星鏈終端技術報告概述

☘️ Article

• 台廠在 LEO 扮演的角色主要在 HDI 衛星板 (天、地)，中空金屬導波管、濾波器、微波/毫米波元件及相關組裝等
• 拆解後我們發現 UTA 的 PCB 板幾乎與其外殼一樣大。
• 電路板的大部分面積被意法半導體 (STMicroelectronics) 生產的射頻前端晶片佔有 (照片左側)，而核心控制元件則主要集中在 PCB 板的一側。
• 除了射頻天線之外，UTA 核心區域的整體設計與標準物聯網設備非常相似。
• 其主要 SoC 晶片由 ST 為 SpaceX 定制，是一款四核心 Cortex-A53 處理器。
• 目前，該晶片的硬體和資料手冊均屬機密，不對外開放。
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• 星鏈計畫深度解析 (Intro to Starlink)
• 星鏈 (Starlink) 終端技術報告。說明其相位陣列天線、波束成形、混合式轉向，以及自訂 SoC、安全晶片與 64QAM 資料調變的軟硬體架構，呈現高速衛星網路的運作方式。

✍️ Abstract

星鏈終端技術報告概述

• 端末外殼與內部 PCB 尺寸相近，UTA 核心區域大約與外殼同大
• 射頻前端主要由 STMicroelectronics 的 RF 晶片構成，佔據大部份面積
• 主控 SoC 為 SpaceX 專屬的四核心 Cortex‑A53，文件屬機密
• 採用相位陣列天線、波束成形、混合式轉向及 64QAM 調制，實現高速衛星網路
• 台廠在 LEO 衛星鏈路的角色聚焦於 HDI 衛星板的天、地端功能
• 相關硬體包括金屬波導、濾波器、微波/毫米波元件等

專有名詞

系統與架構類

• LEO (Low Earth Orbit)：低地球軌道，指高度約 500 至 2,000 公里的軌道區域，星鏈衛星的主要運作層。
• Optical Inter-satellite Links：衛星間雷射鏈路，允許衛星在太空中直接互傳數據，不需經過地面站。
• Mesh Network：網狀網絡，一種網路拓樸結構，節點間可動態連接，增強系統韌性與覆蓋率。

硬體與組件類

• UTA (User Terminal Assembly)：用戶終端組裝單元，包含天線、PCB 及外殼的完整地面接收設備。
• HDI (High-Density Interface)：高密度互連技術 PCB 板，具備極細線路與微孔，適用於封裝密集的高階電子產品。
• SoC (System on Chip)：系統單晶片，將處理器、記憶體控制器等功能整合於單一晶片，本案指 ST 為 SpaceX 定製的 Cortex-A53 晶片。
• RF Front-end IC：射頻前端積體電路，負責無線訊號的放大、濾波、頻率轉換等核心處理。
• STSAFE A110：ST 推出的安全元件，用於儲存金鑰與執行加密演算法，防止設備被篡改。
• Hall-effect Thruster：霍爾效應離子推進器，利用電磁場加速離子產生推力的太空推進系統。

通訊與協定類

• Phased Array / Beamforming：相位陣列 / 波束成形，透過電子方式改變天線波束方向的技術，為星鏈追蹤衛星的核心。
• 64QAM：64 正交振幅調變，一種高效率的數位調變方式，每個符號可傳輸 6 位元數據 (2^6 = 64)。
• PoE (Power Over Ethernet)：乙太網供電技術，允許網路線同時傳輸電力與資料。
• Latency：延遲，數據封包往返所需的時間，星鏈將其從傳統衛星的 600ms 降至 20-40ms。