Starlink第三代终端和第二代终端的差异性有哪些?
Starlink第三代终端和第二代终端的差异性有哪些?
2021年底SpaceX发布了第二代星链终端,目前全球已经有数百万用户在使用星链第二代产品。
在2023年末,星链第三代终端开始以“邀请制”的方式面向部分美国用户进行小范围的发布。在2024年,供应范围逐步扩大。进入2025年,星链第三代终端已经在美国、加拿大和欧洲成为新用户订单的标准配置。
那么第三代终端和第二代终端有哪些差异?在哪些方面进行了重要的改进和优化呢?
我们通过查阅各种资料,为大家总结了以下的内容。我们将从以下几个方面分别进行介绍。
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• 系统组成
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• 技术创新
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• 环境适应性
系统组成
下面这个图,左边是星链第二代终端,右边的是星链第三代终端。
星链第二代和第三代
第二代终端主要由一个可自动调节姿态的相控阵天线、一根专用数据线(不可拆卸)和一个室内Wi-Fi路由器组成。天线内置了电机,可以在初始寻星阶段,自动进行机械对准,达到优化天线朝向的作用。具体的机械对准的工作原理,我们在Starlink地面终端天线对星(一)对星流程,星历下载,信标信号中曾经详细介绍过。
这种机械+相控阵天线的方式,对用户来说,安装特别简单。用户只需要把天线放置在空旷的地方,能够清晰的看到天空就可以了。设备上电之后,会自动寻星。
第三代终端主要由一个由一个更薄、更轻的相控阵天线、一个可拆卸的安装支架(集成了一个可以手动调节角度的“支脚”)、一个独立的电源适配器、一根可拆卸的以太网线和一个性能更强的Wi-Fi 6路由器组成。
第三代终端
第三代终端最显著的变化是取消了内置的电机,使得终端本身更加轻薄,更耐用,系统各个部分也采用了模块化设计。数据线缆采用了标准接口,用户可以根据需要更换不同长度的线缆,大大增强了部署的灵活性和可维护性。
但是第三代终端初始对星需要人工参与,人员手动调节天线安装支架的角度,从而优化天线的朝向。
不论是第二代终端还是第三代终端,卫通调制解调器和相控阵天线都是集成在一起的,对外通过数据电缆和WIFI路由器连接。
技术创新
天线跟踪方式
我们在Starlink卫星终端对星策略是终端自主执行的还是网管中心调度的?提到过:为了应对低轨卫星的快速运动,第二代终端采用相控阵天线技术进行电子波束扫描,但同时也保留了一个小型的机械转动结构。
在初始启动时,天线内部的GPS模块确定位置,电机根据预设算法将天线调整到一个最优的仰角和方位角,这个过程大约需要几分钟。之后,主要依靠电子波束扫描来跟踪飞过的卫星。
而第三代终端取消了电动马达,改为用户手动调节支架角度,实现了纯电子波束扫描。
第三代终端安装时,用户需要通过专用手机App的指引,手动将天线调整到一个固定的最佳仰角。安装完成后,天线本身不再有任何物理移动。所有的卫星捕获、跟踪和切换都由内部的相控阵天线以毫秒级的速度完成。
手机APP
相控阵天线性能
第三代终端采用性能更强、视场更宽的相控阵天线。根据美国联邦通信委员会(FCC)的文件(SAT-MOD-20230601-00078
)中的技术说明,第三代终端天线的G/T值相比第二代提升了约1.1 dB/K,同时天线的EIRP密度也提高了1.7dB。
另外,根据 SpaceX为第二代终端向FCC提交的授权申请文件及其技术附件,第二代终端天线的最大扫描角(Maximum Scan Angle)为其法线方向 50度,因此天线的总视场角=2*50°=100度。
视场角100°
而SpaceX为引入第三代终端而提交的关键修改申请文件 SAT-MOD-20230601-00078中介绍,第三代终端天线的最大扫描角扩展到了 55度,所以视场角扩大到了约 110度。
视场角110度
两代终端在Ku波段的核心性能参数对比如下:
性能参数 | 第二代终端 (型号 UTA-212) | 第三代终端 (型号 UT3.1) | 性能提升量 |
G/T | 8.8 dB/K | 9.9 dB/K | +1.1 dB |
EIRP 密度 | 16.5 dBW/MHz | 18.2 dBW/MHz | +1.7 dB |
视场角 | ≈100° | ≈110° | +10° |
1点几个dB的提升,看上去数值不大。但是在卫星通信这种远距离的无线通信工程领域,其实是意义重大的性能飞跃。
尺寸变化
第二套终端天线尺寸约为 51.3 cm x 30.3 cm,内置了电机和相应的机械结构。
第二代终端尺寸
第三代终端天线尺寸约为 59.4 cm x 38.3 cm x39.7mm,天线面积增大了,有助于提升天线增益和接收性能。虽然面积增大了,但由于取消了电机并优化了内部设计,,天线单元仅为 2.9kg(不含支架),带支架也仅为3.2kg。
第三代终端天线尺寸
环境适应性
第二代终端:防护等级为 IP54。终端可以防止大多数灰尘的进入,并且能防护来自任何方向的溅水。对于常规的雨雪天气,这已经足够。
第二代终端主要性能参数
第三代终端:防护等级为 IP67,具备更好的防尘防水性能,可在短暂浸水或暴雨环境中稳定工作。
第三代终端长期运行的可靠性和恶劣环境下的生存能力要超过第二代。
第三代终端主要技术参数
总结
第二代终端和第三代终端的特性对比:
特性 | 第二代终端 (Standard Actuated) | 第三代终端 (Standard) |
系统组成 | 集成度高,天线与电机一体,专用不可拆卸线缆 | 模块化设计,天线、支架、线缆均可分离,使用标准接口 |
技术创新 | 机械+电子混合波束跟踪 | 纯电子波束跟踪,无任何活动部件 |
核心优势 | 安装简单,自动对准 | 性能更强(更高G/T、EIRP),更轻薄坚固,可靠性高 |
天线跟踪模式 | 启动时有物理移动,机械辅助对准 | 安装时手动固定,之后完全依赖电子扫描 |
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