深度解析Starlink Dish第一期
星链小卫星整装待发
地面终端作为我们能够实际看到的设备，其整机架构和工作模式引起了行业内广泛的讨论。我们针对阵面设计、散热设计和整机相控阵部分的架构设计，给出了一些自己的观点。
PART1 辐射面设计
参考了Ken Keiter的拆解视频，我们发现Dish天线采用以空气作为介质的双层耦合天线，这不同于传统的印制板工艺的多层贴片天线。该天线具有30%的相对带宽，满足接收10.7-12.7GHz和发射14.0-14.5GHz 的频率需求，可有效降低印制板层数和加工难度，同时具有低成本效应。
单元辐射贴片
单元寄生辐射贴片
我们根据视频中的单元信息，推测出了以下的单元模型
单元模型
Dish的整个阵面如下：
Dish阵面图
该阵面采用三角布阵，为了降低雨衰大概率会使用圆极化。关于圆极化的实现方式，我们猜测是由线极化单元旋转馈电以产生圆极化效果。同时接收和发射采用不同的馈点。天线单元与射频末级芯片的工作原理如下：
PART2 取巧的散热技术
根据POE供电功率极限推算，Dish整机功耗不会大于100W。Dish没有采用风扇进行主动散热，甚至连散热齿也没有。这无疑颠覆了很多人对于相控阵天线热设计的理念。仔细思考和仿真后我们发现，正是因为其低于100W的整机功耗，使得该设计得以成功。我们猜测，Dish还将这100W功耗作用其他目的：Dish具有自动融化覆盖在天线罩表面冰雪的功能！热量通过背部的屏蔽壳首先被直接传导到天线罩的边缘。对天线罩辐射面进行加热。该猜想也在官方的文件中得到了答案，并且该功能还可在后期的固件升级中，进一步加强。
关于该功能可以使用一个特殊设计的载波使得整机处于最大功耗工作模式且射频前端相位处于无序配置状态，使得该系统在不干扰系统系统的情况下达到迅速升温融雪化冰的目的。
图中，天线罩的边缘有一圈用于导热和加热边缘的金属涂层
该系统的导热模型如下图所示：
在寒冷的冬天Dish可以自动加热天线罩防止冰雪堆积，或者开机时自动工作一段时间融化堆积在表面的冰雪。坐在屋内这一切就能自动完成，确实是挺惬意的。
工作在低温环境下的Dish
我们团队针对该功能通过建模进行了仿真。在-20℃环境温度下，设备加热20分钟时的热量分布图，可以看到热量被有效传导到了天线罩的边缘。
-20℃环境温度工作20分钟时瞬态
40℃环境温度下，设备也能有效的将热量导出进行散热
40℃环境温度稳态
PART3 整机架构猜想
关于相控阵天线的工作模式和系统架构，也是行业关注的重点，这其中同时涉及到不少对星链系统工作模式的推测。下图是另一个非常关键的点：
我们猜测dish的射频部分采用两种芯片分工完成：
体积较大的8通道射频前端芯片，具有调幅调相并且带有混频功能；
体积较小的2通道射频末级芯片，具有低噪声放大和功率放大功能；
Dish整机系统采用射频前端芯片和射频末级芯片搭配使用的方式，数量比例为1：8。由于射频前端芯片带有混频功能，大部分热量也集中在该芯片上。大量射频前端芯片被盖上铝箔，这里有两个作用：帮助进行热量传导和对该芯片局部做电磁屏蔽。正是因为射频前端芯片带有混频功能，该芯片的屏蔽工作更为重要。
射频末级芯片没有调相功能，所驱动的两个天线会形成一个固定相位的子阵。这种构架在5G毫米波通信系统中也被应用。该设计能够在G/T基本不变的情况下减少一半的射频末级芯片使用数量和功耗，是一种非常有效的设计方法。
系统原理图
以上是本期我们对Starlink Dish做出的分析，在第二期中，我们还将对天线阵面做更详细的分析，请大家关注。