ANYWAVES 成立於 2017 年，為惡劣太空環境中的衛星星座開發高性能微型天線。 SIMULIA 的CST Studio 套件可協助工程師測試、驗證和準確優化每個元件。全面的電磁 (EM) 模擬可確保太空旅行期間的精確性和可靠性能。
天線發揮關鍵作用
衛星在近地軌道上的飛行速度超過每小時 17,000 英里，並且比Toyota Prius消耗更少的汽油。圍繞地球運行的 4,000 多顆衛星中有一半以上用於通訊目的。隨著科技公司競相將高速網路連線帶到地球的每個角落，這個數字也將持續增加。這種不斷增長的需求正在刺激衛星系統設計的創新方法。傳統的衛星系統通常依賴地球上方的一顆大型衛星，這意味著資料必須傳輸很長的距離，可能會導致延遲。傳統衛星系統的另一個問題是，當一顆衛星越過地平線並因地球阻擋其訊號而失去聯繫時，可能會導致連接中斷。這些問題可以透過在近地軌道上的星座或群中部署多個較小的衛星來解決。較低的軌道意味著資料會在更短的距離傳播，因此延遲更短，並且重疊的衛星覆蓋範圍可確保與訊號的持續接觸。較小的衛星通常比傳統衛星系統的建造、發射和運作成本更低。無論衛星的任務是什麼（電信、導航、地球觀測等），天線在其整個生命週期中都發揮關鍵作用。
完善衛星性能
ANYWAVES 執行長 Nicolas Capet 擁有電磁學和微波學博士學位。他的職業生涯始於法國太空總署 (CNES)，擔任天線工程師，負責監督未來應用的天線創新。Capet發表了超過 65 篇科學出版物和 25 項專利。其中一項是基於3D列印基材的真正技術突破。 2017 年，他創建了 ANYWAVES，這是 CNES 的子公司，專門為衛星星座開發創新天線。空間天線是對衛星效能有直接影響的關鍵設備。故障或故障可能會嚴重影響衛星的性能，甚至導致衛星完全關閉。這些因素以及眾多的物理力和電磁力使得測試天線對於產品開發的成功至關重要。
「根據設備的類型，一顆衛星上可能有 3 到 20 個天線，」Capet 指出。 “物理測試極其複雜且昂貴。天線的設計需要整合多種物理標準，以驗證組件在所有情況下都能正常運作。一旦進入軌道，衛星零件就無法修復。因此，頻繁的測試對於建立可靠的設備至關重要。 「失敗不是一種選擇，」Capet說。 “模擬是我們改良新天線概念和完善設備形狀的日常工具。”透過模擬，可以最大限度地減少昂貴且耗時的物理測試。
值得信賴的 SIMULIA CST STUDIO 電磁模擬套件
太空設備經過精心設計和製造，直到最小的細節。測試必須全面、精確並產生可靠的結果。衛星本身的複雜性需要嚴格的流程、要求和測試。由於太空是一項無情的行業，因此必須仔細審查衛星的每個方面，以確保一切都在第一次就正確，從而保證每次任務 100% 成功。更重要的是，地球和太空中的多種物理現像都需要仔細測試，以防止發射後出現任何意外。因此，ANYWAVES 的模擬是產品開發過程中緊密整合的一部分。從最早的設計階段到最終交付，機械、電磁、熱、衝擊等都經過不斷的測試。
例如，輻射電磁相容性是為了檢查衛星之間無線電頻率引入的干擾量而進行的眾多測試之一。此測試可確保星座內的訊號不會相互干擾，從而防止操作和控制單一衛星時出現問題，這是任務成功的關鍵測試。 ANYWAVES 選擇了 SIMULIA CST Studio Suite®，這是一個高性能 3D 電磁分析軟體包，用於設計、分析和最佳化 EM 組件和系統，以模擬其衛星設備的整個潛在 EM 干擾範圍。該公司需要易於使用且每次都能產生準確結果的軟體。 「SIMULIA CST Studio Suite 非常精確，而且模擬運行時間非常短，」Capet 說。 「最終的選擇是顯而易見的。 CST Studio 是一個強大、全面、快速且敏捷的解決方案。
透過 3D 列印改變產品開發遊戲
Capet回憶說，當他第一次開始為航太局工作時，從全新的技術到可以進入太空的物體，推出一款產品花了10年甚至更長的時間。所涉及的巨大風險和成本需要極長的產品開發週期。 「現在，借助模擬和其他技術，我們的產品交付速度比以前快了 5 倍，」Capet 說。 “利用這種新型陶瓷 3D 列印技術，我們可以在兩年內證明我們的產品非常適合太空應用（對於簡單的天線）。” Capet 在職業生涯早期發現 3D 列印陶瓷天線提供了可靠且靈活的解決方案。陶瓷天線可以承受巨大的溫度變化，因為陶瓷非常堅硬且抗輻射，因此非常適合惡劣的空間環境。 「使用傳統方法對陶瓷進行建模和製造非常困難，」卡佩說。 “3D 列印使我們能夠設計和製造極其薄且精確的複雜形狀，這使我們能夠優化設計並從我們的設備中獲得最大性能。”
跨越式發展邁向未來
開發優質天線只是挑戰之一。以具有競爭力的價格大規模生產用於太空領域的天線，並具有快速的周轉時間、極高的品質和可靠性，是另一個挑戰。卡佩說：“一旦證明你的技術已經為太空旅行做好了準備，為了裝備所有衛星，然後大規模生產天線，還有很多工作要做。” 「毫無疑問，我們未來的挑戰有兩個：繼續提高我們的競爭力，為我們的客戶提供經濟高效且可靠的設備。並且，開始開發更複雜的天線，因為這種類型的天線對於我們的客戶來說是關鍵。透過利用 SIMULIA CST Studio 的模擬和其他技術，ANYWAVES 透過設計和製造用於太空應用的新一代微型高性能天線，繼續以其太空設備給客戶留下深刻的印象。憑藉這種獨特的專業知識，這家位於圖盧茲的中小企業可以為所有類型的衛星生產客製化的微型天線。 ANYWAVES 的客戶遍及全球，旨在成為衛星星座市場創新天線的全球領導者。
原文轉載翻譯自：https://www.3ds.com/insights/customer-stories/anywaves-satellite-antennas