成果简介

超常媒质电控扫描天线技术是传统相控阵天线的低 成本替代技术。它具有传统相控阵天线低剖面、波束快 速扫描等优点，同时成本又比相控阵大大降低，另外该 天线重量更轻，可靠性更高。该天线技术是一项通用技 术，可以为雷达、通信等系统提供全新的解决方案，提 高系统性能，增加系统可靠性。该天线技术是美国最新 的天馈技术，也是超常媒质首次公开进入工程应用领域。 美国 Kymeta 公司已经设计出可以应用于卫星通信便携 站的超常媒质电扫天线产品，但其技术细节保密，并且 对国内严格禁运。国内还没有进行类似技术研究的企业 或研究所。本项目的创新性在于，通过在超常媒质中引 入基于电控介质，使超常媒质具备电调谐特性，继而将 电调谐超常媒质加载于天线中，使天线不依赖 T/R 组 件就能够实现辐射方向的电动扫描，从而实现电控扫描 天线的小型化、轻型化，低成本化。关键技术则包含超 常媒质的等效参数提取、超常媒质的实验测试平台、电 调谐超常媒质的设计优化方法、电调谐超常媒质波导设 计以及液晶超常媒质电控扫描天线研制五项内容。本项 目的预期研究成果可以广泛应用于雷达、卫星通信系统， 例如相控阵雷达导引头、无人机海洋监视雷达、星载中 继用户终端、机载 / 弹载数据链等。

成果成熟度

孵化或试生产阶段

行业及市场

目前，国防和民用领域广泛使用的电控扫描天线包 含有源相控阵天线和无源相控阵天线两类，其生产主要 集中在中电集团、航天科技集团等具有国防背景的企业。 基于超常媒质的无 T/R 组件电控扫描天线，只有美国 KYMETA 公司于 2013 年 6 月公布的全球第一款此类 商用化产品，国内该领域尚无公开产品。与有源相控阵天线和无源相控阵天线相比，基于超常媒质的无 T/R 组件电控扫描天线具有很强的竞争优势。首先，本项目产品由于技术的变革具有极为低廉的 制造成本，其造价只有相控天线阵产品的百分之一，而 且具有更高的工作效率。第二，本产品具有体积和重量 比传统无源相控阵小很多的优势。第三，本产品具备定 频扫描能力，从而具有广泛的民用前景。在国内，本项目技术尚无竞争对手；在国外，虽然 Kymeta 公司已经完成了产品的工程样机，但是由于该 产品的核心技术可用于高端军事装备，因此 Kymeta 公 司对国内禁运该产品。未来本产品市场分为军用和民用两方面。军用市场 包括动中通系统、单兵便携卫星通信系统、雷达导引系 统等；民用市场包括渔政指挥与通话，防汛、抗震救灾 等应急通信和移动第五代（5G）移动通信系统等。5G 移动通信系统要求 10Gbps 数据传输速率，只有电控扫 描天线系统才能为其提供足够的信噪比并保证低功耗。 现有电扫天线技术过于昂贵，民众无法接受。相比之下， 本产品具有价格低廉的巨大优势。项目产品首先为军工单位提供产品配套。军用市场 销量稳定之后，开拓民用市场，主要为海事、渔政提供 相应产品。

收入预测

本项目预计 2015 年底完成产品中试，2016 年开 始建设生产线，当年生产销售 70 台，销售额 2000 万元， 利润 500 万元。2017 年扩大生产规模，预计生产销售 150 台，销售额达到 4500 万元，利润 1100 万元。

融资说明

本项目总投资 2100 万元，其中自筹 600 万元，融资 1500 万元，最高可出让 40% 的股权。资金用于中试 600 万元，厂房租金 50 万元，设备购置费用 800万元，销售费用 100 万元，流动资金 200 万元，人员工资 200 万元，不可预见费用 150 万元。

项目团队主要成员简介

本项目团队目前共有 15 人，均为技术人员：其中6 人具有博士学位， 6 人具有硕士学位，3 人具有学士 学位，均为电磁场与微波技术研究方向；3 人为哈尔滨 工业大学教授、博士生导师，2 人为哈尔滨工业大学讲师、硕士生导师，1 人为哈尔滨工业大学博士后。

项目负责人：孟繁义，毕业于哈尔滨工业大学，获 博士学位。现任哈尔滨工业大学电子与信息工程学院教 授、博士生导师，同时兼职担任黑龙江省应用技术研究 与开发项目评审专家、国家自然科学基金项目评审专家、 教育部留学回国基金评审专家。2013 年度哈尔滨工业 大学青年拔尖人才计划入选者，2014 年度 CST 全球高 校优秀论文奖获得者（全球共四篇论文入选）。多年来 一直从事基于超常媒质的新型射频器件与天线的科学研 究和教学工作。先后承担完成各类基础理论研究和应用 技术研究项目 20 余项，发表 SCI 论文 60 余篇，论文 被引用超过 400 次。出版了国内第一部超常媒质学术专著 1 部。

技术负责人：吴群，哈尔滨工业大学电子与信息工 程学院微波工程系教授，微电子学与固体电子学学科和 通信与信息系统学科跨双学科博士生导师，中国电子学 会高级会员，微波学会委员，军事微波专业委员会副主 任，微波能应用专业委员会副主任，电磁兼容专业委员 会委员。近年来一直从事小型化 RF MEMS 相控阵天线 及可重构天线、复杂环境电磁效应、电调人工电磁媒质 等课题。获得省部级科技奖 3 项，二等奖 4 项，发表学术论文 100 余篇。已经培养博士研究生 10 人，硕士研究生 20 多人。

成果完成单位

哈尔滨工业大学