相控陣雷達，助力移動通信騰飛

發布日期：2024-10-25 10:45:00　瀏覽次數：

5G即第五代移動通信技術。5G時代的到來，以毫米波通信為代表的技術引起了廣泛關注。中國信息通信研究院2018年發布的《5G經濟社會影響白皮書》預測：“2030年5G帶動的直接產出和間接產出將分別達到6.3萬億元和10.6萬億元，并將開啟萬物廣泛互聯、人機深度交互的新時代”。

5G，與相控陣雷達的共通之處

5G發展的主要驅動力是移動互聯網和物聯網，并將滿足增強移動寬帶（eMBB）、大規模機器類通信（mMTC）和高可靠低時延通信（uRLLC）三個場景下的用戶需求，其具有廣連接、低時延、大帶寬是5G最大的核心特征。而大帶寬的能力與Massive MIMO的多通道能力完美地契合成為5G特性的放大器。

據悉，5G基站采用的大規模MIMO技術與相控陣雷達在技術上有共通之處，他們都利用了陣列天線和波束成形技術。

相控陣雷達即“相位可控陣列雷達”，是多個雷達集合在一個雷達系統上，通過電子控制系統，控制幾千個小雷達組件進行多角度全方位掃描。其在5G中的工作原理是利用多個輻射信號之間的建設性干擾來控制發射波束的方向。通過調整發送到陣列中每個發射器的驅動信號的相位差，控制輻射方向，使其指向一個目標。

如果說，5G基站在保持數據傳輸的同時，具備一定的感知能力，用于雷達探測，實時識別移動物體的方位與速度。那么，相控陣雷快速而精確轉換波束的能力使雷達能夠在1min內完成全空域的掃描。

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6G，下一個風口

當前，如何利用5G上下游產業鏈成果，加速衛星通信產業發展，融合衛星與地面蜂窩兩種場景，為全球范圍內用戶無縫漫游、泛在接入提供支持成為當前研究和產業化的熱點問題。

隨著電子信息技術的迅猛發展，信息技術、移動通信技術、人工智能與大數據技術實現了深度融合，驅動著 5G 在技術和業務兩個層面向6G演進。我國科技部于2019年11月在北京召開了6G技術研發啟動會，并于2020年通過重點研發計劃支持包含衛星通信的一系列關鍵技術研究課題。

未來6G擬實現較5G流量密度提升10～1 000倍、連接密度提升10～1 000倍以及終端移動性大于1 000 km/h等技術指標。這需要在天地一體的框架下，通過立體多維覆蓋、空間立體組網、多頻段協同通信等關鍵技術突破來滿足。

在下一代無線通信 5G/6G 技術的研發過程中，移動互聯網和物聯網業務需求不斷提高，AI 業務、沉浸式業務和數字孿生業務不斷涌現。海量新興業務對未來的無線網絡提出了更高的信息處理訴求，使得能部署于多種場景的通信雷達一體化 (fusion of communications and radar, RadCom) 技術成為重要的研究方向之一。

按照世界各國規劃，6G擬于2030年投入使用，在其發展過程中將從需求、愿景、用頻、研發、組網、服務到運維等多層面真正實現天地統一規劃、設計、建設和管理，實現從創新、產品、工程到應用服務的全產業鏈協同發展。

隨著超大規模天線通信與雷達、毫米波通信與雷達技術的發展，通信與感知兩者技術特征、信道特征、應用場景越發相似，呈現體制化融合發展態勢智能化、沉浸式、數字孿生等新興業務的發展，極大提升了對目標的高精度探測、定位、識別、成像與大帶寬、低時延信息傳遞等信息處理需求。因此，在蜂窩網絡中，引入更強大的超越定位功能的感知能力，成為當前5G增強與6G預研的核心目標之一。

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