卫星运营商和卫星通信硬件制造商目前正在认真探索将极高频 [EHF] 频段用于各种应用，包括改善民航的机上连接。
“Viasat 看到了将极高频段用于各种创新的基于卫星的通信解决方案的巨大潜力，我们已经与监管机构合作制定政策，使这些解决方案能够进入市场，”这家总部位于加利福尼亚州卡尔斯巴德的公司告诉 Runway当被问及 Viasat 是否将 EHF 用于机上连接时，Girl Network。2020 年 4 月，Viasat获得了 FCC 的批准，可以使用 Ka 波段和 V 波段频谱运营一个由 20 颗卫星组成的中地球轨道 (MEO) 星座。
就其而言，总部位于华盛顿特区的 Intelsat 表示，当被问及将 EHF 用于 IFC 以及 Q 和 V 波段频率(37.5-42.5 GHz 和 47.2-51.4 GHz)天线是否有朝一日可能会增加时，它“一直在创新” Ku 或 Ka 天线。“我们目前正在开发许多有前途的技术，当它们成熟到足以在市场上蓬勃发展时，将把它们推向市场，”卫星运营商说。
正如飞机通信中经常出现的情况一样，美国政府已经建立了使用更高毫米波频段的先例。美国太空部队在 44 GHz 上行链路运行下一代先进极高频 (AEHF) 卫星星座，这些卫星用于为世界各地的各种盟军部队中继安全通信。
去年，一家在 1550 多架商用飞机上安装了其独特的 Ku 波段机械转向相控阵天线的公司——ThinKom Solutions——宣布成功完成一对 K/Q 波段天线的空中测试通过 AEHF 卫星进行通信。
“举证责任在我们身上，所以我们推动了各种数据速率”向政府表明，基于 ThinKom 获得专利的可变倾角连续横向短截线 (VICTS) 架构的天线达到或超过了有效运行的所有性能指标对于AEHF网络的跳频波形，公司董事长兼首席技术官Bill Milroy在深度采访中告诉Runway Girl Network。
“我们实际上已经在测试飞机上试飞了 Q 波段，并且有一个我们正在为其生产的生产程序，这些程序实际上将 - 在那个特定的平台 - 嵌入，”他谈到共形平板 VICTS 天线是空腔 -为军用飞机安装，不管你信不信，这是有朝一日可能出现在民用航空中的场景类型。“我们喜欢Humpspotter 的东西”，Milroy 提到航空极客消遣时根据其机身安装的天线罩在商用飞机上识别 IFC 解决方案时说，“但这里的整个想法是在某些政府和军队中没有驼峰点”应用程序。
在这项工作之外，ThinKom 渴望支持 Q 和 V 波段频率的商业航空应用的新兴市场，这些频率已被 LEO、MEO、GEO 和 HEO 的卫星运营商指定采用。其新的低剖面、基于 VICTS 的 Q/V 波段天线将提供用于航空和地面固定和移动应用的配置。
“这种新的相控阵开发是为了充分支持即将到来的频率革命，它有望在这些更高的 MMW [毫米波] 频率上为下一代 LEO 和 MEO 卫星星座解锁大量新的可用带宽，”Milroy 在一份新闻稿中宣称陈述。
该公司有理由保持乐观。除了 Viasat 之外，包括 OneWeb 和 SpaceX 在内的许多卫星运营商近年来都获得了 FCC 的批准，可以在非地球静止轨道 (NGSO) 上使用 V 波段卫星。
在授权 Viasat 使用 Ka 波段和 V 波段频谱运营一个由 20 个卫星组成的 MEO 星座时，FCC 表示：“Viasat 是一家成熟的宽带通信提供商，使用一组 Ka 波段地球静止卫星，并且增加在 V 波段和 Ka 波段运行的拟议非对地静止空间站将为 Viasat 提供一种替代方法，以更好地为美国客户提供更多宽带容量。”
从广义上讲，EHF 频段可用于各种应用。例如，《今日卫星》在 2017 年报道，将网关天线移至 Q 和 V 波段可以释放 Ku 波段和 Ka 波段频谱以增加用户容量，从而为这些用户提供更多的连接访问权限。
