這家航電設(shè)備制造商已經(jīng)與新興的OneWeb公司簽署了一份諒解備忘錄，成為其全球?qū)拵Х?wù)機(jī)載衛(wèi)星通信終端的獨(dú)家開發(fā)商和提供商。OneWeb公司已計(jì)劃從2017年開始發(fā)射衛(wèi)星，并希望在2019年激活網(wǎng)絡(luò)。

低軌衛(wèi)星通信的難題在于衛(wèi)星過頂時(shí)間很短。機(jī)載終端必須迅速捕獲和跟蹤視線內(nèi)的衛(wèi)星，并且每數(shù)分鐘在衛(wèi)星之間無縫切換，以保持連續(xù)的連接。

羅克韋爾·柯林斯公司先進(jìn)技術(shù)中心副主席約翰·貝佳斯（John Borghese）表示，“如果沒有ESA天線，我們沒有辦法與低軌衛(wèi)星星座建立連接?！痹撝行恼陂_發(fā)陣列天線技術(shù)。與機(jī)掃天線相比，ESA天線能夠在毫秒之間形成和調(diào)整波束，這使每數(shù)分鐘在衛(wèi)星之間切換波束更加簡(jiǎn)單。

有源電掃陣列天線常用于軍事雷達(dá)，由于太過昂貴無法開展商業(yè)應(yīng)用。但是與OneWeb公司簽署的諒解備忘錄要求研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)可承受的、輕質(zhì)和低阻力的機(jī)載天線，且可用于商業(yè)航空飛機(jī)和更小型的商務(wù)機(jī)。

不同于機(jī)掃天線采用波導(dǎo)縫隙平板，新型天線采用了以玻璃纖維/環(huán)氧樹脂（FR4）為基底的印刷電路板。Borghese表示，“盡管其他陣列使用了更貴的基底如特氟龍（Teflon），我們可獲得更大的掃描角度，離軸角度達(dá)到70度。這正是飛機(jī)所需要的?！?/p>

最初，先進(jìn)技術(shù)中心關(guān)注用于雷達(dá)的低成本X頻段ESA天線，但是已轉(zhuǎn)移到用于衛(wèi)星通信的Ku/Ka頻段陣列。該公司已經(jīng)驗(yàn)證了一個(gè)Ku頻段ESA天線的電路試驗(yàn)板，實(shí)現(xiàn)傳輸和接收多個(gè)視頻流，且達(dá)到4級(jí)技術(shù)成熟度（TRL-4）。“我們將在2016年取得TRL-6，并在OneWeb公司所需的時(shí)間內(nèi)達(dá)到TRL-9?！?/p>

OneWeb公司將在低成本ESA天線的衛(wèi)星通信應(yīng)用方面處于領(lǐng)先，但是“我們正在與其他公司和機(jī)構(gòu)開展其他應(yīng)用方面的，并不全是通信方面的……他們使用類似的技術(shù)，但是采用不同的頻率，而且每個(gè)公司的價(jià)位、性能和（產(chǎn)品的）體積均不盡相同。”Borghese補(bǔ)充了一個(gè)潛在的例子，就是無人飛機(jī)的探測(cè)與規(guī)避，以及自主避碰傳感器。

在軍事方面，羅克韋爾·柯林斯公司致力于降低有源相控陣的成本，通過DARPA的商用時(shí)間尺度相控陣（ACT）項(xiàng)目。ACT項(xiàng)目要求降低研制有源電掃相控陣（AESA）的非經(jīng)常性費(fèi)用和時(shí)間，通過通用模塊的重用，如數(shù)字接收機(jī)、激振器和波束成形等。但該公司也在通過這個(gè)項(xiàng)目降低產(chǎn)品成本和實(shí)現(xiàn)新的應(yīng)用。

先進(jìn)技術(shù)中心的ACT項(xiàng)目首席調(diào)查員李·波爾森（Lee Paulsen）表示，“我們正在努力的是將AESA天線應(yīng)用到國(guó)防部無線電和雷達(dá)，而且不增加經(jīng)費(fèi)。羅克韋爾·柯林斯公司已從事許多軍事通信業(yè)務(wù)，而且取代軟件定義的AESA解諧天線（dumb antennas）將使我們的性能大幅提高。”但是這要求價(jià)位顯著低于典型的1000美元/陣列單元。

ACT項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)者——波音公司、諾思羅普·格魯曼公司已設(shè)計(jì)高性能的集成電路，這使AESA天線的數(shù)字化通過直接生成和采樣射頻信號(hào)，且速率達(dá)到6Gbps。羅克韋爾·柯林斯公司采用一種模擬/數(shù)字混合方式，降低經(jīng)常性成本。

其接收方式采取每個(gè)陣列單元對(duì)應(yīng)一個(gè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，發(fā)射方式采用每個(gè)子陣列（包含16個(gè)單元）對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器。子陣列僅具有1個(gè)發(fā)射機(jī)，而且僅形成一個(gè)波束，但是每一個(gè)可根據(jù)任務(wù)獨(dú)立展現(xiàn)不同的功能。

相比直接的數(shù)字化射頻，羅克韋爾·柯林斯的ACT架構(gòu)在數(shù)字采樣（傳輸方面也是）之前轉(zhuǎn)換為一個(gè)間接頻率，以降低轉(zhuǎn)換器成本。這允許使用180納米鍺化硅（SiGe）和65納米CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）技術(shù)，從而簡(jiǎn)化和降低制造專用芯片的成本。

該公司瞄準(zhǔn)的價(jià)位是低于100美元/通道，這將是一個(gè)成千上萬個(gè)模塊的潛在市場(chǎng)。Paulsen表示，“無線電能夠更好地通過更小的相控陣得以表征，我們僅用30個(gè)單元就能夠獲得20dB的連接性能?！币粋€(gè)完整的軟件自定義無線電系統(tǒng)（包括陣列）能夠封裝在單個(gè)可更換單元，這將打開新的應(yīng)用。

但是ACT技術(shù)對(duì)于商業(yè)應(yīng)用仍是過于昂貴的，即使是氣象雷達(dá)。取而代之的是，低成本ESA天線技術(shù)——正在開發(fā)用于商用衛(wèi)星通信和其他應(yīng)用——能夠發(fā)現(xiàn)在軍事系統(tǒng)的作用?！拔覀冾A(yù)見到OneWeb公司的使用，將使用相同的孔徑為軍用飛機(jī)提供通信。”

“其成本比ACT項(xiàng)目低一個(gè)量級(jí)。這項(xiàng)技術(shù)將使得電掃陣列天線可應(yīng)用在許多市場(chǎng)?！?（中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 陳建光）