相控阵雷达，助力移动通信腾飞

发布日期：2024-10-25 10:45:00　浏览次数：

5G即第五代移动通信技术。5G时代的到来，以毫米波通信为代表的技术引起了广泛关注。中国信息通信研究院2018年发布的《5G经济社会影响白皮书》预测：“2030年5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿元和10.6万亿元，并将开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代”。

5G，与相控阵雷达的共通之处

5G发展的主要驱动力是移动互联网和物联网，并将满足增强移动宽带（eMBB）、大规模机器类通信（mMTC）和高可靠低时延通信（uRLLC）三个场景下的用户需求，其具有广连接、低时延、大带宽是5G最大的核心特征。而大带宽的能力与Massive MIMO的多通道能力完美地契合成为5G特性的放大器。

据悉，5G基站采用的大规模MIMO技术与相控阵雷达在技术上有共通之处，他们都利用了阵列天线和波束成形技术。

相控阵雷达即“相位可控阵列雷达”，是多个雷达集合在一个雷达系统上，通过电子控制系统，控制几千个小雷达组件进行多角度全方位扫描。其在5G中的工作原理是利用多个辐射信号之间的建设性干扰来控制发射波束的方向。通过调整发送到阵列中每个发射器的驱动信号的相位差，控制辐射方向，使其指向一个目标。

如果说，5G基站在保持数据传输的同时，具备一定的感知能力，用于雷达探测，实时识别移动物体的方位与速度。那么，相控阵雷快速而精确转换波束的能力使雷达能够在1min内完成全空域的扫描。

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6G，下一个风口

当前，如何利用5G上下游产业链成果，加速卫星通信产业发展，融合卫星与地面蜂窝两种场景，为全球范围内用户无缝漫游、泛在接入提供支持成为当前研究和产业化的热点问题。

随着电子信息技术的迅猛发展，信息技术、移动通信技术、人工智能与大数据技术实现了深度融合，驱动着 5G 在技术和业务两个层面向6G演进。我国科技部于2019年11月在北京召开了6G技术研发启动会，并于2020年通过重点研发计划支持包含卫星通信的一系列关键技术研究课题。

未来6G拟实现较5G流量密度提升10～1 000倍、连接密度提升10～1 000倍以及终端移动性大于1 000 km/h等技术指标。这需要在天地一体的框架下，通过立体多维覆盖、空间立体组网、多频段协同通信等关键技术突破来满足。

在下一代无线通信 5G/6G 技术的研发过程中，移动互联网和物联网业务需求不断提高，AI 业务、沉浸式业务和数字孪生业务不断涌现。海量新兴业务对未来的无线网络提出了更高的信息处理诉求，使得能部署于多种场景的通信雷达一体化 (fusion of communications and radar, RadCom) 技术成为重要的研究方向之一。

按照世界各国规划，6G拟于2030年投入使用，在其发展过程中将从需求、愿景、用频、研发、组网、服务到运维等多层面真正实现天地统一规划、设计、建设和管理，实现从创新、产品、工程到应用服务的全产业链协同发展。

随着超大规模天线通信与雷达、毫米波通信与雷达技术的发展，通信与感知两者技术特征、信道特征、应用场景越发相似，呈现体制化融合发展态势智能化、沉浸式、数字孪生等新兴业务的发展，极大提升了对目标的高精度探测、定位、识别、成像与大带宽、低时延信息传递等信息处理需求。因此，在蜂窝网络中，引入更强大的超越定位功能的感知能力，成为当前5G增强与6G预研的核心目标之一。

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