Alead采用獨有的相控陣稀布設(shè)計方法，推動相控陣天線大規(guī)模應(yīng)用

近年來，相控陣技術(shù)在國防領(lǐng)域的雷達、通信、電子戰(zhàn)、導(dǎo)航等領(lǐng)域獲得了越來越廣泛應(yīng)用的同時，也在衛(wèi)星通信、5G 無線通信、氣象水文、地球勘探、低軌小衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)乃至生物醫(yī)學(xué)等民用領(lǐng)域開始使用。

3月20日，由西安安列德電子科技有限公司舉辦的“稀布相控陣天線現(xiàn)場實測和技術(shù)研討會”在西安舉行。會議以“Ka 毫米波超稀疏天線實測演示”為主題，會場連線測試現(xiàn)場實測 Ka波段環(huán)形超稀疏相控陣天線樣機關(guān)鍵性能指標(biāo)，針對業(yè)界同仁的疑問，進行答疑討論，展望稀布相控陣天線技術(shù)在衛(wèi)星通信星載和地面應(yīng)用的巨大優(yōu)勢。業(yè)界專家、與會嘉賓及媒體共X 人出席研討會。

“與傳統(tǒng)的機械拋物面天線不同，相控陣天線沒有任何運動部件，可靠穩(wěn)固”。西安電子科技大學(xué)兼職教授、博士生導(dǎo)師李世東教授介紹，它可以在設(shè)定的空域內(nèi)以光速獲取用戶或目標(biāo)信息，根據(jù)用戶或目標(biāo)的需求，用電子控制，以光速靈活的改變天線磁場波束和指向的形狀，能夠?qū)φ麄€空間內(nèi)的各頻段電磁波進行發(fā)送和接收，這體現(xiàn)了相控陣天線的空域電子掃描功能，即可對多個用戶或目標(biāo)實現(xiàn)通信交互，搜索、識別、捕獲、跟蹤等任務(wù)的精確完成。

李世東教授重點介紹了安利德在低軌小衛(wèi)星的星載通信相控陣天線和地面用多星跟蹤和切換相控陣天線。這是目前與 Alead 技術(shù)銜接最好的應(yīng)用。會議現(xiàn)場同時展示超薄 S 波段相控陣（衛(wèi)星通信）動中通天線、5G 無線通信 Massive MIMO 基站天線新一代產(chǎn)品，并公布了一系列面向不同行業(yè)需求和應(yīng)用場景研發(fā)的稀疏相控陣解決方案。

記者在研討會上看到，會場連線測試現(xiàn)場實測 Ka波段環(huán)形超稀疏相控陣天線樣機性能。通過對該樣機的實物測試，充分展示了該工程樣機的實際性能與設(shè)計仿真驗證高度一致性。相控陣的稀布設(shè)計對于成本、散熱、加工難度等方面帶來的優(yōu)勢，必將推相控陣天線的大規(guī)模應(yīng)用。可以預(yù)見，該樣機所代表的稀布設(shè)計方法，將在探測、制導(dǎo)、特殊通信等領(lǐng)域，尤其在下一代移動通信 5G 基站、低軌通信小衛(wèi)星的應(yīng)用，將產(chǎn)生巨大的社會與經(jīng)濟效益。

據(jù)悉，李世東教授利用所學(xué)專長（數(shù)學(xué)與通信），跨學(xué)科融合，通過建立多維數(shù)學(xué)模型，突破了傳統(tǒng)電磁場理論的固籍，創(chuàng)造性地研究出一套“空間優(yōu)化采樣法”，將該方法應(yīng)用于

稀布、立體的相控陣天線設(shè)計與制造，首創(chuàng)推出了 Alead 稀疏相控陣天線設(shè)計與制造法，可使元器件成本大幅降低、并有效解決散熱等難題。這項技術(shù)已經(jīng)在全國近 50 家研究所，大專院校，私人企業(yè)，包括著名學(xué)者中推介，至今已有近 20 家單位做了驗證和嘗試。業(yè)界從開始的高度質(zhì)疑（基于傳統(tǒng)相控陣?yán)碚摚?，已走到目前的普遍認(rèn)可和關(guān)注。

1、Ka 毫米波超稀疏相控陣天線（在通信、探測、制導(dǎo)等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用）

