上海凌茂电子科技有限公司

一、数字相控阵天线子系统

（一）精密阵列架构与多场景适配能力 

 64 阵元全数字可控阵列构建高密度信号辐射单元，每个阵元支持独立幅相控制，可通过波束赋形算法实时调整空间辐射方向图。针对定向通信场景，支持水平 / 垂直线极化动态切换，适配城市高楼环境下的多径衰落场景 —— 当垂直极化信号受墙体反射干扰时，系统可自动切换为水平极化模式，提升信号穿透能力；在测距测向场景中，通过双极化通道联合处理，实现目标极化散射特性分析，精准识别金属 / 非金属目标。

（二）抗干扰设计与高效信号传输

 FDD 频分双工模式实现收发通道完全隔离，发射端在 4GHz 中心频点以 200MHz 带宽传输信号时，接收端可同步在相邻频段接收回波，彻底规避同频自干扰。配合驻波比≤1.5 的低反射设计，信号在天线与馈线间的传输损耗降低 60% 以上，实测 1 公里距离内信号衰减较传统天线减少 3dB，保障远距离通信可靠性。

（三）智能波束管理与多目标处理

内置扇形 / 笔形 / 赋形 3 种基础波束码本，支持动态组合生成 12 种衍生波束形态：
• 扇形波束（水平 120°/ 垂直 60° 覆盖）：适用于高速公路场景，快速扫描车道内多辆汽车的 C-V2X 信号；
• 笔形波束（3dB 波宽≤5°）：精准锁定无人机等高速移动目标，实现 ±1° 角度切换精度的跟踪对准；
• 赋形波束（旁瓣抑制≥20dB）：通过幅度加权算法压制干扰方向信号，在密集频谱环境中提升目标信噪比 5dB 以上。4 发 4 收并行波束引擎可同时处理 4 个独立目标，支持目标 ID 标签动态分配，满足多车协同通信时的空分复用需求。

二、智能波束控制系统

（一）全维度可视化控制界面

 独立 GUI 操作平台集成三维波束指向调节模块，支持鼠标拖拽或坐标输入两种方式设定方位角（0°-360°）与俯仰角（-90°-90°），实时显示波束三维辐射方向图。通过孪生仿真系统，可在发射前预演不同波束参数下的信号覆盖效果 —— 例如输入城市建筑群 GIS 数据，系统自动生成理论覆盖热力图，与实测数据的偏差实时标注，辅助优化波束指向策略。

（二）多模态信号分析与实时校准

 三域同步监测功能同步呈现信号星座图、频谱图、时域波形：
• 星座图分析：实时计算 QPSK/OFDM 等调制信号的误码率（BER），当发现星座点扩散时自动触发通道校准；
• 频谱图监测：在 100MHz 瞬时带宽内捕捉 ±50kHz 的频率偏移，支持杂散信号自动标记与滤除；
• 时域波形诊断：识别脉冲信号的上升沿抖动（≤1ns）与幅度波动（≤0.5dB），保障自动驾驶场景下的低时延通信质量。IQ 数据驱动校准引擎具备三级校准机制：

1. 静态校准：开机时自动完成 16 组 T/R 组件的幅度相位一致性标定，误差控制在 ±1dB/±3° 以内；
2. 动态校准：每 10ms 监测通道温度漂移，通过温补算法补偿相位误差（＜10° 动态范围）；
3. 自适应校准：根据实测方向图旁瓣抬升程度，自动调整阵元加权系数，将旁瓣电平压制至 - 15dB 以下。

（三）灵活波形生成与低延迟控制

可编程波形发生器支持 12 种调制模式，内置信号模板库包含：
• 雷达探测：LFM 线性调频信号（带宽 100MHz，时宽 1μs），距离分辨率可达 1.5 米；
• 蜂窝通信：OFDM 信号（子载波间隔 31.25kHz），支持 3GPP Rel-16 协议的车联网专用子帧；
• 自定义模式：通过 GUI 导入任意时域波形文件，支持 125MHz 采样率下的实时生成与发射。PCIe 3.0 x16 高速总线实现指令与数据的低延迟传输：波束切换指令从下发到生效仅需 8 微秒，优于行业平均水平 30%；1GB 雷达回波数据回传耗时≤1.2ms，满足自动驾驶实时决策的超低时延要求。

