為了減少貧困，是否真的可讓寬帶普及到所有服務(wù)不足的社會(huì)階層？在地面寬帶不足的地方，衛(wèi)星可提供保障。

對(duì)互聯(lián)網(wǎng)帶寬的需求持續(xù)飆升，地面寬帶一直反應(yīng)緩慢，部分原因是為世界近一半的人口提供寬帶服務(wù)在經(jīng)濟(jì)上是不現(xiàn)實(shí)的。但這是一項(xiàng)非常重要的工作，而且讓服務(wù)不足的社會(huì)階層廣泛接入寬帶，可以減少貧困，提高生活水平，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的核心因素。

在地面寬帶不足的地方，衛(wèi)星通信系統(tǒng)正整裝待發(fā)，準(zhǔn)備解決該問(wèn)題。衛(wèi)星通信服務(wù)提供商和 OEM 廠商正在努力開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，充分把握這一爆炸性的增長(zhǎng)機(jī)遇。波音和 SpaceX 等公司的不懈努力正引領(lǐng)著為數(shù)十億人創(chuàng)造公平競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境，波音公司正在向歐洲服務(wù)商提供SES 提供衛(wèi)星，這些衛(wèi)星被恰當(dāng)?shù)孛麨?O3b（另外 30 億顆）星座，SpaceX 制定的星鏈計(jì)劃正在快速發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)及市場(chǎng)機(jī)遇，衛(wèi)星通信服務(wù)提供商和 OEM 廠商正在計(jì)劃部署足夠的容量，未來(lái) 5 年至少會(huì)將總帶寬增加 20 倍。波音、OneWeb、Viasat 和 SpaceX 等公司預(yù)計(jì)將在未來(lái) 10 年增加 10 多萬(wàn)顆衛(wèi)星，所有公司都希望在新太空競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，行業(yè)正在進(jìn)行衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的重大轉(zhuǎn)型，這帶來(lái)了巨大的變革，也為創(chuàng)新方法以及新公司參與增長(zhǎng)創(chuàng)造了重要商機(jī)。

解決整體問(wèn)題的一個(gè)重要因素是解決電源問(wèn)題。新太空衛(wèi)星通信解決方案需要高性能處理，這反過(guò)來(lái)需要更多電源。因此，有限的空間和重量預(yù)算使得高密度、高效率的高級(jí)電源解決方案成了實(shí)現(xiàn)這些高級(jí)通信系統(tǒng)的首選。

新太空衛(wèi)星 OEM 廠商和服務(wù)提供商參與競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵

要與地面解決方案競(jìng)爭(zhēng)并獲得未來(lái) 5 到 10 年互聯(lián)網(wǎng)帶寬增長(zhǎng)的預(yù)期份額，太空解決方案必須在容量、覆蓋范圍、時(shí)延和整體成本方面與地面解決方案競(jìng)爭(zhēng)。為了具有競(jìng)爭(zhēng)力，新太空公司趨同的重要戰(zhàn)略是在近地軌道 (LEO) 及中地軌道 (MEO) 星座部署大量較小的互聯(lián)衛(wèi)星。

在較低軌道上部署數(shù)百顆甚至數(shù)千顆衛(wèi)星，將為系統(tǒng)架構(gòu)師和開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)某些巨大挑戰(zhàn)。一顆衛(wèi)星的成本，包括發(fā)射成本，必須比對(duì)地靜止軌道 (GEO) 衛(wèi)星和深空衛(wèi)星至少低一個(gè)數(shù)量級(jí)，才能使該解決方案在經(jīng)濟(jì)上可行。為了降低成本，他們不僅需要增加每顆衛(wèi)星的吞吐量，而且還需要縮小尺寸并減輕重量。

與此同時(shí)，可部署的衛(wèi)星數(shù)量有限，而且該數(shù)量也受?chē)?guó)際政府分配的限制，因此最大限度提升每顆衛(wèi)星吞吐量的愿望更強(qiáng)烈。這些截然相反的要求——在縮減衛(wèi)星尺寸及成本的同時(shí)，提高其性能——再加上較低軌道的較少輻射暴露，產(chǎn)生了幾個(gè)不同于傳統(tǒng)太空應(yīng)用的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)力。

新太空設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)力與要求

開(kāi)發(fā)人員解決這個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題的一種方法是使用越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)載處理功能。作為在盡可能小的空間內(nèi)最大限度提高性能的一種方法，使用具有苛刻低電壓、大電流電源要求的最新超深亞微米 FPGA 和 ASIC 越來(lái)越普及。對(duì)更先進(jìn)解決方案的需求也推動(dòng)了任務(wù)時(shí)長(zhǎng)，因?yàn)殡S著技術(shù)的改進(jìn)，公司將需要更快更新衛(wèi)星，以充分發(fā)揮最新、最優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。典型 LEO 任務(wù)的持續(xù)時(shí)間以及技術(shù)升級(jí)的最佳時(shí)間是 3 到 7 年。這可能是一個(gè)成本高昂的提議，因?yàn)樗麄冎荒塬@批這么多衛(wèi)星，公司將被迫更換衛(wèi)星，而不是增加數(shù)量。此外，縮短的任務(wù)期限也需要在涉及上市時(shí)間 (TTM) 時(shí)有不同的思維模式，將通常 7 至 10 年的開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)周期縮短一半以上。好消息是，范艾倫輻射帶內(nèi)軌道越低，任務(wù)周期就越短，所需的防輻射量就將顯著減少。這反過(guò)來(lái)又允許使用更復(fù)雜、更便宜的 COTS 產(chǎn)品，這些產(chǎn)品對(duì)任務(wù)所需的耐輻射性更低。TTM 需求推動(dòng)了進(jìn)一步變革。

