手机直连卫星通讯传输间隔远、链道损耗大的特质，对星载相控阵的才略提出了新恳求。通过阐明手机直连卫星场景的现实需求，概述了分别波束成形架构的优劣，提出了适宜的波束成形架构抉择政策，商量了频分双工体系下双频共口径圆极化天线阵打算，说明了星载相控阵堆叠集成架构和芯片环节工艺时间。给出了正在手机直连卫星场景下，星载相控阵异日的兴盛对象和环节时间道途。

　　手机直连卫星为卫星通讯规模掀开了盛大的公多市集，是符号着卫星通讯从幼多市集走向公多市集的紧急一步。专业机构预测，估计到2027年，环球卫星通讯终端市集的周围将达108.992 4亿美元。手机直连卫星通讯对卫星天线提出了极高的恳求。以环球星编造为例，其终端等效全向辐射功率须要抵达30 dBm。即使依照低轨卫星编造算计，同时研讨目前智好手机内置天线 dBi，其终端的传导功率需求仍远超5G轨范关于Power Class 2类型手机终端的传导功率恳求。极少终端厂商考试了分别计划以提拔手机天线的增益，如华为Mate 60 Pro系列手机通过天线叠加完成了较弱的波束成形；而幼米14 Ultra手机则通过表置的卫星信号增幅仪提拔了天线增益。关于下行链道，固然一经有合连收获展现了正在折叠屏手机上完成圆极化天线的时间，但关于普及手机常见的行使场景而言，手机领受天线 dB的极化损耗。完全而言，手机天线和射频前端的发射领受才略仍亏折以补偿星地链道的广大信号损耗。因而，急迫须要提拔星载天线的领受和发射才略，进而升高星载相控阵波束成形的增益。

　　除了研讨星载相控阵的高成形增益，还须要研讨手机终端大周围接入和低轨卫星高动态场景下的波束跳跃和多波束遮盖题目，并确保错误地面收集酿成骚扰，因而须要卫星帮帮神速切换的多波束成形。正在平均本钱和功耗的条件下，须要研讨采用模仿、数字、混杂等多种波束成形架构，以处分袂机直连卫星场景下的多波束遮盖题目。

　　另表，高频信号的衰减更明显，手机直连卫星通讯紧要采用L/S/C频段，而这些频段已被地面收集、环球导航卫星编造（global navigation satellite system，GNSS）等供职占用。卫星通讯平常采用频分双工（frequency-division duplex， FDD）体系，须要成对的频谱资源，而估计手机直连将须要更高的带宽，这或者导致正在L/S/C等低频段难以找到频带足够宽且相邻的频谱对，须要研讨扩充上下行频谱间隔。因而，收、发之间或者无法共用统一套阵列，打算双频共口径天线阵成为星载相控阵打算中的环节时间之一。

　　本文从环节时间和异日预测两个方面商量手机直连场景下的星载相控阵打算。最初，综述此刻平凡采用的波束成形架构，斗劲它们的优劣，并维系手机直连的现实需求协商波束成形架构的抉择计划；其次，商量FDD体系下天线阵打算的环节时间，展现双频共口径圆极化天线阵的若干环节时间点，并对学术界和工业界的处分计划举办综述；然后，综述星载相控阵堆叠架构和效力模块划分时须要研讨的环节题目，并先容斗劲星载相控阵芯片的若干环节工艺；末了，给出正在手机直连场景下，星载相控阵异日的兴盛对象和环节时间。

　　宽带卫星通讯对波束统造提出了更厉刻的恳求，以确防卫星或许灵动调节波束的各项参数，征求但不限于波束宽度、指向、功率以及波束间带宽等。这种调节或许完成接入网卫星功率的动态分派、波束的动态重构以及波束的灵动调节。本节对模仿、数字和数模混杂波束成形架构举办详尽梳理，并阐明正在分别场景下手机直连卫星对波束成形架构的需求。

