卫星互联网核心芯片射频收发芯片及ADCDAC概况.docx

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1、卫星互联网核心芯片射频收发芯片及ADCDAC概况1、射频收发芯片及高精度ADC/DAC重要性低轨商业卫星的发展是未来6G网络建设中至关重要的一步，随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，低轨商业卫星将与地面通信网络紧密地融合，形成空天地一体化的网络体系，这是我国占据空间信息网络发展制高点、实现网络强国战略目标的重要举措。因此涉及到低轨商业卫星应用的核心芯片，避免卡脖子必然成为发展卫星互联网发展的重中之重。射频收发芯片就是这样一款重要的产品。2、射频收发芯片及高精度ADC/DAC概况射频收发芯片及高速高精度AI)C/DAC主要功能为发射通道和接收通道的射频模拟信号处理。发射通道将来自基带芯片的数

2、字基带信号通过数模转换、滤波、混频、增益放大转换为模拟射频信号后，发送给功放芯片进行放大输出：接收通道将来自低噪放芯片的射频信号通过增益放大、混频、滤波、模数转换为数字信号后，发送给基带芯片进行信号处理。射频收发芯片包含专用窄带射频收发芯片和软件定义的宽带高性能射频收发芯片，可实现射频信号的频谱搬移、信号调理、可选频带滤波和数模转换等功能；ADC/DAC是一种数据转换器，包括数模转换器及模数转换器，用于模拟信号及数字信号间的转换。接收射频前端芯片电源管理芯片射频收发芯片基带处理芯片3、应用领域随着电子技术的迅猛发展以及大规模集成电路的广泛应用，射频收发芯片和数据转换器得到了广泛的应用。根据_囱

3、地段幽数据显示e2020年全球射频收发和数据转换器市场规模约为34亿美元,1u2019年相比保持稳定水平。其中，高速数据转换器被广泛应用于雷达、通信、电子对抗、测控、医疗、仪器仪表、高性能控制器以及数字通信系统等领域。超高速射频收发芯片和数据转换芯片是软件无线电、电子战、雷达等需要高宽带和高采样率应用的核心器件，在国防、航天等领域，数据转换器直接决定了宙达系统的精度和距离。在民用领域，高速高精度ADC/DAC芯片也可以满足4G、5G的高带宽性能需求。因此，高性能射频收发芯片和数据转换器在现在信息化高科技产品中有着黛要的作用，随着信息化产业在各行各业的渗透，其应用领域也得到不新的拓展.D雷达领域

4、雷达技术源于20世纪20至30年代，利用电磁波对H标进行测向和定位，发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，经过处理来获取目标的距离、方位和高度等信息。雷达具有发现目标远、测定目标坐标速度快、能全天时、全天候使用等特点，可用于探测飞机、卫星、舰艇以及山川、地形等多种目标，因此在警戒、侦察、敌我识别等方面获得了广泛应用。以雷达信号处理形式分类可分为模拟相控阵雷达和数字相控阵雷达系统，传统的模拟相控阵雷达采用移相器和功率合成网络进行射频雷达信号合成处理，跳乏多波束工作能力：而新型的数字相控阵雷达则在数字域进行相位合成，可实现大量波束同时处理与分发的能力。数字阵列雷达是根据波束形成机理、接收和发射波束

5、均以数字方式形成的全数字化阵列天线雷达，区别于传统的模拟相控阵雷达，其核心是为每个相控阵通道单元或模块配备等量的射频直采Af)C)AC,以实现海量多波束空间合成，具有波束的快速扫描、空间定向与空域滤波、空间功率合成能力等优点。目前外军最先进的机载、舰载、车载平台均已配备全数字相控阵雷达系统，可实现多目标实施探测和跟踪，甚至可根据任务规划实现多目标多点侦查、干扰、探测、通信一体化实现。如装备美军最新全电驱逐舰的SPY-6全功能数字相控阵雷达、装备F-35战机的NGP-81全功能数字相控阵雷达、装备萨德陆基反导系统的NTPY-2中频数字相控阵雷达等装备就具备上述“侦十探通”一体化工作能力。观,数字