開(kāi)發(fā)人員希望使用模塊化的 COTS 型組件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，以提高可靠性，減少認(rèn)證和測(cè)試時(shí)間并支持更快和可預(yù)測(cè)性更高的設(shè)計(jì)周期。

TTM 需求加上 OEM 廠商需要生產(chǎn)的衛(wèi)星數(shù)量龐大，給制造能力和產(chǎn)能帶來(lái)了更大的負(fù)擔(dān)。模塊化組件通常在現(xiàn)代制造環(huán)境中生產(chǎn)，在商業(yè)層面很穩(wěn)健，還可擴(kuò)展，這與原有太空級(jí)組件形成了鮮明的對(duì)比，原有太空級(jí)組件通常為小批量手工制作，主要用于具有更高耐輻射性的較少衛(wèi)星的任務(wù)。

針對(duì)新太空改進(jìn)的供電網(wǎng)絡(luò)（PDN）

與其它衛(wèi)星系統(tǒng)元件相似，大多數(shù)現(xiàn)有太空級(jí)隔離及非隔離 DC-DC 解決方案主要針對(duì)深空間任務(wù)開(kāi)發(fā)，具有高度的可靠性和耐輻射性，因此無(wú)法滿(mǎn)足新太空應(yīng)用的密度及效率需求。這些完全抗輻射解決方案的制造要求需要密閉封裝和小批量生產(chǎn)，手工程度很高并需要廣泛的測(cè)試，因此生成周期非常漫長(zhǎng)。需要不同類(lèi)型的 PDN 解決方案來(lái)滿(mǎn)足新太空應(yīng)用的性能要求，同時(shí)能提供足夠的耐輻射性。為了通過(guò)使用高級(jí)通信處理器來(lái)縮減尺寸、重量和成本并縮短上市時(shí)間，必須提供能夠使用高密度、高效率、模塊化組件在低電壓下提供大電流的高級(jí) PDN。

緊湊的模塊化電源組件將通過(guò)以下三種方式顯著縮減整體 PDN 的尺寸和重量：

提高電源密度。

縮小 PDN 空間占用并提高效率，以減少所需含銅量高的 PCB 面積。

減少額外的濾波需求。

一般來(lái)說(shuō)，提高 PDN 效率和密度會(huì)給有效載荷和衛(wèi)星子系統(tǒng)留下更多的尺寸和重量預(yù)算。Vicor 耐輻射電源模塊可加速上市進(jìn)程、提供極高的性能并可降低風(fēng)險(xiǎn)和成本，能夠?yàn)楫?dāng)前 LEO 及 MEO 衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)理想的 PDN，提供高效率、高密度、低噪聲電壓轉(zhuǎn)換，為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信 ASIC 及處理器供電。使用雙供電鏈拓?fù)涮岣呖煽啃?，再加上廣泛的合格性測(cè)試，我們的模塊符合任務(wù) TID 及 SEE 輻射要求。

Vicor 模塊化解決方案可將電源從電源端轉(zhuǎn)至負(fù)載，這有助于開(kāi)發(fā)人員縮短上市時(shí)間，降低風(fēng)險(xiǎn)和成本并最大限度提高電路板空間的利用率。Vicor 目前的產(chǎn)品能夠以高達(dá) 81% 的效率，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) 100V 母線(xiàn)為 0.8V/150A 和 3.3V/50A 處理器負(fù)載供電。下一代模塊正在開(kāi)發(fā)中，不僅將提高端到端效率，還可提供備用母線(xiàn)解決方案。全新 Vicor 耐輻射電源模塊提供的一些差異化優(yōu)勢(shì)有：與當(dāng)前業(yè)界領(lǐng)先的解決方案相比，功率密度提高 3 至 5 倍；可為 100V 母線(xiàn)應(yīng)用銳降 50% 的功耗。實(shí)施 Vicor 耐輻射解決方案，將通過(guò)業(yè)界一流的密度、效率和噪聲特征，顯著縮減 PDN 所需的整體電路板空間和重量。

憑借其作為 COTS 航空航天及高性能計(jì)算處理器電源解決方案業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)的悠久傳承，Vicor 一直使用先進(jìn)封裝以及標(biāo)準(zhǔn)大容量 SM-ChiP 裝配技術(shù)。所有部件都在美國(guó)工廠生產(chǎn)，其可提供穩(wěn)健、可擴(kuò)展的制造產(chǎn)能，能夠游刃有余地應(yīng)對(duì)當(dāng)前高容量 LEO 及 MEO 的挑戰(zhàn)。