我为科技狂 居然要用相控阵天线和激光通讯技术，马斯克的卫星互联网确实神奇( 二 )
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专业人士认为 。 马斯克的星链宽带互联网能否最终成功 ， 则要取决于地面用户终端而非太空中的卫星 。 SpaceX已经通过其他小卫星的“蹭车”服务分摊了星链的发射成本 ， 剩下的任务便是生产出价格足够便宜、让普通人接受得起的星链用户终端 。 但其实说起来容易做起来难 ， 现在市面上同等大小的相控阵天线 ， 价格在1500美元左右；而马斯克所想的是 。 星链终端在初期售价为200美元左右 ， 此后再逐步下降到几十美元 。
星链终端为什么是相控阵 ， 星链之间的通讯为什么要用激光通讯？
星链需要的是一种不用物理改变方向便可快速改变波束发射方向的天线——相控阵天线 。 相控阵雷达能成为主流军用雷达 ， 是因为通过控制天线上各个单元信号的相位 ， 便可使发出的电磁波进行互相干涉来调整发射出的波束指向 ， 而无需实际调整雷达的朝向 。 和一部分机械旋转机构结合 ， 相控阵天线能快速完成很大范围的信息传输 ， 因此毫无疑问是星链的首选 。 星链的卫星主体像一个长方形板子 ， 在很大程度上是为了布置4块相控阵天线 。 由于同一轨道面前后都有卫星 ， 纵向的传输需要覆盖的范围较小 ， 只有2面天线覆盖 ， 横向需要覆盖该轨道面和临近轨道面之间一半的范围 ， 因此有3面天线覆盖 。 既然相控阵都已经运用到了天上 ， 那么面向用户的星链终端自然也需要相控阵跟进 。 根据SpaceX的专利申请 ， 以及网络上曝光的“像一根棍子上顶着一个UFO飞碟”的天线 ， 则进一步证实了星链用户终端为相控阵的猜测 。 解决了快速改变波束发射方向的问题 ， 用户终端天线只需要简单的机械调整对准头顶上的天空（距离最近的星链轨道面） ， 便可完成数据传输 。
事实上星链并不是首个采用相控阵天线来通讯的卫星 ， 之前SpaceX发射的铱星NEXT ， 类似于星链的低轨道通讯卫星 ， 同样采用相控阵天线和用户终端沟通 。 只是在780千米大倾角轨道面工作的铱星没有星链那么激进 ， 卫星依然采用对称的构造将相控阵天线布置在正中 ， 因此卫星的整体外形构造并没有那么夸张 ， 但也已经和传统的长方体卫星主体在外观上有了明显的差别 。
星链相比铱星更激进的地方不仅仅是轨道 ， 铱星采用两面固定的通讯天线和在同一轨道面前后的另两颗卫星沟通 ， 两面可调天线和临近轨道面的另两颗卫星沟通 。 星链的通讯原理和铱星一样 ， 每颗卫星和最近的四颗卫星进行沟通 ， 但不同于铱星仅12.5Mbps的星间数据传输速度 ， 星链之间的通讯则由激光通讯来完成 。 与无线通讯相比 ， 激光通讯最显著的优势是长距离传输时扩散范围更小 ， 而对于卫星间传输距离很短的星链来说 ， 用激光通讯更多的是为了避免星链之间的互相干扰 。
临近卫星通讯干扰是一个现在通讯卫星就要面临的问题 ， 不同地面基站向同一个通讯卫星发射波束会造成干扰 ， 临近卫星同时向同一个地面基站发射波束也会造成干扰 。 由于无线电波指向性较弱 ， 在波束扩散后临近卫星很容易进入传输范围内接收到不想接收的信号 。 临近卫星通讯干扰不仅会因为基站和卫星角度等巧合天然发生 ， 还可以人为制造成为军事领域的一种软杀伤手段 。
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铱星完整的网络1个轨道面只有11颗卫星 ， 临近卫星干扰现象其实不明显 。 星链单一轨道面就有成百上千颗卫星 ， 星链整体更要覆盖至少32个轨道面 ， 传统星间通讯方式虽理论传输性能足够 ， 但很容易导致卫星A发给卫星B的信息同时被临近的卫星C给接收 ， 造成不必要的通讯干扰 。 激光通讯因为有着较高的指向性 ， 能够避免星链之间的传输被其他星链意外接收 ， 而且降低了扩散 ， 卫星B在担任卫星A和C的“中转站”时 ， 还可同时担任卫星D和E的“中转站” ， 进一步提高单一卫星的利用率 。
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