　　模仿波束成形（analog beamforming，ABF）是最古代的波束成形办法，其根基思绪是正在模仿域完成信号的移相，依据移相的地方分别，可分为射频移相、本振移相、中频移相和基带移相。目前主流的办法是采用机合相对容易的射频移相，即正在射频域对阵元的相位举办调控。ABF中分别移相地方的优弊端比拟见表1。

　　电道型ABF的馈电收集平常由一系列移相器件和功分器件构成，通过分别端口的输入可完成分别指向的波束。常见的馈电收集征求Blass矩阵、Butler矩阵和Nolen矩阵等。电道型ABF中的波束对象是预先确定的，其可完成的扫描角度无法灵动设备或重构，因而灵动性较差。电道型ABF或许同时天生多个波束，可是借使须要扩大波束数目，就须要打算大周围的无源电道收集，这会带来较大的损耗和繁复的机合。目前主流的ABF办法是可调移相器型ABF，其根基思绪是正在射频前端完成信号相位的驾驭，并酿成波束。可是ABF有极少固有的时间缺陷：最初，模仿移相器公多是多比特驾驭的，会引入量化偏差，使得正确驾驭波束变得坚苦；其次， ABF的波束成形收集相对固定，难以完成阵元幅度加权，因而正在高水准的旁瓣强迫方面受限，同时难以灵动地举办阵列拼接；末了，正在ABF编造中，为帮帮多波束须扩大移相器、衰减器等部件，硬件资源的开销险些与波束数目成正比。

　　纯粹的ABF架构无法餍足此刻对波束灵动重构，高速切换以及阵列可拼接、重构的恳求。因而，将数字波束成形（digital beamforming， DBF）与ABF维系，酿成数模混杂波束成形的一个别，是提拔其利用才略的时机。

　　DBF架构如图2所示，正在DBF阵列中，领受机对领受到的信号举办阵元级另表检测和数字化，然后正在数字规模内举办处置，以酿成所需的波束。正在发射端，发射机对每个单位的输出信号举办数字合成，然后上变频到射频，从而酿成发射波束。此中，第p个波束可能写成如下有限冲激呼应（finite impulse response，FIR）的体式：

　　此中，xm[n-k]是第m个阵元正在基带的复数数据，am，p[k]是波束p正在功夫k和空间m（阵元地方）上的数字权重，征求幅度和相位两个权重系数。从式（1）可能看出，DBF芯片的焦点效力即是正在数字域对量化的子波束信号与量化的移相和幅度权值举办对应的多位乘、加运算。

　　DBF或许完成最高的灵动性，并拥有以下益处：最初，正在天生多个同时波束时，不须要异常的硬件开销；其次，DBF拥有极高的灵动性，可能帮帮阵元幅度加权和灵动的波束重构，同时帮帮动态、灵动的子阵列分派，便于扩展全体阵列的周围；末了，纯DBF架构表面上可能完成子载波或资源块级另表独立波束成形预编码，帮帮基于波束成形的大周围多输入多输出（multipleinput multiple-output，MIMO）。另表，DBF可能完成真时延（true-time delay，TTD）波束成形时间。TTD时间通过正在时域上对每个阵元信号举办延迟操作，进而转化信号正在阵元之间的传扬功夫来告终信号的合连叠加并完成对波束的驾驭。比拟于通过相位调控的办法完成波束成形，基于TTD的相控阵可能正在宽频带内维系波束指向的恒定，因而可能毁灭波束倾斜的局面。

　　然而，DBF的每个阵元通道都须要装备ADC或DAC。当阵元周围远大时，ADC和DAC电道的功耗将会极端大。同时，因为数据量广大， DBF对采样到数字信号处置器间的数据接口也提出了极高的恳求。如1 000通道以上的DBF编造，其ADC采样后的数据速度将抵达Tbit/s的水准，这对高速接口电道的繁复度、功耗及驱动才略带来了厉酷的挑衅。

