A Huatai Electronics, da China, lança módulo PA GaN de banda S para cargas úteis de satélite

De acordo com pt.wedoany.com-O processo de comercialização da conexão direta de satélites de órbita baixa com telemóveis está a acelerar. Terminais de modo duplo, representados pelo Huawei Mate60, já entraram na fase de vendas em massa, mas atualmente conectam-se a satélites de órbita alta a 36.000 km de distância, oferecendo apenas comunicações de emergência. As constelações de satélites de órbita baixa com verdadeiro potencial de cobertura global para conexão direta com telemóveis, como Starlink Direct to Cell, AST SpaceMobile e as constelações GW, Qianfan e Honghu-3, que estão a ser aceleradamente implantadas na China, encontram-se num ponto crítico de verificação tecnológica e formação de rede em escala, com previsão de início de serviços comerciais entre 2025 e 2026.

Em comparação com satélites de órbita alta, os satélites de órbita baixa têm vantagens significativas na prestação de serviços de conexão direta com telemóveis. O padrão 3GPP Release 17 estabeleceu a arquitetura de rede não terrestre (NTN), e a banda S tornou-se a faixa de downlink principal para a conexão direta de satélites com telemóveis. Um único satélite de órbita baixa pode cobrir um raio de 800 a 1500 km, mas a área de cobertura é da ordem de 500 km², exigindo uma formação de rede em grande escala. Através da tecnologia de phased array totalmente digital, é possível obter um apontamento preciso de múltiplos feixes, suportando conexões estáveis para diferentes utilizadores na área. De acordo com informações públicas, as constelações GW, Qianfan e Honghu-3 da China planeiam um total de mais de 40.000 satélites. Na próxima década, a procura de módulos PA para cargas úteis de satélites de órbita baixa na China será de cerca de 30 a 40 milhões de unidades, com um mercado de vários milhares de milhões de yuans.

A Huatai Electronics salienta que, para satélites de órbita alta, apenas três são necessários para cobertura global, mas a área de cobertura de um único satélite de órbita baixa é limitada, exigindo uma formação de rede em grande escala. A Starlink já implantou quase 10.000 satélites de órbita baixa, com um plano de longo prazo de 40.000; as constelações domésticas chinesas planeiam cerca de 15.000 cada. O número de canais de radiofrequência e a procura de PA em satélites de órbita baixa são muito superiores aos de órbita alta, constituindo o principal mercado incremental da Internet por satélite. Os satélites de órbita baixa estão a apenas 600 a 1000 km de altitude, com latência de apenas dezenas de milissegundos e baixa perda, suportando serviços de alto volume de dados, como vídeo de alta definição e streaming, proporcionando uma experiência de utilizador próxima do 5G terrestre.

Questionado sobre por que a indústria desenvolveu primeiro a conexão direta de satélites de órbita alta com telemóveis, a Huatai Electronics explica que a implantação em escala de satélites de órbita baixa depende da maturidade da tecnologia de phased array. No início, a tecnologia de phased array não era avançada, e os satélites de órbita alta usavam arquiteturas tradicionais, tecnologicamente mais simples. A conexão direta com telemóveis requer a banda S, exigindo phased arrays de grande escala no lado do satélite, tecnologia que só amadureceu gradualmente com a evolução dos phased arrays ativos. A lógica comercial e a maturidade também são cruciais; a SpaceX reduziu drasticamente os custos de lançamento através da recuperação de foguetões, tornando possível a formação de redes em grande escala.

Os recursos de órbita baixa e espetro seguem o princípio de "primeiro a chegar, primeiro a ser servido". A Huatai Electronics observa que atualmente apenas a China e os EUA são os principais intervenientes. A China deve acelerar a velocidade de lançamento, reduzindo simultaneamente os custos de lançamento e recuperação. Os satélites de órbita baixa sofrem uma perda anual de cerca de 10% a 15%, exigindo lançamentos contínuos para manter a estabilidade da constelação e a cobertura da rede.

Nas cargas úteis de comunicação por satélite, o módulo amplificador de potência é o componente central que determina o desempenho do downlink. O seu desempenho afeta diretamente a capacidade de cobertura, a qualidade do sinal e a eficiência energética e de peso. Atualmente, a disposição dos principais fabricantes globais de semicondutores de radiofrequência para amplificadores de potência para comunicações por satélite de órbita baixa mostra uma tendência para frequências mais altas, com muitos recursos direcionados para as bandas Ku/Ka. No entanto, os módulos amplificadores de potência de banda S a bordo de satélites, especificamente para o downlink de conexão direta com telemóveis, estão praticamente ausentes como produto a nível global.

A Huatai Electronics analisa que as bandas Ku/Ka são usadas para Internet de banda larga de órbita baixa, oferecendo vantagens de grande largura de banda e alta taxa de dados, sendo as faixas centrais para a comercialização inicial da Starlink. A banda S tem frequência mais baixa, maior penetração, sinal estável e requisitos mais baixos para a antena do terminal. Ambas são complementares. Vários projetos de constelações de órbita baixa na China tentaram reutilizar chips amplificadores de uso geral de redes celulares terrestres, mas esta abordagem apresenta deficiências fundamentais, como gargalos de potência, eficiência e fiabilidade.

Para preencher esta lacuna tecnológica e de mercado, a Huatai Electronics lançou o primeiro produto PAM de carga útil GaN de banda S dedicado. Este produto cobre a faixa de frequência de 2,17 a 2,2 GHz (3GPP n256), com eficiência de back-off superior a 50%, ganho superior a 30 dB e EVM inferior a 5%. A Huatai Electronics afirma que a eficiência de back-off de 50% é líder na indústria, reduzindo significativamente o consumo de energia e a carga de dissipação de calor do satélite; o nível de potência foi melhorado, superando as soluções de adaptação de estações terrestres. O chip mede apenas 7×7 mm, integra correspondência de entrada e saída de 50Ω e adapta-se às restrições de volume e peso das cargas úteis a bordo. O produto utiliza processo GaN e foi submetido a verificações de nível espacial, como resistência à radiação, vácuo térmico, vibração e ciclos de temperatura. Graças à excelente linearidade em malha aberta, garante a ausência de distorção do sinal mesmo sem pré-distorção digital (DPD).

A Huatai Electronics foca-se na capacidade de iteração rápida baseada em plataforma. O primeiro produto baseia-se numa plataforma unificada, permitindo a rápida derivação de produtos de diferentes faixas de frequência e níveis de potência em 6 a 9 meses. A Huatai Electronics enfatiza que, embora atualmente se concentre na banda S, a Internet por satélite doméstica chinesa está numa fase inicial, e o espetro dos vários operadores ainda não está unificado. A empresa construiu uma plataforma tecnológica PA unificada para responder rapidamente às diversas necessidades dos clientes. Ao nível da articulação industrial, a Huatai Electronics contacta diretamente os principais fornecedores de cargas úteis. O primeiro produto já concluiu testes conjuntos com clientes principais, com amostras previstas para o segundo trimestre de 2026 e fornecimento em massa no quarto trimestre.