2022年相控阵技术行业发展现状及未来前景分析 相控阵技术在5G、低轨卫星、智能驾驶等领域逐步推广应用

1、工业软件空间巨大，电磁仿真全球领先

新型信息技术服务行业作为国家战略性新兴产业，在促进国民经济和社会发展信息 化中具有重要的地位和作用，符合工业领域核心技术自主可控的发展趋势。近年来， 我国新型信息技术服务行业呈现持续、平稳向好发展态势。公司所处细分行业为新型 信息技术服务行业之国防科技工业的电子信息行业，该行业是国防信息化建设的基 石，产业链涉及模拟仿真、激光、雷达、通信、导航、信息安全等多个领域。现阶段 公司主要客户为国防科工集团的下属单位，产品主要应用于国防科技工业中的相控 阵相关领域。近年来，随着相控阵技术在 5G 等领域深入发展，公司的主要产品和技 术也可应用于 5G 通信、汽车毫米波雷达和低轨卫星通信等领域。

1.1 国家政策驱动：新型信息技术行业快速发展

新型信息技术服务行业是我国大力支持和鼓励发展的新兴产业，是引领科技创新、驱 动经济社会转型发展的核心力量，是建设制造强国和网络强国的核心支撑。未来随着 信息化建设费用得持续增长，行业将面临广阔的市场空间。

1.2 市场空间广阔：相控阵应用领域不断扩大

随着相控阵技术的应用发展，相控阵技术在卫星通信、机载雷达、舰载雷达和陆基雷 达等多个领域的广泛应用。相控阵雷达可实现多波束快速扫描探测，并可根据实际环 境灵活地控制波束形状，在反应速度、目标更新速率、多目标追踪能力、电子对抗能 力等方面优于传统机械雷达，成为目前雷达行业发展的主要方向，具有广阔的市场需 求空间。

我国国防支出持续增长带动雷达的发展。在国防信息化建设中，随着国防装备费用的 持续投入，我国国防科技工业的雷达市场规模逐渐增加，根据公司招股说明书的数据， 预计 2025 年我国国防科技工业的雷达市场规模为 573 亿元。近年来，随着相控阵技术在 5G 领域的深入发展，公司的主要产品和技术也可应用于 5G 通信、汽车毫米波雷达和低轨卫星通信等领域，进而衍生出对公司相控阵雷达校 准测试系统及相关产品的新需求。随着 5G 技术的普及，车载毫米波雷达和低轨卫星 等新领域的不断成熟，公司作为拥有国内先进相控阵校准测试技术的主要企业之一， 未来市场空间广阔。

机械雷达逐步被相控阵雷达替代。随着相控阵雷达的技术优势不断凸显，其扫描速度 更快、探测精度及可靠性更高、探测能力更强，将逐渐替代传统机械雷达，成为国防 科技工业领域雷达的主要发展方向。根据 Forecast International 分析，2010-2019 年，全球相控阵雷达的总生产台数占雷达生产总数的比例为 14.16%，总销售额占比 为 25.68%，整体看全球相控阵雷达市场规模目前相对机械雷达较小，相控阵雷达的 替代市场空间巨大。

图：机械雷达和相控阵雷达比较示意图

相控阵技术在 5G、低轨卫星、智能驾驶等领域逐步推广应用。随着相控阵雷达在国 防科技工业领域的技术发展和应用成熟，相控阵技术已在 5G、低轨卫星、智能驾驶 等众多领域也逐步得到推广应用，5G 基站、低轨卫星和汽车毫米波雷达均通过采用 相控阵天线体制提升其性能。特别在 5G 通信的发展中，相控阵技术是其关键技术之 一。其中 5G 基站天线采用相控阵体制，利用相控阵天线的波束赋形、空间复用和空 间分集等技术，从而显著提升频谱效率、系统容量、覆盖效果和抗干扰能力，以满足 万物互联的巨量用户需求，从而实现高速率、大容量等特性。

