低軌衛星太空規格要求嚴謹，透過設計模擬軟體協助，可縮短產品設計週期並降低設計風險，相關元件的選擇也以通過太空認證、飛行履歷為佳，衛星在正式送上太空前，更要歷經嚴謹的太空認證與飛行測試。
低軌道(Low Earth Orbit, LEO)衛星逐漸朝向商用市場發展，衛星產業化的過程中，如何在最短的時間進入產業鏈也成為廠商尋求協助的重點。在產品生產之前可以透過設計模擬的軟體協助，縮短產品設計週期，同時降低設計風險；而對於系統或模組商而言，選擇可靠度高，甚至通過太空認證、飛行履歷(Flight Heritage)的元件也有助達成系統設計目標；於產品測試認證階段，則可與測試實驗室進行密切配合，進行太空認證與飛行測試，強化衛星的可靠度。
衛星設計模擬產品化快速達陣
太空環境與地面大不相同，設計一顆衛星並能穩定運作於太空中需要許多條件的配合，除了適應太空環境之外，衛星本身就需要軌道力學、衛星結構設計、電力系統、通訊系統、衛星自主控制、數據處理等技術。每一個技術都是一個專業領域，工程模擬軟體業者Ansys技術專家林鳴志(圖1)表示，該公司的模擬軟體可以協助廠商進行軌道力學、衛星結構與通訊系統設計。
圖1 Ansys技術專家林鳴志表示Ansys的工程模擬軟體可以協助廠商進行軌道力學、衛星結構與通訊系統設計。
高度準確的軌道預估和飛行前模擬，不僅可降低成本，還可將資源最佳化。林鳴志說明，AGI STK是一套國防敏感軟體，出口受到政府管制，需要通過相關單位審查，其功能包括：軌道動力學、通訊覆蓋範圍、軌道決策、碰撞預測、衛星交會對接等。涵蓋大部分衛星的運動行為，透過模擬軟體可以掌握衛星在太空中的運行。
低軌通訊衛星以通訊為主要任務，所以通訊系統的設計也更受重視。Ansys的天線設計軟體HFSS(High Frequency Structure Simulator)是業界最知名的工具之一，林鳴志也直言，目前市面上進行陣列天線設計的廠商，大部分都是使用這套軟體。HFSS是一款高頻電磁學模擬軟體，可以用於低軌道衛星的多項應用，如：天線設計、電纜與連接器、射頻(RF)系統、電磁干擾(EMI)和電磁相容(EMC)，能夠協助衛星設計人員以精確的方式預測電磁場和電磁波的行為，以改善衛星的性能和可靠性。
另外，其衛星結構設計、熱系統設計與可靠性設計方案都有助於廠商簡化開發流程並順利達成系統目標。
選用太空規格元件縮短開發週期
長期耕耘類比元件的ADI，針對低軌通訊衛星的Ku和Ka兩個主流頻段，也都進行相關元件的完整布局。ADI業務總監汪揚(圖2)表示，地面端跟衛星端都會推出升降頻元件(Up/Down Converter)、波束成形元件(Beamformer)以及其他相關微波元件。低軌衛星應用對於電源的要求也很高，尤其是低雜訊以及低電磁干擾，ADI的電源解決方案能幫助客戶在設計低軌衛星相關產品時避免因電源而造成的問題，進而縮短產品開發週期。
圖2 ADI業務總監汪揚認為低軌衛星應用對於電源的要求也很高，尤其是低雜訊以及低電磁干擾。
在地面端主要目標是推出高性價比、整合度高的元件；在衛星端則會針對不同的測試規格推出不同款式的太空規格元件，ADI應用工程師陳偉峰(圖3)提到，這部份不僅包含微波元件，也包含高速類比數位轉換器(High Speed ADC/DAC)、整合型收發晶片(Transceiver)跟電源元件。
圖3 ADI應用工程師陳偉峰提到衛星元件不僅包含微波元件，也包含高速類比數位轉換器、整合型收發晶片跟電源元件。
嚴謹太空測試確保太空任務圓滿
飛在太空中的衛星對於可靠度、耐用性的要求極高，宜特科技總經理室新商機開發協理曾達麟解釋，低軌衛星飛行速度每秒約7.4公里，90分鐘就繞地球一圈，衛星運行的相對速度高，與地面運動中的物體要保持通訊，難度相當高，透過飛行測試需要在地面模擬飛行時的訊號傳輸狀況，並加入實際的環境干擾，如雲層、天候、雜訊的干擾，飛行測試就像車輛上路前的道路駕駛測試，可以確保衛星運作的穩定性。
衛星元件、模組與系統的太空認證也是飛上太空前不可或缺的驗證重點，太空環境測試驗證項目，包含輻射、溫度、震動、衝擊、熱真空、氣體揮發等。另外，曾達麟強調，目前通訊衛星公司的通訊協定各自有一套規範，並不相容，3GPP與其他標準組織也表達想要推動標準，但目前各大通訊衛星業者並沒有展現高度興趣，不管是出於資訊安全考量或寡占市場的優勢，相關發展趨勢有待觀察。
而完善上述所有的準備工作之後，能夠飛到太空中執行任務才是最重要的。曾達麟說，飛行履歷就是實戰經驗，如同飛行員的飛行時數，事實上飛行經驗的成本很高，但也是最有價值的。真正上太空才是挑戰，對於太空環境人們所知有限，地面的環境模擬只能接近實際太空的狀況，而要了解實際狀況還是飛到太空中運作才能見真章。測試工作就是盡量將變數降低，可能完成70~80%的變數，剩下的部分唯有實際飛上太空才能證明，也因此，取得飛行履歷的元件、模組都像是鍍了金一樣，身價直接膨脹十倍到百倍。而透過產品設計階段的模擬與執行任務前的驗證，則能強化衛星在太空運作的可靠度與耐用性。