Milroy 表示同意，并告诉 RGN，ThinKom 确实在追求网关工作。“因此可以使用 Q 和 V 波段，最常见的使用方式是网关与卫星通信……但在监管方面，这些已被批准用于各种操作，包括用户波束。”
他在一份新闻声明中说：
新的 [ThinKom] 用户终端将包括不间断的“先接后断”(MbB) 和“先断后通”(BbM) 连接选项，具体取决于给定应用的要求。MbB 终端将支持两个同步全双工波束，可以独立指向两个不同的卫星。
LEO 和 MEO 卫星在地平线上快速移动，因此新型ThinKomMbB 终端的多波束功能可确保在上升和下降卫星之间切换时提供不间断的服务。
它还允许绑定多个卫星或信道，无论是在同一星座内，还是跨不同星座，从而使吞吐量能力加倍。
该天线还支持全频率和极化分集，这是最大化卫星吞吐量的另一个关键因素。
但具体来说，机上连接应用程序呢?Milroy 告诉 RGN，他不希望任何参与“飞机或地面”通信的人只使用 Q 或 V 波段。“我认为它会是” Ku 或 Ka 的补充。“[我们]知道很多人正在考虑添加 Q 或 V。”
使用 Q/V 增强 Ku 或 Ka IFC
对于已经安装了 Ku 或 Ka 频段 IFC 硬件以支持乘客连接的窄体和宽体飞机，Milroy 表示 Q 或 V 频段更有可能增强这些解决方案。例如，如果运营商使用后者的较小天线从 Ku 频段迁移到 Ka 频段 IFC，同时保留天线罩占用空间，那么正如 ThinKom 认为的那样，Milroy 表示，这将腾出占用空间来增加 Q/V 10-12 英寸的直径范围足以满足后面这些乐队的要求。
实际上，如果一家航空公司决定从 Intelsat(前身为 Gogo)2Ku IFC 安装(在 ARINC 791 封装中采用 ThinKom 的 Ku2020 VICTS 天线)转向 Intelsat 的“2Ka”配置和 ThinKom 的 Ka2517 VICTS 天线，它可以选择折叠通宵安装期间在天线罩下的 Q 或 V 波段天线中，利用提供的额外带宽和天线在 NGSO 和 GSO 卫星之间漫游的能力。(顺便说一句，Milroy 表示该公司正在对 2Ka 感兴趣。然而，Intelsat 商用航空垂直部门总裁 John Wade 最近告诉 RGN，Intelsat 认为短期内不需要 2Ka 产品。“它已经准备好了如果我们需要它，可以放在货架上。”)
EHF 的挑战
IEEE 在 2016 年的一份报告中指出，使用 EHF 频率“可以提供大带宽可用性的优势，但也可以为固定增益提供更小的天线尺寸，或者相反，固定尺寸的天线增益更高”。但限制这些频率使用的主要缺点之一是大气下部造成的严重损害。这些频率易于信号传播，更容易受到雨衰影响。该协会警告说，传播减损是必要的，可以采用自适应编码和调制 (ACM) 的形式。
“我们谈论的是四分之一英寸 [Q/V] 波长，因此您可能会出现断电期，”Milroy 解释说。“Ku 在这方面比 Ka 好，Ka 在这方面比 Q 和 V 好，但是然后你在链路预算中建立了更多的降雨余量，所以在你有大量降雨传播的那 1% 的时间里，你使用 ACM 以较低的数据速率运行。当你在云层之上时，Q 和 V 波段没有缺点……超过 10K 英尺。所以也许你想考虑增加 Q 和 V，而不是换掉。”
就卫星运营商的下一步行动而言，米尔罗伊告诉 RGN：“我认为这可能会首先开始托管有效载荷。你不会有一个只有 Q 或 V 的卫星，但你会开始看到 Q 和 V 包支持 CONUS 上的八个波束或类似的东西，添加到有效载荷中，或作为随身携带的托管有效载荷发射同一颗卫星。Ka就是这样开始的。他们开始实验性地添加 Ka。”
从硬件的角度来看，ThinKom 认为其 VICTS 天线在支持 EHF 通信方面具有独特的优势，因为多频段电子转向天线 (ESA) 在更高的毫米波频段面临“效率、封装、功率密度、热管理和成本”挑战.
“这是我们感到非常满意的一个领域，”他说，并重申“我们很快就会在政府飞机上飞行 Q 波段的东西”。