北斗等高轨卫星主要采用相控阵天线体制，随着低轨卫星发展浪潮的到来，相控阵天 线将得到进一步广泛应用。采用相控阵天线体制可在有限的卫星平台空间内实现波 束赋形覆盖、扫描与独立控制，以及改变波束形状来实现调整波束间通信容量等功能， 从而有效提高卫星应用效能。汽车毫米波雷达可通过采用相控阵技术显著提升其防碰撞性能。具体而言，相控阵天 线扫描灵活，可快速锁定并跟踪移动目标，实时判断其速度和距离。此外，相控阵天 线波束较窄，测量精度和分辨率较高，且其受天气影响较小。

1.3 竞争格局良好：行业内同类厂商较为稀缺

公司依托自主研发的电磁场仿真分析与相控阵校准测试核心算法，主要为雷达和无 线通信领域提供用于测试、仿真的系统、软件和服务，并提供相控阵部件等相关产品。

美国 ANSYS 为国际知名仿真软件企业，其电磁场仿真分析软件在行业内得到广泛 应用，美国 ANSYS 电磁场仿真分析软件主要为天线等具体产品的仿真分析，公司的 电磁场仿真软件主要实现产品、平台及传输环境结合的系统级电磁场仿真分析，公司 与其形成差异化竞争。 美国 NSI-MI、法国 MVG 是国际市场完整的相控阵测试系统及测试设备提供商，行 业排名前列，与公司相比具有国际市场知名度更高、经营规模更大、业务链条更加完 善等优点，是国内市场主要的测试设备及传统测试系统供应商，公司自主研发的相控 阵校准测试系统部分性能指标优于法国 MVG、美国 NSI-MI 等国际厂商的测试系统， 存在一定的竞争优势。

技术研发优势突出。公司在相控阵领域先后开发了相控阵快速设计与优化技术、平面 近场多探头测试技术、多探头中场校准技术等多项核心技术，其中基于平面近场多探 头测试技术、多探头中场校准技术的产品自主研发的高精度多通道相控阵测量系统 达到国际先进水平。基于公司的技术优势，公司先后为十余项国家、行业重要项目提 供技术支持，并参与制定了 3 项国家标准。公司积极开展研发合作，通过与工程院院 士合作，设立了上海市院士专家工作站，并与天线与微波技术国家级重点实验室建立 了天线测量技术联合实验室，以提升企业前沿技术领域的研究能力和创新能力。

算法领域优势明显。公司是能行业内为数不多能同时掌握仿真和测试两种算法的企 业，公司在项目交付上能灵活运用两种算法，利用两种算法的相互验证为客户提供精 确、快速的技术服务，其中仿真算法可以为测试优化调整提供手段验证，测试算法对 仿真结果进行验证。公司通过两种算法的交替验证，一方面能验证算法本身的准确性 和有效性，另一方面能持续实现算法的优化和升级。基于公司算法的优化和升级能力， 公司可以快速切入新的业务领域，开拓新的业务类型。

自主可控的优势。在相控阵校准测试领域，公司现阶段已自主开发了嵌入相控阵测试 设备内部的校准和测试软件，集控校准测试仪器设备。在相控阵测试系统的仪器设备 方面，公司也形成了高精度机械定位设备、专用测量设备、实时控制器等关键硬件的 研制能力。在电磁场仿真分析验证领域，公司现阶段已自主开发了嵌入核心算法的复 杂电磁环境的电磁场仿真分析软件，综合应用多种电磁算法技术，将真实复杂电磁环 境对通信与雷达系统的效应转变为无线信道数学模型，实现真实应用环境下电磁信 号传播的快速动态仿真和应用仿真。