　　混杂波束成形（hybrid beamforming，HBF）正在舍弃必定的灵动性和扫描职能的同时，协调了ABF和DBF的益处。相较于纯DBF架构，它毋庸正在每个阵元通道上行使ADC和DAC，从而节减了数字规模的数据处置量并精打细算了功耗；而与纯ABF架构比拟，它供给了更高的灵动性，并大大下降了多波束场景下射频通道移相器和衰减器的数目。HBF架构如图3所示。

　　最新的查究证实，HBF架构有3种完成思绪，如图4所示。第1种是从波束成形信号加强的角度起程，采用模仿+数字两级波束成形计划，如图5所示。ABF行动子阵级单位，酿成如图5所示波束包络，完成波束加强和较差波束扫描才略；DBF行动第二级，完成合成和波束成形，抵达工致化的波束驾驭。正在这种HBF架构中，多波束跳跃部分于一个ABF酿成的包络中，因而幼区畛域将会缩幼。

　　第2种是从多用户或大周围MIMO的角度起程，正在数字域和模仿域完成两级的MIMO预编码和空间解码。比拟上一类采用ABF子阵办法的HBF，此类HBF编造须要正在每个数字链道和天线之间用移相器举办全结合。这种全结合的架构可能取得靠近DBF的扫描畛域和灵动度，可是会使ABF收集变得极其繁复。

　　最新的查究会集正在第3种，即去除个别采样链道和天线之间的移相器结合，以取得个别结合或者分组结合的ABF收集。该计划的倾向是诈欺最幼的硬件、最低算法繁复度和起码预备量，靠近纯DBF架构的频谱功用，其本色是一类优化题目。目前，针对此类HBF的查究紧要基于射频链道数学模子，会集正在波束成形预编码算法的查究上，尚无实物编造涌现。且此类HBF的ABF收集涉及射频链道和移相器的繁复结合，其硬件繁复度和可完成性尚待论证。此表，因为卫星通讯编造功率受限，且信道欠散射，其空间分集增益亏折，因而正在此刻低轨卫星编造中完成大周围MIMO的可行性尚待论证。

　　HBF架构拥有餍足高功率窄波束、正确波束指向和下降功耗的需求，越发关于异日编造中的超大周围相控阵编造，其可有用平均硬件繁复度、功耗和波束成形灵动度，因而是有用的潜正在抉择。

　　周围较幼的DBF阵列和周围较大的HBF阵列跳波束畛域比拟，如图6所示。纯DBF架构的相控阵显示出最高的波束成形灵动性，可能正在较大的畛域内完成跳波束，如图6（a）所示。为了进一步提拔星载相控阵的波束增益，或者须要正在卫星上安顿超大周围的相控阵。然而，受造于卫星平台的载荷和数据处置才略，采用纯DBF架构处置这一周围的阵列并非实际可行。比拟之下，采用如图6（b）所示HBF架构的相控阵，其跳波束畛域会明明缩幼，因而须要正在卫星跳波束畛域与阵列增益之间举办量度。尤其是关于存量手机直连卫星的时间门道而言，以缩幼跳波束畛域为价值采用HBF架构的超大周围阵列，可进一步下降对终端天线和发射功率的恳求。

　　FDD上下行频段星散导致的天线和射频链道的改观示企图如图7所示，FDD体系平常会抉择频率附近的成对上下行频段，因而收发通道可共用一套天线阵，并正在每个阵元上采用双工器的办法阻隔收发频段的信号。而受造于频谱资源告急，借使扩充上下行频段的间隔，可能省去本钱较高的双工器，可是务必装载两套天线阵辨别用于收发。

