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近地轨道卫星提供全球连接


大型近地轨道(LEO)卫星群将很快以成千上万的低成本高科技航天器充斥天空,向地球上急需的地方提供宽带连接,同时向全球人口稠密地区和偏远地区的数百万人发送数据、语音和视频。经过智能优化的波束可为洲际航班上的乘客提供互联网接入服务,并提高从游戏到战术感知等应用的性能。

这就是我们互联空间的未来。ADI公司正与CesiumAstro等客户携手合作,共同实现这一愿景。ADI公司在航天飞行和基于半导体的系统级解决方案方面具有50年的技术成就,与Cesium的相控阵通信集成功能相结合,联手助力实现更高效的空间通信网络。一种现成的新型构建模块方法推动着这种新概念的发展,使得初创公司和小型企业也能使用ADI技术,同时还鼓励颠覆性创新。

Cesiumastro 概览

公司

卫星、无人飞行器、运载火箭和其他航空航天或空中平台的通信系统开发商。

应用

航空航天、防务和全球通信系统。

问题

开发低成本、有源相控阵和数字有效载荷处理技术。

挑战

小型技术初创企业寻求合作伙伴和资金。成为第一个向市场推出全栈产品的公司。

需求

拥有深厚领域知识和应用专业知识的合作伙伴,提供基于 IC 的系统级解决方案。行业合作伙伴和投资者。

目标

与传统的地球同步卫星技术相比,以明显更低的成本开发和部署“Nightingale 1”,一种完整的即插即用式通信系统。

“安全、可靠和高吞吐量软件定义数据链路是新一代航空航天和空中系统的支柱。”

Shey Sabripour

CesiumAstro创始人兼CEO

颠覆性理念

CesiumAstro创始人Shey Sabripour具有颠覆性理念和构建模块意识。使用简单而又巧妙的方法降低航空航天通信卫星的成本。利用相控阵技术和ADI公司的商用信号链解决方案,客户可根据其特定需求,快速轻松地定制卫星有效载荷:选择频率—可操纵或固定波束,选择射频特性—弯管式或已处理的有效载荷,选择数字后端—通信处理器或路由器。

Shey是卫星行业的资深人士,在LEO和GEO(地球同步轨道)通信卫星、运载火箭和行星际空间飞行器的设计、开发和执行方面具有领导地位。然而,Shey在筹集资金,创办新公司CesiumAstro时不仅仅依靠其颠覆性理念,还需要资金和ADI公司的核心技术。

了解 ANALOG GARAGE

许多创新项目都是从 ADI 公司的新兴技术孵化器( Analog Garage )开始的。Garage 专注于公司认为未来具有较高潜力和影响力,但可能尚未出现商机的各种技术。ADI 公司的内部工程师团队可以提出各种想法,并获得早期研发的资金和资源。Garage 还投资一些具有较大发展潜力的初创公司,为其提供资金、指导和工程支持,以帮助它们实现创意并推向市场。

Shey对ADI公司并不陌生,在他漫长的职业生涯中,Shey一直都在与ADI公司合作。ADI公司美国中南部和拉丁美洲区域销售David Argiropoulos表示:“Shey将ADI公司视为一个完全的解决方案和系统问题解决者,而不是元器件供应商。所以,他和CesiumAstro很早就开始与我们合作了。”

ADI公司为CesiumAstro提供所需的射频波束成形、放大和软件定义收发器方面的前沿商业技术和专业知识。Analog Garage和ADI公司帮助CesiumAstro获得了1240万美元的A轮融资,资金来源包括主要投资者空客集团风投公司、凯鹏华盈、Franklin Venture Partners、Lavrock Ventures、Analog Ventures和Honeywell Ventures。

许多公司通常是从高度专业化的定制技术开始,然后寻求降低成本的方法。ADI公司帮助CesiumAstro反其道而行。CesiumAstro使用ADI公司的全套射频到比特产品组合,并开发了一种以非常独特的方式将其整合在一起的方法。David Argiropoulos表示:“ADI公司开发了相控阵波束成形和通信技术,在该领域具有深厚的专业知识。如果其他公司为CesiumAstro从头开发,则需要更多的开发时间。”