2、参与行业标准制定，核心技术国际领先

2.1 经验丰富：研发铸就竞争优势，重要项目经验丰富

细分领域领先，研发能力突出。公司是行业内从事电磁场仿真分析和相控阵校准测试 细分领域具有高知名度和强竞争力的高新技术企业。通过对比行业主流水平的技术 指标，公司自主研发的平面近场多探头测试核心技术、微秒级实时控制技术量化指标 较行业同业主流水平及主要企业具有竞争优势。公司的多探头中场校准测试技术、多 通道有源参数测试技术、在轨校准技术、方向图综合优化技术、复杂电磁环境系统级 仿真技术和相控阵快速设计与优化技术未获得同行业主要企业技术指标。

公司以电磁场仿真分析与相控阵校准测试关键技术为核心，组建了一支具有自主创 新能力的研发团队，建立了上海市院士专家工作站，取得了上海市浦东新区研发机构 认证，并与天线与微波技术国家级重点实验室建立了天线测量技术联合实验室。公司 自设立以来持续进行研发投入，已形成专利 11 项，软件著作权 74 项，积累了复杂 电磁环境系统级仿真技术、相控阵快速设计与优化技术、平面近场多探头测试技术、 多探头中场校准技术等多项核心技术。公司作为起草单位参与制定了三项国家标准， 分别为《GB/T6113.105-2018 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第 1-5 部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备 5MHz~18GHz 天线校准场地和参考试验场地》、 《GB/T6113.106-2018 第 1-6 部分无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范： 无线电骚扰和抗扰度测量设备 EMC 天线校准》和《GB/T38889-2020 天线及接收系 统的无线电干扰天线测量车载天线及系统》。

项目经验丰富，品牌优势明显。基于公司的技术优势，公司具有为卫星通信、机载雷 达、舰载雷达和陆基雷达等多个领域提供仿真和测试产品的项目经验，公司以“嫦娥 探月”工程为契机进入电磁场仿真分析验证市场，通过多年在电磁场专业领域的深耕 发展，公司先后参与了多个国家重要项目。2013 年，嫦娥三号月球探测器成功实现 月球表面“软着陆”，公司为其测控全向天线研制、数传子系统、测距测速敏感器的 研制提供了仿真分析验证技术保障；2019 年，嫦娥四号月球探测器成功实现月球背 面着陆，公司为其提供着陆器测控天线整器电性能仿真研发和中继卫星天线仿真研 发工作。

随着相控阵技术的应用发展，相控阵技术在卫星通信、机载雷达、舰载雷达和陆基雷 达等多个领域的广泛应用，公司先后提供多种雷达型号的相控阵校准测试系统。2015 年，北斗二号卫星成功发射，相控阵天线顺利进入在轨工作状态，公司为其提供相控 阵天线在轨校准实施方案，突破了校准算法关键技术，首次将相控阵天线在轨校准新 技术应用于航天领域；2016 年，高分三号卫星发射入轨，公司的相控阵校准测试系 统使用了平面近场多探头测试技术，实现了其大型相控阵天线方向图的高精度测试 及快速评估；2020 年，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，公司承担了北斗三号 星载相控阵通道测试、校准及可靠性验证测试等任务。

公司与中国电子科技集团有限公司、中国航天科技集团有限公司、中国电子信息产业 集团有限公司、中国航天科工集团有限公司、中国船舶重工集团有限公司、中国航空 工业集团有限公司等国防科工集团的下属单位建立了良好的合作关系，在行业中具 有较高的品牌知名度。此外，随着相控阵技术在 5G 通信和车载毫米波雷达等领域的广泛应用，公司以相控阵校准测试技术为核心，快速开拓和发展 5G 基站测试业务， 并已成为中兴通讯 5G 基站产线测试系统的主要供应商之一。

2.2 技术领先：坚持技术创新为本，核心技术自主可控

2.2.1 具有解决系统级复杂电磁环境仿真分析的能力

公司自主研发的复杂电磁环境仿真分析软件，基于复杂电磁环境系统级仿真技术、相 控阵快速设计与优化技术等核心技术，实现了基于真实物理环境和复杂电磁环境的 仿真分析，突破了三维复杂电磁环境系统级仿真技术，解决了各种装备平台在实际电 磁环境的电磁效应特性仿真分析问题。公司复杂电磁环境仿真技术已经先后应用于 嫦娥探月工程着陆器与巡视器通信链路仿真、机载天线布局仿真、大型舰载相控阵系 统仿真等多个系统级复杂电磁环境仿真分析项目，为多个国家重大工程提供了仿真 分析与半实物验证手段。

