“纸质天线”助力解放军军舰 大规模5G升级

《南华早报》引述研究报导，国内团队研发的纸质天线，有望成为低成本、可扩展的「最后一哩」通讯解决方案。 据报，我国研究人员开发了一种由相纸制成的柔性5G毫米波天线，据称可将材料成本降低95%以上，从而有望消除大规模海军5G部署的关键障碍。

辽宁工程技术大学由杨文冬领导的研究团队，在同行评审期刊《中国舰船研究》上，发表了一项研究文章，介绍一种专为舰载5G通讯设计的纸质柔性多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output）天线。 该团队表示，这项创新可以实现适用于船舶复杂环境的毫米波通信天线。

该设计以厚度小于0.3毫米的商用光面相纸，结合丝网印刷的导电铜浆，取代了高端电子产品中，昂贵且刚性的传统基板。

论文作者指出，与传统微波基板相比，设计可将材料成本降低95%以上，同时提供可生物降解，且适合大规模部署的产品。 这种纸基天线被定位为一种低成本、可扩展的「最后一哩」通讯解决方案。

这项技术的发展，正值世界各国海军探索将5G技术，融入海上作战之际。 美国海军一直专注于，以低地球轨道卫星连接为中心的高端解决方案，例如「海上与岸上水手边缘」（SEA2）项目，每次部署的合约金额高达数千万美元。

举例，美国海军已授予博思艾伦咨询公司，一份价值9900万美元的合同，为其军事海运司令部的约140艘舰艇部署无线网络，而单个终端的研发合约金额，也高达629万美元。

相比之下，中国联通于2023年，为某军种承接的一个国内项目，以5.7万元人民币（约合8360美元，不含税）的价格，为3艘舰艇实现了5G室内覆盖，平均每艘舰艇约1.9万元人民币。 尽管这2个项目在技术范围和基础设施要求方面，存在显著差异。

虽然成本低廉，但作者表示此天线性能稳定。 文中提及，「通过采用低成本相纸基板的设计，在性能和成本之间实现了良好的平衡。」此设计利用薄空气间隙，来抵消金属船体造成的讯号干扰，从而稳定辐射方向图。 论文指出，该天线采用保护涂层，能够承受潮湿、盐雾和反复弯曲，并透过四端口MIMO配置支持双5G频段（28GHz和38GHz），实现高吞吐量。

根据论文所述，十字形解耦结构（Decoupling Structure）最大限度地，减少了紧密排列的天线之间的干扰，实现优于-32 dB（约千分之0.6）的隔离度。 实验室测试表明，其辐射效率超过80%，峰值增益分别为4.3 dBi和3.8 dBi（dBi是衡量天线讯号聚焦能力的单位）。

或许最值得注意的是，这天线的尺寸仅为25毫米×43毫米。 与那些难以适应曲面船体表面，以及隐蔽性要求的刚性且昂贵的替代方案不同，这种天线可以像贴纸一样，贴在舱壁或管道上。

除了船舰平台外，这种纸基天线还有望应用于无人驾驶飞机、便携式通信终端、智能仓库和物联网节点等领域。 大陆团队写道，「该天线的实验验证，主要在实验室环境下进行。」「其在复杂实际场景中的长期可靠性和环境适应性，仍需进一步研究。」