CesiumAstro具有尺寸方面的优势,它们可构建小型模块(尺寸、重量、功耗和成本 - SwaPC)。虽然,在篮球场上小尺寸可能并不是一项优势,但在卫星领域,卫星元件越小,其重量就越轻,并且发射进入轨道的成本也就越低,尤其是近地轨道与地球同步轨道相比会更明显。

LEO 与 GEO

传统的地球同步卫星( GEO ) 位于赤道正上方大约 22,300 英里( 3.58 万公里)的固定静止轨道上。GEO 通常需要昂贵的防辐射硬化部件。它们与地球的自转方向相同,速度也相同(约每小时1000 英里),这使得它们能够相对于地球和相邻行星上数以百万计的固定卫星天线接收器保持固定的位置。

近地轨道卫星( LEO ) 的飞行高度约为 1,200 英里( 2,000 公里)或更低,绕地球一周不超过 128 分钟。与 GEO 相比,LEO 的体积更小,且对辐射的要求也更低。

LEO 利弊概述:

  • 发射成本 – LEO 的发射成本更低,因为他们的体积更小,飞行高度更低
  • 延迟性 – LEO 离地球轨道更近,有助于降低游戏和电子交易服务等时间关键型服务的延迟性
  • 制造成本 – LEO 的制造成本通常更低。由于离地球更近,LEO 只需低功耗放大器便可成功传输信号
  • 卫星数量 – 尽管 LEO 的制造和发射成本较低,但需要使用更多 LEO(较之于 GEO )才能实现有效的通信操作
  • 网关数量 – LEO 还需要更多的网关(较之于 GEO )才能在地面上运行,从而提高了系统的总成本

面向 LEO 的相控阵波束成形技术

目前,CesiumAstro 正在利用 ADI 的产品解决方案路线图,开发一种开箱即用的有源相控阵,该相控阵带有射频波束成形和嵌入式通道选择器-数字基带处理器,适用于数以千计的近地轨道卫星(LEO)网络运营商。LEO 使用的这项技术可以控制波束——如果在某些区域需要更多带宽,而在其他区域需要更少带宽,则会有所帮助。相比之下,传统的地球同步卫星随着其运行的位置,传送的是“大范围”固定波束带宽。

David Argiropoulos 表示:“我们以德克萨斯州为例,那里有达拉斯、奥斯汀、休斯顿等大城市。这些城市之间存在很多死角,这些固定波束就在那里,毫无用处。然而,通过使用有源相控阵技术,我们可以在达拉斯、奥斯汀、休斯顿分配更多的带宽,而在米德兰敖德萨和其他无人居住的地区分配更少或不分配带宽。这样就可以节省大量成本,同时提高效率。”

NIGHTINGALE 1:以模块为基础

CesiumAstro 创始人兼 CEO Shey Sabripour 表示:“我们的 Nightingale 1 产品是建立在可扩展的模块化构建模块系统之上的。一个类似于 LEGO® 的软件定义架构可将数字比特变成可操控、可成形的射频波束。”CesiumAstro 的完全集成式系统采用了 ADI 公司的元器件,只需要一根电缆和数字连接就可以实现高速通信链路。CesiumAstro 的产品采用 ADI 现成的商业核心技术,在低成本的工业规模下,将传统的航空级可靠性与现代技术组合在一起。该产品搭载了一个多波束相控阵天线,可选择使用各种通信参数和动态可配置性,也就是说是一个完整的通信系统,全部集成在完全可定制的即插即用工具包中。

ADI 公司航空航天和防务产品线总监 Paul Ganci 表示:“Shey 在航空领域拥有丰富的经验,因此成为发现 ADI 射频到比特解决方案在新兴商业航空航天市场应用可行性的第一批人。通过与我们公司的系统应用团队密切合作,CesiumAstro 能够非常快速地实现这一愿景。”

Shey Sabripour 表示:“我并不是火箭专家。我只是构建能够在未来改变世界的电子元件。”

关于 CESIUMASTRO

CesiumAstro 成立于 2017 年,为卫星、无人飞行器和其他航空航天和空中应用提供高度可靠的集成式通信系统。公司可为商业、政府等领域的各种客户提供完整的可扩展式交钥匙解决方案。目前公司的客户包括美国国家航空航天局以及构建大型小卫星星座的商业客户。