2023年射频产业链投资机会分析 无线电设备类别

  • 来源:中信证券
  • 发布时间:2023/03/01
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核心观点:

百年未有之大变局下,军工行业正迎来前所未有的快速发展阶段,特别是进入“十四五” 期间,行业的成长性和长期发展高确定性正持续得到验证,投资主线也转向“基本面驱 动”为主导。各细分领域的长期成长性正出现差异,长赛道和高景气的产业链仍是我们 长期推荐的投资方向。 随着我国信息化建设深入,通信、雷达、电子对抗等无线电装备正加速列装,特别是很 多新型号装备在灵敏度、带宽、反隐身等方面有更高的要求,传统的机械式天线已难堪 使用,而相控阵技术开始快速应用。随着新型号装备持续上量,射频产业链中相控阵相 关标的已开启业绩兑现,是新技术赛道中少有的已经进入放量期的细分领域之一。

1、无线电设备类别

无线电设备功能分类,感知实体:雷达、导引头,使用频率范围广,低频距离远,高频精度高,传递信息:通信、敌我识别、卫导,使用频率相对较高,传递能量:辐射能武器,功率大,散热要求高,电子对抗:侦察,干扰与反干扰,宽频段。

无线电设备

结构:数字信号↔模拟信号(中频+射频)↔无线电信号。无线电设备在军民领域逐渐普及 军用:雷达、军用通信设备、军用无线电侦察和电子干扰等设备。民用:基站、移动通信终端、汽车毫米波雷达、物联网.

2、机械式天线

机械式天线→平面阵天线→无源相控阵→有源相控阵(主流)→数字相控阵,机械式天线:机械结构带动定向天线转动,实现机械扫描 ,全向天线, 定向天线, 抛物面碟形天线 八木天线。

平面阵天线

辐射单元组成的阵列天线 ,通过波的干涉和波束赋形原理合成主波束 , 灵敏度强、分辨率高、设计自由度高 , 缝隙天线 , 在金属板、波导管、同轴线或谐振腔上开缝隙,电磁波通过缝隙向外空间辐射 , 相位不可调整。

相控阵

射频前端组成的阵列天线,改变相位,实现电扫描 , 相控阵相比机械式具有反应速度快、分辨率高、目标更新速率快等优点 ,微带贴片天线 , TR组件是相控阵的核心,其构成是不同相控阵的核心区别 , T/R组件价值占比超50%,核心功能全部由T/R芯片实现,价值占T/R组件的80%。

无源相控阵

无源相控阵 , 射频前端中只包含射频控制部分Acos(Bx+C),C可变 只能改变相位,即主波束方向 , 目前正逐步被淘汰。有源相控阵TR组件中包含射频控制和射频放大部分 Acos(Bx+C),A和C可变 改变相位和功率,即主波束方向和形状;灵敏度更高,可靠性更强 ,目前应用的主流

数字相控阵

数字相控阵,TR组件中包含射频放大、数模转换和数字升降频部分Acos(Bx+C),A、B和C均可变 ,改变相位、功率、频率,即主波束方向和形状,同时系统多功能,下一代产品。

3、变频连接前端和数模转换

上下变频是无线电设备不可或缺的部分,信号处理在低频的基带频段,天线工作在高频的射频频段,中间需要变频衔接,变频器件位于数模转换和天线中间或者数模转换和TR组件之间(若为相控阵)上变频属于发射通道,下变频属于接收通道,下变频需要处理杂波,难度更大。

下变频过程

下变频通过两次混频将射频信号降至基带信号  通过将接收到的射频信号与本振信号 > 混频,得到中频信号IF = − , 再与本振信号混频,得到基带信号 = − IF, 混频过程实质求是两个频率差的绝对值,为了防止干扰,需要把 + IF的信号滤掉,为了防止本振源对中频的干扰,需要本振信号频率原理中频,所以 > 即超外差。

超宽带下变频

超宽带下变频技术难度大,超宽带下变频不知道射频信号频率,需要进行预选,即先将输入的宽带信号分频,然后 将低频信号上变频,最后再接入超外差接收机进行下变频 ,技术难点:预选器 ,主要应用于电子对抗领域。

4、ADC/DAC原理

数模转换器,实现数字信号和模拟信号之间的相互转化,电子设备中不可或缺ADC:在连续变化的电压(一般是正弦),按特定周期采样,然后查表输出一串01信号DAC:用一串01信号控制开关阵列通断,形成不同电压,平滑后形成连续变化的电压 ,核心指标,转换精度(分辨率,位数)、转换速率(每秒采样次数,SPS),功耗,面积。

ADC/DAC分类

ADC不同转换速率和精度,使用的技术路线不一致,高速(10位以下)、高精度(16位以上)、高速高精度(12/14位)制造商错位竞争,射频领域主要使用高速高精度ADC ,DAC 按加权网络实现方法分类,基本DAC包括电流、电压、电荷型。

5、发展趋势:设备&分机级

信息化仍是“十四五”国防建设重点,相关装备加速列装驱动无线电设备需求上升,相控阵:砖式→瓦片式→表贴式。

发展趋势:组件级

TR组件集成化程度不断提升,单功能芯片构成的TR板卡,套片构成的TR板卡SiP型TR ,异质异构TR 窄频段下变频和数模转换逐步融合。

发展趋势:器件&芯片级

芯片逐步取代器件,由分立的单功能芯片向多功能套片发展TR高性能领域化合物半导体应用增加,低成本领域先进制程硅基性价比高。ADC/DAC 转换速率不断提高 ,工作频率由基带向中频、射频上升。

编辑:荣耀2020
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