$臻镭科技(SH688270)$ $特斯拉(TSLA)$ $AST SpaceMobile(ASTS)$
前情提要：
商业航天系列之一：相控阵的绝对王者臻雷科技
商业航天系列之二：数字相控阵必将为臻雷科技带来业绩洪流
通俗一点说，眼下的商业航天，就是把通信基站打到太空的近地轨道（LEO）上，这样手机信号就可以覆盖到荒郊野外和高山大海，从而省去建设数以万计的地面基站。
这对于中国大部分人来说，当然不重要，因为我们强大的5G基建，手机信号基本无处不在。
但是，对于欧美国家和亚非拉的不发达地区，则至关重要。
在欧美发达国家，由于自由市场经济的普遍存在，运营商是不会好心到把基站建设在森林和高速公路两旁，只会选择在城市和乡镇人多聚集的地方建好网络。
在亚非拉不发达地区，由于经济水平相对不发达，别说乡村了，即使城市里也还有信号欠缺的地方。
既然商业航天就是打卫星基站，那么很清楚了，主要的价值环节就在火箭、卫星平台、卫星载荷（卫星基站）。
我们知道，地面上的基站无处不在，外表看就是一个大机箱，高高的挂在天线塔上。那么同理，卫星基站就是部署在地球周边轨道上、以卫星形态存在的一个基站。
由于距离地球太过遥远（300公里以上），信号存在很大衰减。因此，需要配备面积巨大的相控阵天线来实现信号增益（可以理解成手机信号1格变5格），从而实现双向通信。
一、国外主流低轨卫星巡礼
目前在低轨互联网进展快的是星链和ASTS。星链目前在轨可控且正常工作的卫星约6400颗（截至2025年3月）。ASTS目前在轨的Bluewalker 3 共5颗。
1、星链Starlink，源自Space X，俗称空叉
星链的v1.5卫星目前在轨3561颗（含v1.0及v0.9）。外形如下图所示：
图中四块灰色的部分就是相控阵天线，天线面积约 3-5 平方米（32-54 平方英尺）
1.1 星链V2 mini 卫星
基于星链V2.0卫星平台开发，重约800千克，大小约是星链V1.5卫星的两倍。星链V2.0 Mini在配备经改进的相控阵天线后，通信能力是V1.5的3至4倍。据此推算天线面积约6-10平米。该卫星不具备手机直连功能，仍需要配合地面接收终端使用（后面会单独讲解地面终端）。目前V2 mini在轨2459颗。
1.2 星链V2.0 DTC 卫星
基于星链V2.0卫星平台，重约800千克，大小是星链V1.5卫星的两倍。该卫星与T-Mobile联合开发，具有直接到蜂窝的功能，因此额外在侧面增加了一块与地面信关站进行NTN通信的相控阵。相控阵面积从其105平米的太阳能翼板面积估算，大约为10-12平米。目前V2 DTC在轨408颗。
1.3 星链 V2
目前还在研制，能查到的信息是V2重量约1250千克，相控阵面积约25平米。由于太重了，所以得等到星舰来进行批量发射。
2、 AST Space Mobile，简称ASTS
ASTS是美股上市公司，自从其BW3卫星打上天以来，近一年最高涨了20倍。
ASTS的卫星目前有四个型号：Bluewalker 1（BW 1）、Bluewalker 3（BW 3）、Bluebird block1（Block 1）、Bluebird block2（Block 2）。
2.1 BW 1
BW1是概念星和实验星，其官网没有披露具体模样，主要用来验证技术可行性。2019年发射。
2.2 BW 3
BW3就是正式量产的第一代手机直连卫星了。这一代卫星的核心是“翼阵一体”设计，相控阵和太阳能翼板合二为一，展开面积达64平米（8M*8M），差不多两室一厅面积，体重1.5吨。轨道高度500公里。
单星价值9240万美金（6.6亿元），减去6000万美元的发射费用，卫星价值约3240万美元（2.1亿元）。
BW 3的部署过程：
2022年9月发射，11月完成折叠翼展开，相控阵部署完成；
2023年4月，打出第一个手机直连卫星的通话；
2023年6月，完成手机直连卫星的数据通信，下行速率到10Mbps，达到4G LTE水平；
2024年6月，下行速率到21Mbps；
BW3在太空中飞行的样子，这一面是三结砷化镓电池，对着太阳：
BW 3面向地球的那一面，是一个巨型的相控阵：
注意，重点来了，放大相控阵的细节
ASTS这个巨型相控阵，是由148个方形子阵列组成，每个子阵列又包含16个“Micron”（ASTS是这么定义的）单元，整个天线一共148*16=2368个Micron单元。
每个Micron单元，布置着尺寸约5×5厘米的小型相控阵，包含独立的TR收发芯片、微型天线、定制的低噪声放大器、多路复用器和天线贴片。每个Micron里有4个天线振子，整个相控阵一共9472个（2368*4）天线振子。每个Micron的上表面有蚀刻的50个金属圆孔，每12个圆孔为一组，圆孔的作用是选择性让电磁波通过。
那么，这个巨大的相控阵如何工作，我们后面讲相控阵的时候会展开讲。