　　收发共口径天线阵正在统一个天线阵面上，采用多个天线嵌套或者简单双频天线阵元的办法同时集成收发两个天线阵。正在卫星载荷受限的情境下，收发天线阵共口径是完成相控阵的轻量化和集成化倾向的有用时间。正在给定一样口径的条目下，收发阵列共口径的办法可能得回更大的天线阵口径；同时因为收发阵列共享射频前端，有帮于完成星载相控阵的轻量化和集成化，因而是完成星载相控阵的首选计划。可是收发共口径相控阵的打算完成存正在以下五大挑衅。

　　收发天线阵共享阵面后，其馈电收集和射频前端会彼此接近，导致电道的阻隔度下降。一方面会使发射功坦直接进入领受链道，酿成领受链道的饱和乃至损坏；另一方面，发射链道正在领受频段的噪声会进入领受机，导致领受信号扑灭正在噪声中。

　　现有圆极化天线阵正在大扫描角度下轴比会明明恶化，需正在餍足宽带和宽扫描角的恳求下，完成双频阵列的精良圆极化职能。

　　收发频段餍足整数倍频率比时，可能以高频阵元间距行动基准，低频采用高频阵元间距的整数倍间距组织，因而依然可能维系全体阵列组织的周期性。借使收发频段不餍足整数频率比，阵列组织周期性被冲破，因而须要研讨上下频两套天线）阵元之间的同频和异频解耦的挑衅。

　　为了担保相控阵正在较宽的扫描角度内不涌现栅瓣，阵元间距恳求幼于或等于半波长，而阵元间距的减幼将导致相邻阵元之间的耦合加重，使阵列对象图形成畸变。

　　当天线辐射能量时，相邻的异频天线辐射体大将形成感想电流，进而形成散射场，散射场的叠加会对鞭策天线的平常辐射酿成骚扰，酿成辐射对象图的畸变。

　　有两种举措处分收发耦合的题目：一是诈欺合理的电道组织，维系多层封装时间，完终日线阵馈电收集的物理阻隔；二是正在电道打算上加强收发通道的阻隔度，比方，正在收发通道间扩大电磁阻隔、樊篱机合，并升高收发链道滤波器的带表强迫水准。

　　为了担保相控阵正在较宽的扫描角度内不涌现栅瓣，阵元间距恳求幼于或等于半波长，而阵元间距的减幼将导致相邻阵元之间的耦合加重，阵列对象图形成畸变。越发关于圆极化阵列，阵元间的异频耦合会导致圆极化的轴比带宽紧要下降，同时也会影响圆极化阵列的扫描角度。目前，阵元解耦的举措紧要有两类。一类是采用缺陷地机合（defected ground structure，DGS）、电磁带隙（electromagnetic band gap，EBG）机合和金属墙时间，其紧要思绪为阻断相邻阵元间的电流耦合道途。另一类则是采用抵消的举措，如加载寄生单位的举措，此举措诈欺寄生单位形成新的耦合道途，以抵消原有的耦合道途电流；如中和线时间，正在阵元间引入一条电流道途，以抵消相邻阵元间的皮相波耦合；诈欺超皮相的天线阵解耦时间，该时间驾驭超皮相反射的个别电磁波来毁灭阵元间的耦合波。

　　双圆极化天线阵可能升高信号的极化纯度和抗骚扰才略，可是关于大扫描角度相控阵，维系天线阵的宽带圆极化轴比是一个难点。完成宽扫描角、宽带双圆极化天线阵的一种举措是采用嵌套纪律挽救法举办圆极化阵列的打算。嵌套纪律挽救法的根基思绪是：最初，将一个2×2的子阵行动根基构成单位，以第一个阵元为基准，其剩下的3个阵元依照顺时针或逆时针辨别挽救90°、180°和270°；然后，将这个子阵看作一个阵元，并对其举办同样的挽救操作。关于大周围的天线阵，可采用周期延拓的办法对阵元数目举办拓展，如图8所示。上述举措中的阵元可能是线极化也可能是圆极化天线。表面上，正在阵元数量一样的条件下，线极化阵元组成的圆极化阵列增益比圆极化阵元组成的圆极化阵列增益低3 dB。正在现实阵列打算时，提议采用圆极化阵元，并将其打算为中央对称，如许阵元和子阵的纪律挽救不划分顺时针和逆时针对象，调节馈电端口的相位即可完成驾御旋圆极化的灵动切换。

