的設計中,這些IC也能提供包括完全極化靈活性、精確波束引導和內置溫度穩定性在內的先進功能,無需外部低噪聲放大器(LNA)或復雜校準。
針對日益增長的時分雙工(TDD)終端需求,Qorvo此前還帶來了全新的Ku波段波束成形芯片,其TDD架構支持單天線陣列同時進行發射和接收操作,能夠有效降低系統尺寸和復雜度,并有助于實現低剖面電子掃描終端設計。隨著該款新品的發布,Qorvo進一步擴展了現有的SATCOM產品組合,為TDD和FDD終端架構提供完整且可擴展的解決方案。
Qorvo表示,這些芯片可適配LEO、MEO、GEO等多軌道衛星系統。其每顆IC更是集成4個雙極化通道,能支持獨立相位與增益控制,實時調整波束方向以追蹤衛星信號。得益于這個高集成度設計,該BFIC能夠大幅減少終端芯片數量,降低設備的尺寸、重量與功耗。
在這些芯片的支持下,作為用戶與衛星間直接連接的CPE終端天線能夠從傳統拋物面(碟形)天線轉向AESA或相控陣天線等電子掃描天線,提升了連接體驗。其獨特的優勢也讓開發者可以將各種技術集成到更緊湊、更輕巧的設計中,為消費者帶來更多可能。
除了這款BFIC,Qorvo過去三十年在射頻前端器件方面的深厚積累,也讓公司能夠針對衛星通信的需求,提供全方位的支持。得益于公司在GaAs、GaN、SAW、BAW、CMOS 和SiGe等工藝和產品的積累,Qorvo能夠為衛星通信提供全鏈接的可靠支持。
寫在最后
作為這輪科技創新的重要組成,中國對低空經濟的支持力度巨大。
自2021年初被納入中國《國家綜合立體交通網規劃綱要》,并在2023年的中央經濟工作會議上被著重強調以來,中國在低空經濟的發展上鉚足了勁。從2024年起,低空經更是濟連續兩年被寫入政府工作報告。其以“強鏈條、廣融合、深輻射”的產業特性,逐漸成為全國各地競逐的新賽道。
在這種上下齊心的力量支持下,一場從地面到太空的科技革命正在隆重上演。擁有多個領域產品布局的Qorvo,正在給地面及空間應用的連接能力提供強勁賦能。
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原文標題:衛星通信,這顆芯片很重要
文章出處:【微信號:Qorvo_Inc,微信公眾號:Qorvo半導體】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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