【StarLink】遊戲規則與通訊原理

更新於 發佈於 閱讀時間約 6 分鐘
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2019 年 5 月 23 日,SpaceX 成功發射了計劃中的 12,000 顆低軌道衛星星座中

的第 60 顆衛星,這是埃隆·馬斯克 (Elon Musk) 大膽的 10 年 100 億美元寬帶空

間計劃的開始。SpaceX 剛剛在實現全球互聯網覆蓋方面邁出了一大步,其今年

的第五枚獵鷹 9 號火箭發射升空,將 60 顆互聯網發射衛星送入太空。

SpaceX Starlink Network 衛星星座是新一代低地球軌道 (LEO) 衛星空間通信網

絡解決方案的一部分。

如果大家以為星鏈只是為了手機6G/7G通訊,或電動車的自動導航,那就小看

馬斯克啦!

其實馬斯克正在以登陸火星為手段,實現其研發新科技,制定人類全新遊戲規則

的雄心 !!!

█星鏈將迫使人類加速發展新科技

1.燃油車變成電動車

2.集中型大數據中心變成分散型衛星數據中心

3.家用汽車變成個人的路由器、伺服器、通訊中心

4.移動式小型核能電源

5.量子計算和量子通訊

6.無線電能傳輸

7.低成本火箭運載科技

8.衛星互聯網技術

看到這些馬斯克先生一定會偷笑,還有一些等我馬斯克發表後,大家才會想到的,

大家拭目以待 !

█星鏈的誕生,必須制定新的遊戲規則

掌握星鏈遊戲規則的國家,就是星鏈產業的價格制定者,才是真正贏者全拿的地球王

1.各國星鏈衛星佈建及管理的權責與規範(軌道分配、數量限制、失能衛星處理、

通訊頻寬的分配等 ….)

2.星鏈通訊的標準(6G/7G、衛星手機2.0 …?)

3.星鏈衛星及相關通訊設施的維修、保全、保險

4.星鏈42,000顆衛星的互聯網架構

█星鏈帶動科技產業全面轉型

因為所有電子產品都需要重新設計生產,而且還會是一代、二代、N代不斷升級式

的市場。當然台積電應該不至於吃蘋果而自滿,所以才看到它戮力研發3、2奈米

及3D封裝為星鏈、AI等未來的市場需求做準備。

搞產業的企業家早已嗅出大商機正努力不懈,樂觀以待準備大展身手 !

1.如何供應星鏈衛星所需電力的裝置

2.每輛車與星鏈衛星間的傳送接收的新產品

3.電動車的AI自駕及其通訊軟體與各式晶片

4.輕量化的「特斯拉手機」取代「iPHONE」

5.飛天汽車的交通管制軟體設計

6.自動駕駛貨輪

族繁不及備載,有商業頭腦的人一定可列出更多的發財路


█星鏈的運作原理

2019年SpaceX 的 StarLink 是在距地面 550 公里高度層先布放 24 個軌道環,於

每個軌道上放置 66 顆衛星,即是24*66=1584 顆衛星。

每顆衛星的速度達到 27,000 公里/小時。

到 2020 年 10 月 24 日,SpaceX 確認 893 顆衛星被安置在低軌道的太空中。

總共計劃在三個軌道殼中部署和組織近 12,000 顆衛星

( https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frcmn.2021.643095/full)

第一層軌道:550 公里高度的軌道安放 1,440 顆衛星。

第二層軌道:在 1,110 公里高度的軌道安放 2,825 顆衛星。

第三層軌道:在340 公里高空的軌道安放 7,500 顆衛星。

1,440 顆衛星的第一個外殼將由 72 個軌道平面組成,每個軌道平面由 20 顆衛星

組成,並打算在 2024 年之前完成其他衛星,以提供實時寬帶服務。

衛星將通過四個衛星間激光鏈路進行通信,形成空間通信通道,然後連接回地球

地面通信站。使用最短路徑計算模擬表明,紐約到倫敦的鏈路將具有 46 毫秒的

往返延遲,而當前的海底電纜網絡為 76 毫秒。

地面的天線與一顆超高速移動的人造衛星通信,尺寸為長50厘米、寬30厘米、重

4.2公斤。

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天線可以很好地捕捉無線電波的範圍被限制在 100 度左右,通過該範圍的人造衛

星進行雙向通信。與一顆衛星通信只有4分鐘左右,但是當一顆衛星超出天線的

範圍時,下一顆衛星飛來,所以沒有問題。天線大約每 4 分鐘切換一次衛星進行

通信,並以數百 Mbps 的速度發送和接收數據。

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如果用電機來調整角度,則電機繼續運轉,一個月左右就會壞掉,精度不足以匹

配以27000公里/小時的速度飛行的衛星。因此是採用無線電波相位調整法。

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星鏈的天線內部結構,天線表面分為六層……

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整個天線使用了大大小小共660個晶片。

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此外,板的另一側還佈置了1280個小六角天線。

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這種天線可以放射狀地產生電磁波,但是如果只有一根的話,它就很微弱,達不

到天上的天線。

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此時卻也在某些位置,產生特定同一方向的信號強度會增加。

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此外,如果天線發射的電磁波的相位相同,則信號僅指向特定方向……

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通過移動相位,您可以加強特定方向的信號。

http://alexcortiella.com/aerospace/2020/05/25/Starlink-project/

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https://www.knowasiak.com/analysis-and-reverse-engineering-of-the-original-starlink-router/

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通過碟內52片phase array 天線,不斷改變每個波的相位,就可以調整波的角度並

自由改變信號最強的角度。如此便可在不改變天線物理角度的情況下與天空中的

人造衛星進行通信。

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【視頻】How does Starlink Satellite Internet Work?📡☄🖥



【視頻】 Starlink Dish Phased Array Design, Architecture & RF In-depth Analysis




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