当前位置:首页 > 公众号精选 > 21ic电子网
[导读]随着5G毫米波通信和宽带低轨卫星通信的迅速崛起,毫米波有源相控阵天线开始了前所未有的发展,预计未来几年内将主宰市场。

随着5G毫米波通信和宽带低轨卫星通信的迅速崛起,毫米波有源相控阵天线开始了前所未有的发展,预计未来几年内将主宰市场。



随着新材料、新技术和新工艺的提升,毫米波频段集成电路元件的技术难题迅速被攻克,毫米波在5G时代会迎来大规模应用。在卫星通信领域,毫米波有源相控阵天线与传统的动中通天线相比,没有体积庞大的伺服跟踪系统,波束速度快、方向可控、可实时跟踪卫星,并且重量轻,可进行大批量生产;毫米波有源相控阵天线不含活动部件,可靠性极佳,即便阵列中少数天线单元失效,天线总体性能也不会受到影响,集成毫米波有源相控天线的终端是未来毫米波卫星通信的重要发展方向之一。


一、毫米波有源相控阵天线国内外发展现状


有源相控阵天线的优点是使用微波集成的方法,将移相器、滤波器、衰减器、功放和低噪放等芯片集成在芯片中,实现了设备的小型化、轻型化,波束指向精度较高和一定的波束旁瓣抑制能力;缺点是相控阵成本高,但随着MMIC技术发展,成本会大幅降低。

(一)国内毫米波有源相控天线发展现状


国内因核心芯片和新工艺等限制,毫米波相控阵研制起步较晚,但近几年发展飞速。


01



安全紫金山实验室研制的CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片,已完成芯片封装和测试,每通道成本由1000元降至20元。同时,他们封装集成1024通道天线单元的毫米波大规模有源天线阵列。芯片与天线阵列力争2022年规模商用于5G系统。


02



成都天锐星通科技有限公司已发布多款微波、毫米波有源相控阵天线。包括KA频段卫星通信相控阵天线、KU频段卫星通信相控阵天线、Ka频段5G通信相控阵天线、E频段相控阵汽车雷达等。


03



若森智能:轻型相控阵卫星通信天线


04



西安安列德电子科技有限公司:Ka波段环形超稀疏相控阵天线。样机工作在35GHz波段,通过超稀疏设计将传统设计所需的912陈元数量大幅降至仅需128陈元,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问题。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。其充足的内部空间降低了设计加工难度、亦可进一步加装相关装置,下图为样机实体。



05



中实创(北京)科技有限公司:Ku和Ka频段相控电磁表面地面终端系列。等效天线口径0.3米,0.5米以上,采用相控电磁表面阵列技术,电控自动扫描,扫描范围120度锥角,波束切换时间小于3ns,适用于低轨卫星地面终端,便携站等应用场合。



06



中国电科某所研制的应用于5G毫米波通信和毫米波数据链的相控阵天线原理样机,采用64元微带阵列天线形式,性能指标未公布。


中国电科研制的毫米波相控阵天线原理样机


07



成都某公司采用硅基多通道芯片研制的毫米波相控阵,垂直线极化,发射EIRP≥dBm(法向),接收G/T值≥-5dB/K(法向),使用最大占空比30%。

成都某公司研制的毫米波相控阵天线样机


08



北京某公司研制的毫米波相控阵天线,采用高密度集成一体化设计,实现了多通道天线最短收发链路的构建;采用多接口集成波控模块,内置多组波束方向快速调整数据,轻松实现多种环境下的快速运用;配置多功能接口电缆,灵活与外部设备构建同步控制系统,轻松开发和测试无线链路。天线能够实现二维±60度波束扫描范围,发射RIRP大于50dBm,适用于5G毫米波通信。

北京某公司研制的毫米波相控阵天线


(二)国外毫米波有源相控阵天线发展现状

国外有源相控天线的发展比国内成熟,广泛应用于雷达、卫星通信等领域。


01



Phasor 研制出了一款Ka频段低剖面、电控相控阵天线,可适用于航空、海上和陆地的移动应用。Phasor的技术使用具有电子波束成型功能的专用集成电路(ASIC)微芯片,这些芯片与非常小的贴片天线组合组成一个单元,超过500个单元分布在经过射频优化的面板上,构成了Phasor核心模块的基础。核心模块可以组合成各种尺寸和配置来构建Phasor的相控阵天线,拥有前所未有扩展能力。Phasor独特的设计将能够生产出形状适应性强,高度只有1~2英寸的天线,具备重量轻、面积小、精度高等特点,并且能够以非常高的增益提供超过100Mbps的宽带速度。


