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Alead将推动相控阵天线大规模应用

导读: 近年来,相控阵技术在国防领域的雷达、通信、电子战、导航等领域获得了越来越广泛应用的同时,也在卫星通信、5G 无线通信、气象水文、地球勘探、低轨小卫星通信网络乃至生物医学等民用领域开始使用。

——稀布相控阵天线现场实测和技术研讨会在西安举行

Alead将推动相控阵天线大规模应用

研讨会现场

近年来,相控阵技术在国防领域的雷达、通信、电子战、导航等领域获得了越来越广泛应用的同时,也在卫星通信、5G 无线通信、气象水文、地球勘探、低轨小卫星通信网络乃至生物医学等民用领域开始使用。

3月20日,由西安安列德电子科技有限公司举办的“稀布相控阵天线现场实测和技术研讨会”在西安举行。会议以“Ka 毫米波超稀疏天线实测演示”为主题,会场连线测试现场实测 Ka波段环形超稀疏相控阵天线样机关键性能指标,针对业界同仁的疑问,进行答疑讨论,展望稀布相控阵天线技术在卫星通信星载和地面应用的巨大优势。业界专家、与会嘉宾及媒体共X 人出席研讨会。

“与传统的机械抛物面天线不同,相控阵天线没有任何运动部件,可靠稳固”。西安电子科技大学兼职教授、博士生导师李世东教授介绍,它可以在设定的空域内以光速获取用户或目标信息,根据用户或目标的需求,用电子控制,以光速灵活的改变天线磁场波束和指向的形状,能够对整个空间内的各频段电磁波进行发送和接收,这体现了相控阵天线的空域电子扫描功能,即可对多个用户或目标实现通信交互,搜索、识别、捕获、跟踪等任务的精确完成。

李世东教授重点介绍了安利德在低轨小卫星的星载通信相控阵天线和地面用多星跟踪和切换相控阵天线。这是目前与 Alead 技术衔接最好的应用。会议现场同时展示超薄 S 波段相控阵(卫星通信)动中通天线、5G 无线通信 Massive MIMO 基站天线新一代产品,并公布了一系列面向不同行业需求和应用场景研发的稀疏相控阵解决方案。

记者在研讨会上看到,会场连线测试现场实测 Ka波段环形超稀疏相控阵天线样机性能。通过对该样机的实物测试,充分展示了该工程样机的实际性能与设计仿真验证高度一致性。相控阵的稀布设计对于成本、散热、加工难度等方面带来的优势,必将推相控阵天线的大规模应用。可以预见,该样机所代表的稀布设计方法,将在探测、制导、特殊通信等领域,尤其在下一代移动通信 5G 基站、低轨通信小卫星的应用,将产生巨大的社会与经济效益。

据悉,李世东教授利用所学专长(数学与通信),跨学科融合,通过建立多维数学模型,突破了传统电磁场理论的固籍,创造性地研究出一套“空间优化采样法”,将该方法应用于

稀布、立体的相控阵天线设计与制造,首创推出了 Alead 稀疏相控阵天线设计与制造法,可使元器件成本大幅降低、并有效解决散热等难题。这项技术已经在全国近 50 家研究所,大专院校,私人企业,包括著名学者中推介,至今已有近 20 家单位做了验证和尝试。业界从开始的高度质疑(基于传统相控阵理论),已走到目前的普遍认可和关注。

1、Ka 毫米波超稀疏相控阵天线(在通信、探测、制导等领域均有广泛的应用)

Alead将推动相控阵天线大规模应用

天线外形图                 内部结构图

Alead 公司采用独有的相控阵稀布设计方法,针对弹载平台设计了一款 Ka 波段环形超稀疏相控阵天线样机。该样机工作在 35GHz 波段, 通过超稀疏设计将传统设计所需的 950 阵元数量大幅降至仅需 128 阵元,大幅度缩减了后端通道数量,留下了充足的空间来解决高频下的散热难题。射频通道数量的大幅度减少,节省了近 800 万元的元器件成本。与此同时,内部空间的充足,也使得高频微波器件的设计加工难度随之降低。

由上图可以看出,天线内部还留有充足的空间可进行二次设计,例如大功率下的水冷散热设计、环形空腔内加载红外引导装置、加装精密惯性导航装置等。稀布设计所带来的优点还有待各类平台应用的进一步发掘。

本样机通过了公司内部检测后,送往了具有国家检测资质的北方通用电子集团有限公司天线测试实验室(西安 206 所)进行指标测试,实测结果完全符合设计指标,处于国内外领先水平。

通过对该样机的实物测试,充分说明了我司所独有的稀布设计理论的可实现性。相控阵的稀布设计对于成本、散热、加工难度等方面带来的优势,必将为业内认知,并形成对传统相控阵设计方法的补充与更替。可以预见,该样机所代表的稀布设计方法,将在探测、制导、特殊通信等领域,尤其在下一代移动通信 5G 基站、低轨通信小卫星的应用,将产生天量级的效益。

2、 超薄 S 频段卫星动中通天线。(厚度 15.6 mm)

扫描范围可实现 0—60°的全空域扫描覆盖,接入调制解调器就可实现卫星通信,相比现有的动中通天线有如下优势:

天线主体厚度 15mm 远小于现有薄型动中通相控阵天线的 50mm 高度;

可完美共形于各类载体外表面,该优势得益于本产品独特的内部设计;

更低的整机功耗,通过最优的器件选型及链路设计,实现了更低的整机损耗及噪声;

相对于现有相控阵天线,更适用于机载等对厚度功耗要求更为严苛的平台,从而获得更高的市场预期。

Alead将推动相控阵天线大规模应用

3、 5G 无线通信 Massive MIMO 基站相控阵天线

Alead将推动相控阵天线大规模应用

Alead 的稀布 Massive MIMO 天线对 5G 网络总成本的降低程度很可观。该款天线已于国内最大的通信技术公司合作进行了测试,效果超过该公司现有同类产品性能 15%,优势明显。我们在 5GMassive MIMO 天线的设计优势已获该技术高层肯定,被确定为新的稀疏布阵样机研发唯一合作单位,5 款 5GMassive MIMO 天线研制合同正在谈判中。

西安安列德电子科技有限公司成立于 2016 年 8 月,依托于持有的两项国际专利,以“立体+稀布”技术为核心,设计生产相控阵天线,使相控阵天线在超高频下散热的世界性难题有了高效的解决方案,提高了可靠性,并且解决了阻碍相控阵天线大规模应用的两大世界性难题:成本和散热。Alead 产品即大幅度降低制造成本、也解决了高频散热,在解决方案上取得革命性突破,对促进相控阵天线的广范使用,有重大贡献。

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