　　目前，双频天线类是对上下频阵元举办交叉分列组织（如图9（a）所示），将低频、大阵元间距的阵元交叉嵌入高频、幼阵元间距阵元的间隙中，完成孔径的共用。这种组织寻常须要将低频阵元组织正在高频阵元之上，以弥漫诈欺阵列的高度空间，可是会导致低频辐射体对高频辐射的遮挡，酿成高频阵列的对象图畸变。第2类是对上下频单位举办嵌套组织（如图9（b）所示），将一个天线嵌套正在另一个天线的内部。一个楷模的例子是开孔贴片机合，该机合是将低频天线开孔，并将高频单位嵌入此中，完成双频单位的周期性分列。此举措实用于频率比为偶数的双频阵面组织。第3类是层叠机合（如图9（c）所示），正在低频阵元辐射体的上方组织高频阵元，这种机合可能避免低频阵元对高频阵元的遮挡，可是因为须要正在低频阵元上方异常叠加高度，因而倒霉于完成低剖面的倾向。

　　阵列遮挡导致的对象图畸变题目和个别处分计划如图10所示。当天线辐射能量时，相邻的异频天线辐射体大将形成感想电流，进而形成散射场，散射场的叠加会对鞭策天线的平常辐射酿成骚扰，酿成辐射对象图的畸变，如图10（a）所示。处分此题目紧要有4类举措：第1类举措是减幼低频辐射体的面积以减幼遮挡面积，可是这或者会增大低频天线的阻抗完婚难度，因而须要对天线的机合举办工致的打算。第2类举措是正在天线上加载电抗元件等办法对辐射体上的感想电流举办强迫，这种举措易完成且不会明明增大天线的繁复度，可是会对低频天线的带宽和增益形成影响。第3类举措是采用电磁隐身大氅的机合，即正在低频辐射体界限包裹超原料，引入异常的散射场对原有的散射场举办抵消，抵达下降散射场强度的目标，如图10（b）所示。第4类举措是采用复合超皮相完成透波天线行动上方的低频辐射体，正在担保功用的同时，避免骚扰下方高频阵元的辐射，如图10（c）所示。

　　正在星载相控阵编造中，分另表效力组件由分另表器件工艺完成，以餍足分别组件关于职能、本钱和牢靠性的恳求。因而，星载相控阵编造的集成办法是其打算中的紧急方面。依据其效力集成和堆叠办法，相控阵可分为砖式和瓦式两种机合，如图11所示。此中，砖式机合是相对古代的完成办法，其天线阵列由一系列散布于分别电道板上的线形天线阵列组合而成，此中每个子线阵的电道板上都装置有相对完好的收发组件，征求射频放大器、滤波器、开合阵列和功率分派器等。今后再原委射频线缆和接口与后方集成度相对较高的数字组件结合。这种机合拥有较大的相对皮相积，因而利于散热。可是正在大周围阵列的场景中，这种机合须要数目远大的射频线缆和结合器，因而依赖于人为装置；且因为天线对象笔直于天线的口径，集成度较低，也倒霉于下降天线剖面和完成载荷轻量化的倾向。因而，砖式相控阵的完全本钱较高，也倒霉于大周围的主动化坐蓐。