Alead 公司采用獨有的相控陣稀布設(shè)計方法，針對彈載平臺設(shè)計了一款 Ka 波段環(huán)形超稀疏相控陣天線樣機。該樣機工作在 35GHz 波段， 通過超稀疏設(shè)計將傳統(tǒng)設(shè)計所需的 950 陣元數(shù)量大幅降至僅需 128 陣元，大幅度縮減了后端通道數(shù)量，留下了充足的空間來解決高頻下的散熱難題。射頻通道數(shù)量的大幅度減少，節(jié)省了近 800 萬元的元器件成本。與此同時，內(nèi)部空間的充足，也使得高頻微波器件的設(shè)計加工難度隨之降低。

由上圖可以看出，天線內(nèi)部還留有充足的空間可進行二次設(shè)計，例如大功率下的水冷散熱設(shè)計、環(huán)形空腔內(nèi)加載紅外引導(dǎo)裝置、加裝精密慣性導(dǎo)航裝置等。稀布設(shè)計所帶來的優(yōu)點還有待各類平臺應(yīng)用的進一步發(fā)掘。

本樣機通過了公司內(nèi)部檢測后，送往了具有國家檢測資質(zhì)的北方通用電子集團有限公司天線測試實驗室（西安 206 所）進行指標(biāo)測試，實測結(jié)果完全符合設(shè)計指標(biāo)，處于國內(nèi)外領(lǐng)先水平。

通過對該樣機的實物測試，充分說明了我司所獨有的稀布設(shè)計理論的可實現(xiàn)性。相控陣的稀布設(shè)計對于成本、散熱、加工難度等方面帶來的優(yōu)勢，必將為業(yè)內(nèi)認(rèn)知，并形成對傳統(tǒng)相控陣設(shè)計方法的補充與更替?？梢灶A(yù)見，該樣機所代表的稀布設(shè)計方法，將在探測、制導(dǎo)、特殊通信等領(lǐng)域，尤其在下一代移動通信 5G 基站、低軌通信小衛(wèi)星的應(yīng)用，將產(chǎn)生天量級的效益。

2、 超薄 S 頻段衛(wèi)星動中通天線。（厚度 15．6 mm）

掃描范圍可實現(xiàn) 0—60°的全空域掃描覆蓋，接入調(diào)制解調(diào)器就可實現(xiàn)衛(wèi)星通信，相比現(xiàn)有的動中通天線有如下優(yōu)勢：

天線主體厚度 15mm 遠小于現(xiàn)有薄型動中通相控陣天線的 50mm 高度；

可完美共形于各類載體外表面，該優(yōu)勢得益于本產(chǎn)品獨特的內(nèi)部設(shè)計；

更低的整機功耗，通過最優(yōu)的器件選型及鏈路設(shè)計，實現(xiàn)了更低的整機損耗及噪聲；

相對于現(xiàn)有相控陣天線，更適用于機載等對厚度功耗要求更為嚴(yán)苛的平臺，從而獲得更高的市場預(yù)期。

3、 5G 無線通信 Massive MIMO 基站相控陣天線

Alead 的稀布 Massive MIMO 天線對 5G 網(wǎng)絡(luò)總成本的降低程度很可觀。該款天線已于國內(nèi)最大的通信技術(shù)公司合作進行了測試，效果超過該公司現(xiàn)有同類產(chǎn)品性能 15％，優(yōu)勢明顯。我們在 5GMassive MIMO 天線的設(shè)計優(yōu)勢已獲該技術(shù)高層肯定，被確定為新的稀疏布陣樣機研發(fā)唯一合作單位，5 款 5GMassive MIMO 天線研制合同正在談判中。

西安安列德電子科技有限公司成立于 2016 年 8 月，依托于持有的兩項國際專利，以“立體＋稀布”技術(shù)為核心，設(shè)計生產(chǎn)相控陣天線，使相控陣天線在超高頻下散熱的世界性難題有了高效的解決方案，提高了可靠性，并且解決了阻礙相控陣天線大規(guī)模應(yīng)用的兩大世界性難題：成本和散熱。Alead 產(chǎn)品即大幅度降低制造成本、也解決了高頻散熱，在解決方案上取得革命性突破，對促進相控陣天線的廣范使用，有重大貢獻。