图：仿真软件组成示意图

公司的复杂电磁环境系统级仿真技术是通过建立复杂地理环境电磁模型、精细天线 与各种大型运载平台一体化模型、收发信机模型、电磁干扰模型等，综合应用多种电 磁算法技术，将真实复杂电磁环境对通信与雷达系统的效应转变为无线信道精确的 数据源，从而用数学的方式表达复杂电磁环境的物理效应，为无线信道仿真提供了精 确的模型源，实现真实应用环境下电磁信号传播的快速动态仿真和应用仿真，以达到 无线通信与雷达系统真实应用情况下的功能与性能验证。

目前行业内针对无线通信与雷达系统的无线信道仿真应用已较为成熟，但其主要针 对典型传输应用条件下的经典模型，无法针对真实传输条件下的基于物理原理的数 值解算；对应单一的精细天线仿真或电大尺寸的电磁效应仿真也较为成熟，但综合兼 顾精细与电大的精度和速度的平衡在行业仅有较少公司掌握。公司复杂电磁环境系 统级仿真技术同时具有上述特有优势，竞争力强。

2.2.2 拥有相控阵测试系统核心技术

相控阵雷达通过电磁波扫描发现目标，电磁波束的扫描探测性能、抗干扰性能和扫描 盲区是相控阵雷达性能的主要技术指标。发行人紧密围绕相控阵雷达的主要技术指 标进行研发布局，形成了自身的核心技术。

公司自主研发的高精度多通道相控阵测量系统基于平面近场多探头测试技术、多探 头中场校准技术及多通道有源参数测试技术等核心技术，利用自主研发的多通道一 致性实时补偿算法、多探头方向图补偿算法、高精度近远场变换算法、测算融合的旋 转矢量算法等核心算法，能够实现相控阵天线及系统通道一致性校准测试和波束性 能测试，加速相控阵雷达的研发和生产调试测试效率，为航空航天、相控阵天线的研 制做出了贡献。

在相控阵测试领域，传统的单探头近场测试系统已无法满足大型相控阵测试对效率 的要求。公司高精度多通道相控阵测量系统应用了多波位、多频点、多通道同时测量 技术，实现了高精度、高效率和场景化测试要求，解决了大型相控阵高精度测试及快 速评估困难的问题，具备多波束相控阵性能指标测量、效能评估及故障诊断等功能， 处于国际先进水平。

2.2.3 三维电磁仿真软件 RDSim1.0 版正式发布

根据公司微信公众号，公司于 2021 年全国天线年会正式发布三维电磁仿真软件 RDSim1.0 版。公司的电磁仿真软件产品系列得到进一步完善，覆盖天线/微波器件 辐射问题求解、目标散射问题求解、单元天线/相控阵的快速设计优化、平台布局仿 真/EMC 仿真问题求解、复杂电磁环境仿真等领域，从而可为用户提供高频电磁场仿 真问题的全套解决方案。 RDSim1.0 应用改进的矩量法及其快速算法，可实现任意三维结构的电磁场问题的仿 真分析，应用领域包括天线/天线阵列、微波器件和雷达散射等，帮助相关领域的产 品设计人员快速仿真产品电磁性能，包括计算辐射性能及散射性能等参数，从而显著 提升产品设计效率、降低设计研发成本。

RDSim1.0 的算法优势包括：高速矩阵填充技术，可快速完成各类电磁问题的全波仿 真计算；针对电大尺寸目标可采用双稳定多层快速多极子算法，具有高精度、快速收 敛的特点；配备高频算法模块，可对千倍波长及以上量级的目标进行快速计算，且具 有较高的精度；具有多种并行计算技术，可极大提高电磁算力。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）