低地球轨道(LEO)卫星正越来越多地用于地球环境监测以及海事船舶导航等后勤用途。从卫星终端向地球上的接收器传输的数据(称为“下行”)正在稳步增加,因此需要新的频域。
就此而言,Ka频段用于卫星通信,在微波频率范围内为17鈥?1 GHz有几个优点。Ka波段允许使用比传统下行频率天线更小的天线和基于相控阵的传输,从而实现独立于卫星位置的传输链路控制。然而,到目前为止,Ka范围内的传输设备在很大程度上效率低下,这是因为随着发射机改变方向,信号光束偏振度降低。退化的极化在接收机中表现为噪声,降低了信噪比。
在这种背景下,日本东京理工学院(Tokyo Tech)的研究人员现在在一项新的研究中提出了一种基于标准硅CMOS工艺的Ka波段卫星双圆极化发射机。他们的工作发表在IEEE射频集成电路研讨会上,并发表在会议记录中。
“在我们的研究中,我们能够通过使用自适应阻抗调谐电路来降低损耗并提高传输效率,该电路是由基于低损耗pi型变压器的负载调谐器实现的。通过这项创新,卫星将能够以大范围的角度传输到地球上的接收器,”该研究的作者之一、副教授AtsushiShirane解释道。
除了自适应阻抗电路外,还集成了圆极化检测电路,用于在波束控制时校准圆极化。Shirane博士说:“随着负载的调整,发射机与接收机形成更大的角度,圆极化会恶化。这是使用双圆极化的一个基本限制。但是,由于我们对恶化进行了内部校准,这一传统限制被解除。这可以使基于我们技术的实用设备成为可能。”。
事实上,正如研究人员所证明的那样,他们创新的发射机设计在很大的角度范围内(从-60掳 至+60掳).
这些发现可能为下行技术的重大飞跃铺平道路。此外,随着环境问题的日益严重,低轨道地球监测可能变得更加重要。有鉴于此,这些结果突出表明,Ka频段在未来几年将成为卫星通信的有力候选频段。