1、概述

隨著空間技術的不斷發展，航天產業的商業化，小衛星和小火箭因制造和發射成本低、技術更新快、便于規模化制造等特點，得到快速的發展。據統計，2017年全球發射500Kg以下小衛星達310顆，美國行星公司的“鴿群”衛星計劃、“烏鴉座-廣覆蓋”衛星計劃、SpaceX公司的星鏈計劃、中國鴻雁星座計劃等，勢必將商業航天推向發展的頂峰，也必將推動商業航天各個領域產業發展，尤其在衛星應用領域的導航、通信、遙感領域將帶來飛躍式發展，并將催生更多、更廣的尖端技術。

隨著中星16正式宣布運營，中國高通量衛星商業化運營的大門也正式拉開，中國衛通將陸續在2019年發射中星18號高通量衛星，計劃2021年前后超大容量同步軌道高通量衛星，以增強國土、海洋的覆蓋和實現“一帶一路”的基本覆蓋能力，在軌高通量衛星系統容量約為400Gbps。

未來高通量衛星及低軌Ka星座的發展將給通信服務產生質的改變，Ka互聯網和電視直播、WIFI區域覆蓋、遠程教育、4G應急、雙盲演練、船載寬帶服務、機載寬帶服務、熱點直播、專用網絡平臺、物聯網等將從電信級網絡向天地一體化衛星寬帶網絡過渡，實現“海、陸、空”立體化業務發展的新格局。

2、衛通地面終端分類

地面用戶終端系統天線有固定站和移動站兩大部分，其中固定站天線口徑大，傳輸速率高，不能移動中使用，常用與做主站和中繼站使用。移動站由于機動靈活的特點，在車載、船載、機載領域應用非常廣泛，其中便攜站天線和動中通天線作為應用最廣泛的移動站天線，在天線領域受到最高的關注和最廣泛的應用。

隨著新技術的發展、新材料的廣泛應用、制造水平的不斷提升，各類設備及組件向輕量化、微小型發展，天線的發展也更趨于集成化、模塊化、易共形、低剖面、高性能發展。天線由傳統的機械掃描拋物面天線，逐漸向機械掃描平板天線、電子掃描逐步發展。

3、便攜站天線

便攜式衛星通信設備是針對衛星新聞采集、單兵作戰、應急通信開發的便攜式天線。便攜式天線系統具有體積小、重量輕、便于攜帶、可靠性高、操作簡便等優點。完成對星過程小于3分鐘。單兵便攜式衛星通信設備主要完成圖像、視頻、話音、數據的遠程通信功能，環境適應能力強，高品質、高可靠是它的第一要求。便攜式衛星通信設備主要應用在政府應急部門、新聞媒體、公安、消防、邊防、人防、氣象、武警、軍隊等行業應急通信中發揮了巨大作用。

3.1 具備功能

a） 天線具有自動展開、對星、收藏功能；

b） 在必要時也可采用手動方式對星，主要應用在部分設備出現問題時采用；

c） 自動定位（當地經緯度、天線角度、傾斜、橫滾角度）；

d） 自動捕獲衛星（一鍵通功能）；

e） 自動跟蹤，跟蹤精度優于1/8接收波束寬度；

f） 自動跟蹤，基于跟蹤接收機、GPS和各種傳感器的自動捕獲、精確跟蹤和穩定保持對準衛星。

3.2 具有特點

a） 手持機屏顯示、人機界面友好，并提供跟蹤過程數據顯示；

b） 方便的一鍵式對星，電動極化控制；

c） 整機體積小、重量輕、行李箱或布袋包裝，便于攜帶和背負；

d） 全部操作由一名技術人員通過手持機即可操作完成；

e） 嵌入式控制系統，并提供手動控制功能；

f） 系統采用衛星信標接收機或DVB接收機，即可利用衛星信標跟蹤，也可利用星上的DVB信號跟蹤，這樣就提高了天線的跟蹤精度與可靠性。

3.3 便攜站天線發展趨勢

便攜站自身的便攜市場需求定位決定了其必須滿足體積小、重量輕、使用便捷的特點，便攜站特別是手動便攜站整體技術門檻低，拋物面架構產品高度同質化，競爭激烈，同時一定程度體現了以下的發展趨勢：

1） 向高頻發展：覆蓋Ka頻段的產品越來越多；

2） 一體化高度集成：天線、射頻、Modem、電源一體化集成，同時集成GPS定位、基座校正、WIFI等功能；

3） 天線輕小化：這是便攜站一直下功夫的方向，某款手動便攜站只有8kg；

4） 平板化：有幾家公司一直在堅持平板化路線，小君一直堅信若干年后衛星終端的形態就是類似筆記本那樣，便攜輕巧；

5） 工業化設計：便攜站畢竟直接由人隨身攜帶使用，工業化設計愈加重視；

6） 射頻與饋源一體化：將天線饋源接口與射頻部分直接在結構上前后一體化。

4、動中通天線

動中通天線天線系統可方便安裝在移動載體上，可以在安裝平臺移動條件下保持對衛星的跟蹤。動中通天線通常有拋物面、削邊拋物面、平板陣列之分，電掃天線后面單獨說。具體采用哪種形式與安裝平臺、性能要求、費用密切相關，比如船載由于安裝空間大，采用拋物面多，比如機載除部分直升機或無人機采用拋物面，整體還是取向可以低剖面氣動共形的平板天線，車載天線傾向使用平板天線。

4.1 功能及特點

a） 高增益、低旁瓣、低交叉極化等優良電氣性能；

b） 面板精度高、重量輕、剛度好、三防好、環境適應性強；

c） 精密傳動，在高速機動下增強快速對星功能；

d） 配備高精度定位、定向裝置，實現全自動對星；遮擋丟星后3-5秒能及時捕捉重新工作；

e） 天線和外形盡可能和移動載體共形流線型設計，提高空氣動力學性能。

4.2 動中通天線發展趨勢

由于涉及伺服控制和跟蹤技術，能夠獨立研發動中通的廠家整體數量比便攜站要少，展會動中通產品明顯少于便攜站天線，Ku動中通已經非常成熟，Ka動中通產品尚不多。展會產品整體新意不多，多是老面孔，具體趨勢如下：

1） 向高頻發展：國內獨立研發Ka產品尚不多，且平板天線個別指標還存在差距；

2） 雙頻饋源技術：某單位展示了Ku/Ka雙頻動中通，采用同饋技術；

3） 電掃天線技術：電掃天線成為產品發展的新趨向，但距離實際批量低成本應用還有不少差距，特別是國內對標Kymeta、Isotropic、Phasor等的企業還有很大差距，但是未來大趨勢。

5、總結

未來幾年，衛星空間部署數量和容量將迅速增加，對于地面終端的需求也越來越大，特別是隨著國家一帶一路戰略的推進，衛星通信天線將面臨非常好的發展機遇。筆者梳理了衛通天線產品涉及幾項關鍵技術羅列如下：

（1） 平板天線低旁副瓣技術；

（2） 寬帶微帶陣列天線技術；

（3） 適用于低成本的稀疏陣技術；

（4） 一體化低剖面技術；

（5） 平板收發共口徑技術；

（6） 適用于星座的多波束技術；

（7） 極化切換實現技術；

（8） 低軸比寬帶高性能饋源技術；

（9） 機電復合掃描技術。