D-Orbit是一家創新的太空運輸和物流公司，成立於2011年，是新興太空市場的早期參與者之一。隨著新太空經濟的興起，私營公司、新創企業與國家太空機構並肩合作，共同推動更多創新和商業機會，同時降低成本。D-Orbit以其開創性技術和成功任務在太空物流和運輸領域處於領先地位，並因其卓越表現而廣受認可。該公司利用SIMULIA CST Studio Suite進行電磁模擬研究，設計其創新太空船中的複雜射頻（Radio Frequency, RF）系統，從而推動技術和業務的快速發展。 開創性技術和挑戰 D-Orbit的使命是透過獨特、創新和專有技術，提供端到端（End-to-end）解決方案，以改善新舊太空業務，簡化太空和地面運營。他們致力於構建一個全面的太空物流框架，可以順利促進衛星發射、轉移任務、在軌服務和加油操作，以及衛星壽命結束時的退役等任務的無縫執行。 這些任務的成功執行需要克服眾多技術挑戰，其中之一是管理低地球軌道上衛星所遇到的大量電磁干擾。這些電磁干擾可能來自太陽輻射、地球紅外線輻射、電離等離子區、地磁風暴、高能帶電粒子、宇宙射線和伽瑪射線輻射等。若未能有效管理這些干擾，可能導致衛星故障甚至更嚴重的後果。 機載天線由不同供應商或任務合作夥伴提供，僅管我們知道每個天線單獨運行時的性能表現，但卻不知道它們安裝在同一個太空船時，會如何相互影響。隨著工業界對更小型衛星的需求不斷增加，而無線電頻率性能要求不斷提高，在較小的空間內確保強大的射頻源（RF Sources）和高感度接收器（Sensitive Receivers）共存變得越來越複雜；從電磁角度而言，這兩個概念是相矛盾的。D-Orbit必須確保所有天線在太空船上正確分配位置，以減少串擾（Crosstalk）風險，因此需要精確的模擬和測試。 圖1.使用CST建模並安裝在太空船上的S波段天線。結果顯示了周圍衛星會干擾天線的輻射範圍，導致訊號的遮蔽和失真 強大模擬工具，實現精準通訊設計 D-Orbit使用SIMULIA CST Studio Suite進行電磁模擬研究，設計其複雜的RF系統。CST使D-Orbit能夠創建專門針對天線佈局的自定義工作流程，以確保任何輻射源不會干擾共址接收器（Co-located Receiver），從而確保順利且穩定地與地球進行通訊，以及避免陰影區域。D-Orbit團隊通過CST Studio Suite得以預測衛星在軌道上運行時的通訊鏈（Telecommunication Link）工作情況，並在模擬條件下評估兩個天線之間的干擾效果。 D‑Orbit資深電信工程師Andrea Giannini解釋：「如果把測試的複雜性依1到10的等級劃分，未經過CST測試都將是10級。」CST的電磁求解器使D-Orbit能夠模擬不同天線在太空船上的相互作用，得以緩解問題，並在臨界值上預留充足的安全裕度，確保天線、收發器、電纜或濾波器等RF元件的完美整合。 圖2.在CST中對單一的S波段天線進行模擬，並了解其在沒有外界干擾的自由空間中的輻射情況 雲端技術與卓越支持，加持模擬效能 運行複雜的模擬需要大量的計算資源，這對於由五名工程師組成的D-Orbit小團隊來說是一大挑戰。Giannini指出：「多虧了雲端服務，我們可以從雲端租用CPU和GPU來進行CST Studio Suite的模擬。如果只靠我們的一台筆記型電腦，這些模擬是無法實現的。」雲端計算資源使D-Orbit團隊能夠同時運行多個模擬，縮短了測試週期，提高了工作效率。 在產品開發過程中遇到的問題會在緊迫的交付時間內帶來更大的壓力。Giannini 對達梭系統提供的支持印象深刻：「達梭系統團隊對我提出的任何問題都非常了解且有耐心，無論是新的應用、開發工作流程，還是幫助我更準確地解釋模擬結果。而且我認為這種幫助是雙向的，因為他們也更了解我們的需求，能夠更快更有效地提供服務。」 D-Orbit致力於在太空船系統中完美整合天線、收發器、電纜或濾波器等RF元件，Giannini強調：「CST Studio Suite成為我們不可或缺的必備工具，D-Orbit團隊能夠從零開始設計RF系統。」透過利用SIMULIA CST Studio Suite和雲端技術，D-Orbit不僅克服了複雜的技術挑戰，還在太空運輸和物流領域創新，引領行業發展。 圖3.此動畫展示了在X波段運行的合成孔徑雷達天線，其進行資料擷取模式時，電場的變化情況。 達梭系統原文 關鍵字：太空物流、低軌衛星、電磁干擾、雲端計算、D-Orbit