Phasor研制的相控阵


02



Kymeta天线使用超材料形成全息波束,这意味着可以使用软件而不是机械部件来动态地调整天线指向,这也大大降低了天线的功耗。天线使用电子射频波束指向控制,电子极化选择和角度控制,卫星自动识别和跟踪,可以广泛应用于移动通信领域。

Kymeta研发的相控阵


03



2018年6月21日,C-COM卫星系统公司使用4×4收发组件模块,成功地测试了其16×16子阵列相控阵天线,此次测试为2018年底前在两颗低地球轨道卫星的演示做好了准备。在2016年5月,C-COM基于其专利移相器技术,成功测试了其首款4x4 Ka波段相控阵列模块。4x4 Ka波段智能天线模块采用基于创新架构的低成本多层平面电路,具有灵活度高、厚度小、模块化、一致性和适应性强等特点。初步结果令人振奋,即使几个天线元件关闭,模块仍然能够提供可接受的辐射方向图,而不会显着降低性能。天线的模块化特性和曲面的适应能力使得其可以适用于汽车、船只、火车、公共汽车和飞机等载体。这一新系统及其对更高的毫米波频段的扩展能力也使其在将来可以在5G及毫米波汽车雷达等电信领域得到应用。

C-COM 研制的16X16 相控阵


04



AAC Singapore Wireless Technology Centre 研制的⽤于5G带射频前端的集成毫米波相控阵天线,采用喇叭天线阵和微带功分网络馈电相结合的方式,仿真天线增益24dB,功分网络插入损耗约1.8dB,并用6层PCB制作了相控阵天线实物,如图4所示。

AAC 科技研制的64元相控阵天线


05



Anokiwave是毫米波相控阵行业引领者,它利用自研芯片设计了毫米波256元可重构全硅相控阵,DC+12V供电,重量约3kg,实现EIRP>1KW。


Anokiwave研制的毫米波相控阵天线


二、毫米波有源相控阵技术趋势



参考来源:
1、卫星通信相控阵天线国内外发展现状--- 徐永杰
2、2019天线年会交流-毫米波有源相控阵现状及其发展趋势---何庆强
3、聚焦|2019卫星大会上的相控阵天线

作者:TripleS
来源:射频百花潭


推荐阅读

同时接收GPS/WLAN信号的天线设计

点击 阅读原文 查阅。

免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

21ic电子网

扫描二维码,关注更多精彩内容

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

以下内容中,小编将对5g手机的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对5g手机的了解,和小编一起来看看吧。

关键字: 5G 虚拟现实

本文中,小编将对5g手机予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对它的了解程度,不妨请看以下内容哦。

关键字: 5G 4g 手机

一直以来,3G都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来3G的相关介绍,详细内容请看下文。

关键字: 3G 通信技术

“2024世界移动通信大会”于2月底在西班牙巴塞罗那举办。作为此次大会的主题论坛之一,“2024年5G新通话产业发展论坛”对5G新通话(5G New Calling)的现状和前景进行了重要的探讨和分析。

关键字: 5G新通话 移动语音服务 5G

4G和5G是手机通信技术的代表,它们在许多方面都有显著的区别。随着5G网络的到来,新一代的手机也将会有许多改进和创新。

关键字: 手机 5G 4g

开放式无线接入网络(ORAN)技术的市场规模及其在实施5G服务中的作用呈现出快速增长的潜力。各大移动网络运营商(MNO)都在寻求更低的成本、更高的灵活性以及避免供应商锁定的能力。这些优势可通过采用多家供应商的可互操作技术...

关键字: ORAN 5G 虚拟化RAN

近日,世界知识产权组织(WIPO)公布2023年PCT国际专利申请量排名。OPPO以1766件PCT国际专利申请量位居申请人排行榜全球第九,中国企业第四。这也是OPPO连续第五年位列PCT专利申请排行榜全球前十,展现出深...

关键字: 专利 OPPO 5G

R&S TS8980 是经全球认证论坛(GCF)和PTCRB批准的官方 5G 一致性测试平台。 芯片组、调制解调器和终端设备制造商以及测试机构可以使用该测试系统执行符合 3GPP 规范的 RF (TP298) 和...

关键字: 5G 芯片组 调制解调器

Autotalks,V2X(车辆对一切)通信解决方案的全球领先者,利用罗德与施瓦茨的测试专业知识和设备验证了他们的第三代V2X芯片组TEKTON3和SECTON3,使用了R&S CMP180无线通信测试仪的最新5...

关键字: 5G 传感器 芯片组

今天,小编将在这篇文章中为大家带来手机NFC的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对手机NFC具备清晰的认识,主要内容如下。

关键字: NFC 近距离无线通信 通信技术
关闭
关闭