過去二十年來，商用航空領域一直依賴衛星通信協調民用航空乘客出行。隨著數據流量和物聯網（loT）應用的增長，對衛星通信系統的需求已達到頂峰。對于商用噴氣機和大型客機而言，商用飛機的高帶寬數據訪問需求也增長顯著。我們發射了支持更高頻率的新衛星，以實現這種帶寬增長。本文將考察這些技術趨勢，以及可通過市場上提供的可定制架構實現所需性能并縮短上市時間的解決方案。

　　SATCOM介紹和歷史

　　不斷提高數據速率的需求正在推動SATCOM領域中的許多新發展。SATCOM鏈路的數據速率將從kbps提高至Mbps，這將實現更高效的數據和視頻傳輸。無人機的大幅增加為SATCOM鏈路創造了一個新的舞臺。而且，商業航空航天市場中對數據和互聯網接入不斷增長的需求正在推動Ku頻段和Ka頻段不斷發展，以支持最高達1000 Mbps的數據速率。同時，支持傳統數據鏈路、最大限度減小尺寸、重量和功耗（SWaP）和減少系統開發投入也正在推動對開發靈活架構和最大限度提高系統重用率的需求。 SATCOM系統通常利用對地靜止軌道（GEO）衛星—相對于地球表面靜止的衛星。要實現對地靜止軌道，衛星必須具有非常高的海拔高度—與地球表面的距離超過30 km。這樣的高軌道的好處在于，覆蓋大面積的地面只需要很少的衛星，而且由于知道其固定坐標，因此將數據傳輸至衛星較為簡單。由于這些系統的發 射成本較高，因此它們專為長使用壽命而設計，非常穩定，但有時也會有點過時。由于海拔高度較高且存在輻射，因此往往需要采用額外的設備屏蔽或衛星屏蔽措施。而且，由于衛星離得太遠，地面上的用戶可能會有重大信號損失，同時還會影響信號鏈設計和元件選擇。地面到衛星的距離較長還會造成用戶和衛星之間的高延遲，這會影響部分數據和通信鏈路。最近，人們提出了許多GEO衛星的替代方案或補充系統，無人飛行器和低地軌道（LEO）衛星也正在考慮當中。借助低軌道，這些系統可減小基于GEO的系統方面的挑戰，但會影響覆蓋范圍，需要更多的衛星或無人飛行器才能實現類似的全球覆蓋。

　　商用航空

　　飛機和商用噴氣機乘客在全球旅行時需要連接互聯網。航空公司正在力求增加駕駛艙的數據鏈路，而實現loT系統監控和報告則需要具有數百甚至數千Mbps數據鏈路的高數據速率SATCOM平臺。到目前為止，這種高帶寬數據鏈路主要在飛機落地時提供，并使用一個安裝在地面的系統實現與飛機的連接。如果要實現橫跨大陸的覆蓋，SATCOM是唯一能夠實現連接的有效方法，例如國際海事通信衛星的L頻段覆蓋。在未來，要達到所需的帶寬，工作頻率必須移至Ku頻段或Ka頻段。這些這些高頻率可提供所需的帶寬，但仍然存在許多設計挑戰，而且系統必須支持傳統數據鏈路。

　　Ku頻段/Ka頻段和LEO系統

　　國際海事衛星組織正在為用戶提供使用具有Ka頻段數據鏈路的GEO衛星的功能，以應對前面提及的一部分挑戰。從架構的角度來說，這提供了一種解決帶寬不足問題的方案，但同時也對設計工程師引入了一些新的挑戰。圖1描述了在Ka頻段和Ku頻段工作的典型超外差接收和發送信號鏈。這些系統往往需要兩個模擬上變頻和下變頻階段，有時候甚至三個，每個階段需要一個合成器、放大系統和增大系統SWaP的濾波系統。但是，要在包含適用于所有可能數據鏈路的此類信號鏈的現有飛機架構和配電系統內實現匹配不太可能。