日本研究人员近期展示了一项创新技术，通过数千颗皮卫星协同工作，构建分布式相控阵天线，实现智能手机直接与卫星通信。这项成果为全球更廉价、可靠的网络覆盖提供了新途径。

直接到设备（D2D）卫星通信旨在为智能手机提供全球覆盖，包括偏远地区如海洋和沙漠，这些地方传统地面网络难以覆盖。相控阵天线是连接轨道卫星和手机的成熟方案，但在太空中部署面临成本高、易故障及同步困难等挑战。

为解决这些问题，东京科学研究所未来科学技术跨学科研究实验室副教授白根敦史团队提出一种基于集群的相控阵概念。该系统使用数万颗皮卫星编队飞行，共同作为大型天线工作，而非依赖单个大型卫星。核心是一种名为“空间无线组合与分发技术”的非有线架构，通过网关卫星广播参考信号保持同步，无需本地振荡器，降低能耗。

白根表示：“提出的架构使每个单元小型化成为可能。”他补充道：“紧凑的尺寸可以利用火箭共享发射机会，从而显著降低发射成本。”

研究人员使用标准硅CMOS技术制造了紧凑型收发器芯片，安装在每颗皮卫星上，进行了原理验证实验。测试中，系统成功展示了精确波束引导和高质量数据传输，基于现代智能手机长期演进标准信号。这种方法不仅节省成本，还提高可靠性，因为天线元件分布在多颗卫星上，不依赖单个单元。

白根解释道：“我们的解决方案确保了高鲁棒性。与传统的整体式卫星相比，即使个别卫星失效，整个网络仍能保持运行。”这些结果指向通过编队飞行构建D2D卫星通信系统的新方式，有望扩大全球覆盖，同时降低成本和风险。