三、数据融合与通感子系统

（一）异构计算架构与全频段覆盖

RFSoC 芯片核心平台集成 16 路收发通道，单通道支持 200MHz 实时带宽（可扩展至 2GHz 突发模式），覆盖 10MHz-6GHz 全频段：
• 低频段（10MHz-1GHz）：支持 AM 广播监测、船舶通信（VHF）等长距通信场景；
• C 波段（4GHz±100MHz）：聚焦车联网专用频段，优化 5G NR-U 信号处理效率；
• 扩展频段（可选）：通过外接变频模块支持毫米波频段（24GHz-40GHz），预留未来技术升级接口。14 位高精度 ADC/DAC配合 2.9GSPS/9.8GSPS 超高速采样率，可捕捉 - 120dBm 的微弱信号（如胎压监测传感器信号），同时不失真处理 + 10dBm 的强干扰信号，动态范围达 130dB。

（二）高速数据链路与开放开发环境

双 100G QSFP28 光纤接口支持 16 路 200MHz 带宽 IQ 数据的实时汇聚与分发，单链路峰值速率达 12.5GB/s，满足 100 辆以上车辆的并发信号处理需求。配套光纤前传卡提供灵活硬件适配：
• FPGA 二次开发：板载 1000K 逻辑资源支持用户自定义数字下变频（DDC）、信道编码等算法，提供 Verilog/VHDL 参考代码框架；
• 时钟同步网络：支持 IEEE 1588v2 精密时钟协议，实现远端 5G 基站与车载终端的纳秒级时间同步，保障 V2X 消息的时序一致性。软件生态体系包含：
• Matlab PHY 层工具包：内置 802.11a/b/g/n/ac 协议栈，支持一键生成调制解调代码，缩短算法验证周期 50% 以上；
• x86 平台记录回放软件：支持 1024 通道同步采集，存储速率达 4GB/s，可复现复杂场景下的信号交互过程（如隧道内多车密集通信）；
• C 语言 API 库：开放底层硬件控制接口，支持与 Python/Matlab 等上层应用无缝对接，兼容主流仿真软件（如 SystemVue、ADS）。

（三）通感一体化加速引擎

32 核 64 线程 CPU+4200 个 DSP 单元构建异构计算集群，针对通感融合算法深度优化：
• 目标检测：基于 OFDM 信号的到达角（AoA）估计算法，在 100 米范围内测向精度达 ±5°，支持 20 个目标同时跟踪；
• 通信感知：利用波束赋形数据反推目标位置，构建 “通信即感知” 的轻量化车路协同模型，降低额外传感器部署成本；
• 海量数据处理：64GB DDR5 内存支持 8192 点 FFT 实时运算，32TB 高速流盘空间可存储 48 小时连续采集的全频段信号数据，满足长期频谱监测需求。

四、系统协同优势与科研价值

三大子系统通过统一时间戳同步机制（精度≤10ns）与分布式时钟管理实现全链路协同：
1. 信号发射阶段：数字相控阵天线根据智能波束系统的指令生成特定极化与指向的波束，同时通感子系统启动波形预失真补偿；
2. 信号接收阶段：16 路接收通道实时采集 IQ 数据，经前传卡预处理后传输至通感引擎，同步触发波束系统的孪生仿真对比；
3. 闭环优化阶段：根据实测信号质量（BER/SNR），自动调整天线阵元幅相参数与波束控制策略，形成 “发射 - 接收 - 优化” 的智能闭环。

 本平台不仅提供高精度硬件测试环境，更构建了从算法验证到系统集成的全流程研发平台：支持 5G-V2X 协议栈开发、车路协同算法测试、通感一体化原型验证等前沿科研方向，适配高校实验室、企业研发中心、政府检测机构等多类用户场景，助力车联网产业突破关键技术瓶颈，加速智能交通落地进程。