到这里，就基本讲清楚ASTS卫星的构造了。
记住几个数字，整个卫星的相控阵天线面积是64平米，一共包含2368个微型相控阵，这也意味着有2368套射频TR模组。
按照相控阵天线占比卫星价值量50%推算（保守比例），BW3的天线价值是1.05亿，每一套TR模组的价值是4.4万元（1.05亿/2368套），每一平米相控阵的价值是164万（1.06亿/64平米）。
敲黑板，记住这几个数字，很重要，以后要考。
2.3 Block 1
Block1 的外形跟BW3基本一样，也是64平米的相控阵列。但是，通过对相控阵射频TR模组升级，主要是将tr芯片、射频前端等进行三维异构集成为SIP，每个Micron的面积将缩小到原来的40%，这样整个天线上的Micron数量将达到5600个，这也意味着TR模组数量达到5600套。
目前已经在2024年9月打了5颗上天，后面预计继续打40颗左右。按照ASTS最新发布的报告，预计在20颗的时候实现财务平衡。
所以现在它忙着找FCC审批，全球各个国家去拿订单，民用、军用都毫不手软。自然，也走出一波涨幅。
2.4 Block 2 （规划中）
Block 2秉承着“大就是好、多就是好”的宗旨，计划把相控阵的面积扩大了4倍，达到了223平米（15*15米）。从而一举把Micron的数量干到了2.44万套。这个主要是采用柔性可压缩材料，让天线更轻折叠厚度更小。据我推测应该是采用了柔性太阳能薄膜材料。
更主要的升级是，其将采用历时四年、投入4000万美金、自主研发设计的ASIC（型号AST 5000）芯片，支持数字波束成形（DBF）和软件定义无线电（SDR）。目前已经从台积电流片回来，用上这个芯片后，Block 2的处理带宽将比Block 1提高100倍。
好了，我们总结一下ASTS的二代卫星4个型号的演进过程和技术升级路线：
1、天线面积更大：BW1/BW3（64㎡） → Block1（64㎡，刚性材料） → Block2（223㎡，柔性材料可动态压缩）
2、芯片架构更强：射频TR模组从BW3的片上系统进化到Block1的三维异构集成，实现天线面积不变、阵元翻倍；主控芯片从Block 1的外购FPGA到自研Block 2的自研ASIC，实现算力提升100倍、功耗降低60%；通过软件定义无线电（SDR）和波束成形算法升级，实现“硬件规模不变，功能密度倍增”；从FPGA演进到定制ASIC芯片实现算力增加和星上实时信号处理，减少对地面站的依赖。
3、支持频段再升级：频段扩展从仅支持低频段（BW3/Block1）到支持“低频段+中频段”（Block2），兼容5G NR。峰值速率从11Mbps（BW3）提升到120Mbps（Block1），再提升到750Mbps（Block2，MIMO技术）。
4、网络架构更优化：Block1回传链路还依赖地面站，Block2通过3条并行星间激光链路实现星间组网。
一句话总结，就是“阵列面积越大越好、阵元越多越好、芯片越强越好”！
3、星链和ASTS的卫星简要概况和对比
看完了星链和ASTS的卫星，我们来对比一下：
基于对比，我们可以做一个基本的推理，在当前技术条件下，要想实现手机直连卫星，相控阵面积应该至少要达到10平米。
如果低于这个面积，你就是把天上堆满卫星，也只能通过地面终端（飞碟、Dishy等）来上网，因为卫星端相控阵天线的增益不够。
我们可以对比星链和ASTS的相控阵仿真波形，由于ASTS的天线面积原大于星链，ASTS的主瓣增益明显优于星链，且旁瓣干扰很小。这里因为太专业，不展开讲，记住结论就好。
记住这个结论，10平米是手机直连的门槛，很重要！
二、卫星基站的相控阵法则Phased-Array Law
好了，到这里我们就把国外主要的低轨通信卫星都看完了，可以来给卫星的演变历程进行归纳和定义了。
这个事情不管是学术界、产业界，还是投资界（炒股界），之前是没有人做的。某不才，秉承着前无古人后无来者的指导精神，班门弄斧，抢占全球技术定义高地。
同时也希望国内学研和产业界的老师们加把劲，投资界的老师们长线长投、为英雄铸剑，咱们早日把商业航天落后的帽子甩到对岸去！
■ 卫星基站演进指导思想：
阵列面积越大越好、阵元越多越好、芯片越强越好
■ 卫星基站演进法则：
演进路径遵循相控阵法则（Phased-Array Law），即相控阵面积翻N倍，速率翻3N倍；相控阵阵元数量翻N倍，速率翻3N倍。
每演进一代，总带宽得到10倍以上提升。
基于以上指导思想和演进法则，给出卫星基站的四代定义。
至于第五代有没有，肯定有，后面我会在商业航天的前景蓝图中再讲。
好了，到这里卫星这部分就都讲完了。相信看完低轨通信卫星的演进和技术梳理，大家都能明白臻雷科技在产业链中的地位了。
下一回，将重点拆解星链的地面终端。
欢迎业界老师、卖方老师及技术爱好者广泛交流，多多指导！