　　目前，星上相控阵载荷的主流堆叠办法为瓦式机合。瓦式机合将分另表效力组件划分为效力层，以平行于天线阵面的对象举办集成拼装，相仿层叠的瓦片机合。效力层之间通过电途经孔或者扣具的办法举办结合，因而不须要大批行使线缆和结合器，从而缩短了馈线长度，节减了损耗，同时精打细算了线缆和结合器的本钱。而正在天线阵组织方面，瓦式相控阵可灵动采用笔直或者平行阵列口径的天线阵元，为天线的打算供给了足够的自正在度。关于大周围、高功率阵列的散热需求，瓦式相控阵可能正在发射组件、数据处置组件等效力层之间插入散热模块，采用被动散热或者风冷/液冷主动散热的办法，对发烧量大的效力层举办针对性的要点冷却，从而担保全体相控阵编造温度散布得相对平均。末了，瓦式架构利便完成轨范化和模块化的子阵，从而有利于超大周围阵列的拼接。瓦式相控阵拥有高集成、低剖面、高可量产性的特质，可能餍足手机直连卫星场景下的相控阵载荷轻量化和大周围坐蓐的需求。

　　正在打算和完成超大周围相控阵的进程中，找寻最大限定地复用效力或机合单位，以便反复行使子阵，升高全体阵面可扩展性。手机直连卫星收集大周围组网的需求须要最大化地采用成熟的创设和封装时间，因而需勉力于弥漫诈欺现有的成熟贸易资产链。另表，跟着硅基数字集成电道工艺节点的提高，异质集成时间和封装时间的兴盛，收发机芯片和模数/数模转换芯片的高度集成化已成为或者，这使得多通道的单片集成成为实际。效力模块和子阵的合理划分或许明显下降全体相控阵的繁复度，并带来明显的本钱效益。正在相控阵载荷中，分别模块的划分应基于天线阵列与后端电道耦合的考量，平常正在模组级、封装级和芯片级举办。

　　此刻的器件和芯片完成工艺紧要分为硅基和化合物半导体两类。硅基工艺的工艺节点相对较高，极端适合完成高集成度的数字芯片，可是其拥有电子迁徙率低、击穿电压低、功率密度低、热导率低等弊端，不适合完成大功率射频器件。硅基互补金属氧化物半导体工艺（complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS）有多种演进类型，极少改善型的硅基CMOS工艺可能完成高阻衬底的成就，同时可有用升高开合速率，此类工艺为硅基CMOS打算完成移相器等无源电道、低噪声放大器（low-noise amplifier，LNA）和射频开合等射频前端器件供给了或者。此类改善型CMOS工艺的弊端是其芯片流片用度较高，可是巨额量周围化坐蓐可明显下降单片芯片本钱。

　　基于化合物半导体的芯片工艺拥有高电流密度、高功率、低噪声和高频率的特质，目前主流工艺有基于砷化镓（GaAs）或氮化镓（GaN）的高电子迁徙率晶体管（high electron mobility transistor, HEMT）和异质结晶体管（heterojunction bipolar transistor，HBT）。此类工艺不适合完成高集成的数字芯片，但极端适合完成射频功率放大器、射频LNA和射频开合等大功率、低噪声的射频前端器件。另一种迥殊的工艺为基于锗硅（SiGe）的双极性CMOS工艺，这种工艺可能正在单个芯片上同时完成双极性晶体管（bipolarjunction transistor，BJT）和CMOS晶体管，此中BJT可能餍足模仿和射频电道所需的高增益、高频率和低噪声的需求，而CMOS晶体管可能餍够数字电道所需的低功耗、高集成的需求，因而BiCMOS工艺适合完成极少集成数字驾驭效力的射频、模仿及数模混杂芯片。星载相控阵中各芯片和器件的完成工艺及特质见表2。

　　超大周围可折叠天线阵为了战胜手机直接结合卫星通讯时碰到的挑衅，尤其是手机发射功率的局部和星地链道的广大损耗，卫星天线阵列须要具备极高的成形增益，这就恳求星载相控阵天线具有极端大的口径周围。正在这种布景下，超大周围的可折叠相控阵天线时间成为环节：正在发射阶段，天线可能维系折叠形态，从而便于正在火箭的有限空间内举办搭载，有用节减运载资源，提拔发射的经济性；天线伸开后，可能弥漫诈欺卫星太阳翼的皮相空间，不单优化了行使空间，另有帮于减轻卫星自身的载重压力。

