东京理工大学的科学家报告称，可折叠相控阵发射器的新设计有助于使卫星重量轻、体积小、发射成本低。该发射器由液晶聚合物堆叠层制成，并结合了柔性折痕，提供了灵活性和可部署性。新设计可以使私营公司和初创公司更容易获得空间技术的研究和实施。最近，太空产业向现在所说的“新太空时代”转变，这个词指的是太空不再完全由美国国家航空航天局等政府机构主导，而是成为许多有兴趣探索和部署空间技术的私营公司和初创公司的游乐场。尽管这为太空研究、探索和电信开辟了广阔的可能性海洋，但发射卫星仍然是一项昂贵的事情。
一般来说，低地球轨道（LEO）卫星既低成本又低延迟。然而，低轨卫星的现代天线设计很重，导致在使卫星紧凑和实现大天线孔径以获得更好性能之间进行权衡。这些问题大大增加了发射成本，被视为新太空时代需要克服的主要障碍。在这种背景下，由日本东京理工学院的一个科学家团队为Ka波段的小型低轨卫星开发了一种可部署的可折叠发射器。他们的创新设计和配置在2023年国际微波研讨会上发表，并发表在《IEEE微波和无线技术快报》（外部网站）上，可以在不影响其传输性能的情况下为更小、更轻的卫星铺平道路。
这种由64元件有源相控阵发射器组成的新颖设计的关键在于巧妙地堆叠液晶聚合物（LCP）层，以在不妨碍电连接的情况下产生可折叠的褶皱。研究人员在指定用于贴片天线和电路元件的区域堆叠了六层，但在折痕处只使用了两层。这使得相位阵列可以折叠，而不会对电路线路造成任何损坏。
值得注意的是，为了使相控阵能够正常运行，该团队必须考虑发射器的可变折叠角度。科学家们解释道：“在安装在卫星上的可部署相控阵中，机械变形相控阵平面几何形状的校准是一个不可避免的过程。在目前的设计中，通过独立控制天线元件的每个相位，所提出的发射机可以在-10到20的弯曲角范围内正常工作。”
研究人员还必须通过略微修改天线贴片的大小和位置来抵消褶皱带来的不对称性，这些不对称性会影响更靠近它们的天线贴片。经过彻底的测试，他们报告了一个非常轻的天线的46.7 dBm的高各向同性辐射功率。科学家们强调：“采用柔性异质段LCP板，所提出的相控阵发射机重量仅为9.65克，带有64个天线元件，这优于重量为33.64克、带有16个元件的最先进的刚性发射机。”