6、相控阵达多目标多点侦干操通一体化工作示意图车栽中频数字相控阵达多目标多点探测限踪一体化工作示意图在上述数字相控阵雷达中，其核心的数字化需要大二的高性能ADCZDAC工作于单元级或模块级射频组件后，用于将属达收发变频后的模拟中频信号转换为数字信号以实现高精度的数字域波束合成和处理解算,可根据雷达瞬时带宽的需求选择ADC/DAC的带宽和采样率。通常雷达的瞬时带宽可高达数GHz,且所需处理信号的动态范围高达60dB以上，因此对MC/DAC的带宽和位数均提出了非常高的要求。此类高性能AM/DAC受限于瓦森纳协议管控，其国内市场需求强烈但长期得不到很好的满足。在数字相控阵雷达领域，公司所开发的高性能AD

7、C/DAC芯片产品具备高达3GSPS(ADC)、12GSPS(DAC)采样率和14位分辨率，为数字相控阵雷达系统核心性能指标如探测距离、速度分辨力等提供带宽和动态性能支撑，同时公司高速高精度ADC/DAC采用的芯片架构还具备多通道采样同步、数字上下变频、数字捷变跳频、超高速SerdeS接口等功能，极大方便了数字相控阵雷达通道间同步、波形生成、频率捷变、数据乔吐等功能。2)卫星互联网卫星互联网是继有线互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革命，依托低轨卫星星座项目，直接影响国家安全战略，建设意义重大。卫星通信是卫星互联网建设的基础，将主导下一代通信技术。低轨通信卫星覆盖广、容量大、延时低，与高

8、轨通信优势互补。卫星互联网促进多产业发展、战略意义重大。目前，低轨卫星轨道资源有限，国际卫星发射加速将促进中国加快进行卫星互联网建设。卫星互联网产业可以分为组网、应用两个阶段。组网市场包括:卫星制造、发射、联网、维护等相关业务，是卫星互联网重要的前端市场，也将在未来若干年硬件快速投入的情形下率先迎来快速成长阶段。依据美国卫星工业协会（SIA）的数据显示，2018年全球卫星产业总收入为2,774亿美元，其中卫星制造为195亿美元，增速已升至28卫星互联网应用包括广播电视卫星传输、位置信息服务以及遥感服务，其中卫星广播电视服务占据规模最大且保持稳定的增长态势。此外，北斗卫星系统的部署提高了定位精准

9、度和定位质量，促进卫星导航和遥感应用行业的蓬勃发展。低筑互联网卫星需大量采用宽带高通量通信技术的解决方案，以提升服务带宽并降低重量功耗，现实一箭多星发射的目标。其对地宽带互联网通信方案往往以中频数字相控阵方案进行同时多点多波束的聚焦式跟踪服务，以实现最大限度地利用卫星有限的太阳能量获得尽可能多的并发用户服务能力。考虑到卫星的轻量化部署，需要全集成的信号处理方案，通过为每个中频数字相控阵通道或模块串联大带宽的全集成射频收发芯片，可实现灵活多波束的指向跟踪宽带通信服务能力。低轨卫星互联网工作示意图3)无线通信系统无线通信系统可根据用户应用需求，进行定制化的研制与网络拓扑设计，最终实现所需的无线通信

10、功能，按网络拓扑结构可分为有基站集中式无线通信网络与无基站的点对多点通信网络，按应用特性可分为通信终端、电台、数据链等系统类型。随着通信技术的发展和信息化数字化作战的演进，为r实现综合战力和通信保障能力的提升，需将不同的无线通信系统和制式进行融合，在单个通信设备中实现多模、多频的无线电收发传输处理能力。如美军联合通信战术终端(JTRS)就在单个终端中实现了自组网、战术互联网、数据链、卫星通信等功能，并可进行模块化扩展，以兼容更多的通信体制与互联需求。美军联合通信战术终工作示意图这些无线通信系统均需对射频信号进行变频、信号调理、模数转换和信号处理，而传统的无线通信系统仅针对单个频点和制式进行研制，无法应对多模多频且面向未来可扩展的无线通信需求。为解决该问题，最新的多模多频无线通信系统均采用了软件无线电架构进行设计，其特点为单个通信链路可支持多个频点、多种带宽、多调制模式、多线性度和抗干扰能力的性能要求，所有射频信道链路甚至信号处理单元均可通过软件灵活配置，其核心为软件定义可重构的射频收发芯片和信号处理芯片O