全息数字相控阵给卫星通信装上“超级天线”

来源：科技日报

科技日报记者 张 晔 通讯员 潘博洋

近日，南京信息工程大学与南京中网卫星通信股份有限公司联合发布玻璃基全息数字相控阵重磅成果。一块薄如贴膜、可弯曲的特种玻璃，无需机械转动，即可毫秒级对准卫星，实现全域高速通信。

“这不是普通玻璃，是卫星通信的‘超级天线’。”南京信息工程大学电子与信息工程学院院长张治中拿起样机介绍，“我们把天线‘印’在玻璃基板上，通过全息数字控制技术实现波束自动对准卫星，不需要任何机械转动，就像液晶屏幕控制每个像素一样。”

这项“从0到1”的突破，打破国外技术垄断，让我国卫星通信地面终端迈入低成本、高性能、可规模化量产新阶段，为低空经济、应急救援、天地一体化网络建设装上“中国芯”。

这场技术突围的背后，是南京信息工程大学与南京中网卫星通信股份有限公司的深度合作。在合作攻关中，高校负责算法、设计与仿真，企业聚焦需求、工程与供应链，走出了一条“基础研究—技术攻关—产品开发—市场应用”的全链条转化之路。

研发初期，团队遭遇两大“拦路虎”：国外禁运特种材料、无成熟数学模型可依。

“很多关键材料买不到，电磁仿真软件算不准，波束控制算法没有现成路径。”张治中坦言，项目曾一度陷入停滞。为此，企业联动国内面板厂定制开发材料，跑遍苏州、上海攻克芯片黏合工艺。

2025年11月的一个寒夜，联合团队在企业实验室反复调试，当旋转天线灵敏度、极化指标瞬间达标时，所有人激动不已。

“之前一直怀疑波束控制算法错了，最后发现是一个微小的硬件问题。解决问题的那一刻，我们知道，成了！”南京信息工程大学博士生刘涛回忆。

南京中网卫星通信股份有限公司副总经理李玮说：“我们懂产业需求、懂工程落地，高校懂前沿算法、懂原理突破，多年的信任打底，让实验室样机快速变成可量产产品。”

如今，成果已完成原理验证，进入工程化与小批量试产，从材料、设计到流片、封装，全链条自主可控，拥有完全自主知识产权。

这块“玻璃天线”带来的，是一场通信形态革命。

传统卫星通信地面接收设备通常是一口抛物面天线（俗称“锅”），需要通过机械转动来对准卫星。它不仅体积大、成本高、容易出故障，而且难以在普通消费场景普及。

此次发布的玻璃基全息数字相控阵，可弯曲、耐高温、抗振动，能贴在汽车玻璃、飞机舷窗、无人机机身、单兵装备上，实现无死角卫星宽带通信。毫秒级波束切换，让它可同时跟踪多颗低轨卫星，完美适配车载、船载、机载“动中通”场景。

“有源相控阵的一些核心部件依赖国外，而玻璃基全息技术可利用国内成熟的面板工艺。”李玮说，全球70%的面板产能在中国，企业正好可以利用这些产线做非显示类产品。

“过去一台终端动辄数万元，未来有望降至千元级，让卫星通信真正走进寻常百姓家。”李玮给记者算了一笔账，玻璃基全息数字相控阵成本只有传统相控阵的1/10，功耗更低，可靠性接近家用显示器。

在海洋场景，机械天线故障一次维修成本高昂，而玻璃基天线全固态、免维护，大幅提升安全性；在低空领域，无人机可轻松搭载该技术，实现全域联网……目前，该技术已经在应急救援、远洋渔业、偏远地区通信、低空经济四大场景率先落地。