　　美国AST Spacemobile公司的BlueWalker 3卫星便是采用此时间的楷模案例。行动Bluebird星座方案中的试验卫星，BlueWalker 3旨正在为环球用户供给手机直连卫星的宽带供职。据其官方网站披露，该试验星搭载的天线正在一律伸开形态下的面积约为64m2。这种打算使天线或许正在折叠形态下装入火箭，并正在抵达预订轨道后伸开。正在中国，贸易航天企业银河航天已胜利完结了名为“翼阵合一”的卫星的二维伸开环节时间的攻合。另表，韩国釜山大学的查究团队开垦了一种新型可折叠天线，该天线无论正在折叠如故伸开形态下都能平常作事，而且帮帮线极化和圆极化两种极化形式。虽然目前这项时间仅利用于幼型卫星，但其打算理念和时间道途关于大型天线阵列的开垦拥有紧急的参考代价。

　　同时同频全双工时间正在手机直连卫星通讯的场景中，全双工时间不单或许明显提拔频谱资源的诈欺功用，加强数据传输的模糊量，而且能有用下降端到端的通讯延迟。另表，全双工相控阵时间能正在统一载波频率上，同时完成收发波束，这一立异为大周围手机用户接入卫星收集的波束资源统造带来了更高的灵动性和自正在度。

　　正在全双工通讯时间的完成进程中，环节挑衅正在于奈何有用毁灭发射信号对领受信号的骚扰。目前，查究的热门对象征求：通过收发天线的分别极化办法，抵达天线极化阻隔的成就；独揽收发信号的反相，举办模仿信号的对消处置；正在阵元或子阵级别上，执行数字信号的对消时间。

　　基于星群的散布式相控阵时间古代相控阵和散布式相控阵如图12所示，从道理上看都是诈欺信号的合连叠加来加强倾向对象的信号增益，强迫其他对象的骚扰，从而升高信噪比和空间分辩率。而与古代相控阵平常安顿正在一个节点分别，散布式相控阵的子阵可能安顿正在分另表节点上。实在到卫星场景，散布式相控阵可能诈欺多个幼型的卫星平台酿成一个相对疏松的相控阵编造，如许，每个相控阵单位节点可能搭载正在如CubeSat等幼卫星上。因而，正在手机直连卫星的场景下，散布式相控阵奇妙地避免了正在简单卫星上加载超大周围的天线阵列，从而大幅下降坐蓐和发射的本钱。同时，比拟于古代相控阵，散布式相控阵分裂安顿节点的特质决意了其可能灵动调理阵元之间的拓扑并利便地举办扩展，这为完成分另表波束遮盖供给了利便。此表，阵元之间的灵动改观也提拔了编造完全的容错性。

　　（1）散布式相控阵的单位间距越过半波长，因而其辐射对象图会涌现紧要的栅瓣。毁灭栅瓣的思绪与古代相控阵相仿，一是通过冲破子阵/阵元之间的周期性强迫栅瓣；二是采用锥削的思绪，调节每个卫星的功率完成栅瓣的强迫。

　　（2）相控阵单位之间须要功夫和相位正确同步，这就恳求正确驾驭每个卫星节点的相位、时延和相对地方。这须要高效的星间交互链道、精准的测距举措和正确的星群驾驭。

　　（3）空间骚扰会影响星群运动的太平性，进而导致星群的散布拓扑失效，因而须要查究卫星的自帮导航、造导和驾驭算法，正确调节卫星的地方和模样。

　　解散语本文编造地先容了面向手机直连卫星场景的星载相控阵环节时间，涵盖了波束成形时间、收发共口径圆极化天线阵时间以及集成和器件时间。末了，从超大周围可折叠阵列、全双工通讯和散布式相控阵时间的角度，预测了异日手机直连星载相控阵的兴盛远景。