2026年,国内低轨卫星互联网建设进入实质性加速期。“千帆星座”在轨卫星数量增至238颗,国网星座上半年完成多组卫星发射部署。当行业目光聚焦于星座组网进度时,一个问题变得愈发紧迫:在如此密集的发射节奏下,什么技术路径才能真正支撑起低轨卫星的大带宽通信需求?答案是毫米波。
关于毫米波,大多数人的认知来自地面5G——运营商花了大价钱建基站,但覆盖范围小、穿透力弱、容易受遮挡,用户体验并不理想。毫米波在地面“水土不服”,却在太空找到了最佳舞台。
什么是毫米波?毫米波是波长在1至10毫米之间的电磁波,对应频率为30GHz至300GHz。相比Sub-6GHz频段,毫米波有三个与生俱来的优势:带宽极大——可用频谱资源是厘米波的数倍甚至数十倍,能支撑10Gbps级别的传输速率;波长短——天线尺寸可以做到很小,同样面积下可以集成更多天线单元,形成高增益窄波束;频段干净——目前大部分毫米波频段尚未被大规模占用,频谱干净、干扰少,通信质量更高。
这三个优势,恰好精准命中了低轨卫星通信的三大核心痛点。
痛点一,是过顶时间短。低轨卫星运行在数百公里的近地轨道,单颗卫星的地面过顶时长仅为数分钟。在这几分钟内,卫星与地面终端之间必须完成全部数据交换。如果带宽不够,数据传不完,卫星就飞走了。毫米波频段拥有厘米波数十倍的可用带宽,是能在数分钟内完成大容量数据传输的频段选择。对于低轨卫星系统而言,带宽决定了服务的可用性——带宽不够,整个星座的商业模型都无法成立。
痛点二,是载荷空间极其有限。卫星是“寸土寸金”的平台,每一克重量、每一立方厘米空间都需要精打细算。传统厘米波天线尺寸偏大,在卫星有限的空间内难以布置足够数量的天线单元来实现多波束覆盖。毫米波波长短,天线单元可以做到很小,同样面积下能集成更多单元,形成高增益、多波束的相控阵天线系统。这意味着在相同的卫星平台上,毫米波方案可以实现更高的天线增益、更多的波束数量、更广的地面覆盖。
痛点三,是频谱资源稀缺。全球卫星通信产业正经历爆发式增长,Starlink在轨卫星超过7000颗,国内千帆、GW两大星座进入密集部署期。可用频谱资源日益紧张,厘米波频段已经高度拥挤。国际电联对卫星频谱的分配遵循“先登先占”原则,谁先抢占稀缺的频轨资源,谁就掌握了战略主动权。毫米波高频段是目前为数不多的频谱资源蓝海,各国和各大星座都在加速布局毫米波频段,抢占下一代卫星通信的战略制高点。
但毫米波有一个“短板”:它的波束很窄,方向性极强,对指向精度要求极高。如果天线指向不够精准,信号就会偏出接收范围。这就引出了低轨卫星通信的另一个核心问题——谁来解决毫米波的指向难题?
答案是相控阵天线。相控阵天线通过电子方式调控波束方向,无需任何机械转动,能在毫秒级时间内完成波束切换,精准跟踪高速移动的低轨卫星。它不仅是解决毫米波指向性难题的唯一具备工程化商用价值的主流技术路线,也是低轨卫星载荷和地面终端必须采用的终端形态。在相控阵天线中,最核心的器件是T/R芯片。它负责信号的发射、接收与波束指向调控,是整套系统的“心脏”。T/R芯片的成本在相控阵天线中占比可达40%—50%,是整条产业链价值最集中的环节。
毫米波频段是突破卫星通信大带宽瓶颈的核心技术路径,相控阵天线是驾驭毫米波频段的唯一技术方案,T/R芯片是相控阵天线的核心器件——这条技术链条构成了低轨卫星互联网的硬件底座。
国内在这一领域已有企业提前卡位。成都知融科技自2019年成立起便专注毫米波相控阵T/R芯片的自主研发与产业化应用。公司核心技术团队是国内最早开展硅基毫米波相控阵T/R芯片研究的先行者之一,拥有多年相控阵芯片全流程设计与产业化经验。经过七年技术积累,公司已形成覆盖DC~40GHz的完整产品矩阵,发布了数十款芯片产品,在Ku频段和Ka频段均有成熟产品布局。据公开信息,知融科技的Ku频段TDD产品已进入千帆星座地面终端供应链,获得多家主流设备商采用;GW星座的潜在供应商中,也有多家选择了知融科技的Ka频段方案。
行业普遍预计,随着低轨卫星星座组网持续推进,相控阵终端作为系统中采购规模最大的核心环节,有望在2027年至2028年迎来市场集中放量期。而在毫米波芯片这条赛道上,提前七年完成技术积累和市场卡位的企业,正在迎来属于自己的窗口期。
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