摘要：传统相控阵天线通常需要为每个天线单元配备独立的射频通道和移相器，导致系统复杂、成本高昂。本次推荐的论文提出了一种创新方法，通过一种特殊的“多模态单边带调制模块”，仅用单个射频通道就能实现多通道自适应波束形成的功能。

传统相控阵天线通常需要为每个天线单元配备独立的射频通道和移相器，导致系统复杂、成本高昂。本次推荐的论文提出了一种创新方法，通过一种特殊的“多模态单边带调制模块”，仅用单个射频通道就能实现多通道自适应波束形成的功能。

该技术的核心在于巧妙的时间调制控制。通过精确控制每个天线单元上开关状态的时序，实现对信号幅度和相位的等效调控，从而在空间中对波束进行精准“塑形”——既能将能量集中对准目标方向，又能在干扰来向形成深度“零陷”，显著提升通信质量和抗干扰能力。

实验结果表明，该系统在5GHz频段实现了高精度波束控制，主波束指向误差小于1°，零陷深度误差不超过3.5°，性能媲美传统多通道系统，却大幅降低了复杂度和成本。这项技术为舰载电子系统的小型化、低功耗设计提供了新的技术路径，在雷达、通信和电子对抗领域具有广阔的应用前景。

杨涛, 赵晓楠, 刘振吉, 樊婷婷, 杨柳, 夏雨, 陈靖峰

中国舰船研究, 2025, 20(4)：25-31

一、研究目的

提出一种“单射频通道”即可实现自适应波束形成的新架构，大幅降低阵列规模与成本，同时保持高精度指向与抗干扰能力。

二、核心创新

三态调制单元：在传统 0°/180° 两态之外，新增 50 Ω 吸收态，可等效同时完成幅度＋相位加权。

多模态单边带时间调制（SSB-TM）：用纳秒级开关时序把“占空比”映射为幅度，“导通时刻”映射为相位，只需一条合路通道即可在 +1 次谐波上形成任意波束与零陷。

算法映射：将经典 LCMV 自适应权矢量一次性换算成各单元开关时刻表，实现“谐波域”自适应。

三、硬件实现

4.7–5.3 GHz 演示板：SP3T PIN 开关＋威尔金森功分器＋180° 微带移相器；多层 PCB 集成，尺寸 42 mm×28 mm。

实测：插入损耗 2.5–3.5 dB，回波损耗 ≤ –13 dB，相位误差 ≤ ±3°，隔离度 ≥ –30 dB，满足阵列级联要求。

四、实验结果

8 单元线阵，5 GHz 载波，1 MHz 调制频率。

主波束扫描误差

单通道系统即可同时完成指向、干扰抑制与谐波复用，复杂度与成本仅为传统多通道方案的 1/N。

五、结论与展望

该方案用“时间换空间”，把昂贵多通道射频链路浓缩成一块可编程调制板，为舰载、机载及小型平台提供高集成、低功耗、低成本的波束形成新途径，并可扩展至更高频段与二维阵列。

图1 基于多模态单边带谐波自适应波束

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来源：中国舰船研究