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【虹科乾貨】從「電纜」到「滿天星」:Skydel Anechoic 啟動 GNSS 真實物理場測試新範式

在傳統的全球導航衛星系統(GNSS)接收機測試中,研發與測試工程師習慣於將模擬器與接收機通過高頻射頻電纜(RF Cable)進行「閉門式」的傳導性(Conductive)連接。這種傳統的傳導測試方法在驗證接收機靈敏度、搜星速度(衛星捕獲速度)以及基本定位演算法(Algorithms)等性能指標方面表現卓越,也是目前全球導航定位行業中應用最為通用、最主流的標準測試手法之一。

然而,當面對需要通過空間濾波(Spatial Filtering)剔除外界干擾源的受控接收方向圖天線(CRPA)陣列,或者是極易受到飛行器機體表面反射、天線罩物理畸變(Physical Distortion)等實際安裝環境影響的工況時,常規的電纜直連方案已顯得捉襟見肘,根本無法還原真實、複雜的空間物理場環境。如何在受控的實驗室內利用微波暗室輻射(Anechoic)技術——即業界俗稱的「滿天星」多天線輻射測試,精準重構衛星訊號與干擾源之間的三維空間幾何與相位關係,並實時閉環驗證天線單元之間的物理互耦與相位特性,已成為當前高精度導航測試領域的新型核心課題。特別是隨着香港及東南亞地區近年來強勢崛起的低空經濟(如無人駕駛飛機 UAV、電動垂直起降飛行器 eVTOL)產業,業界對此類極限環境下的物理場仿真模擬技術投射了極大關注。

虹科(Hongke)在提供標準的 GNSS 模擬器方案之外,也與全球頂尖合作夥伴深度協同,推出了一套全新的用於 GNSS 真實物理場與精密相位角仿真的高精度測試系統 ── Skydel Anechoic 仿真系統The

什麼是 Anechoic 空間輻射模擬系統?

Skydel Anechoic 是一套專門在室內受控環境(Controlled Environment)下「完美複刻三維天空」的先進 GNSS 射頻空間仿真系統。它徹底打破了傳統電纜連接的物理局限性,通過在專業微波暗室內科學布設發射天線陣列(Tx Array),將高仿真度的模擬衛星訊號以無線空間輻射(Over-the-Air, OTA)的方式,真實地投射並傳輸給受試設備(DUT)。

該系統不僅能在物理層面上精準呈現每顆導航衛星與複雜干擾源的精確入射角度(到達角, Angle of Arrival, AoA),更強迫仿真訊號必須真實穿透防護天線罩或繞過複雜的飛行器機體結構。這種先進的「波前重建技術」(Wavefront Reconstruction Technology),使得 CRPA 陣列的空間濾波抗干擾能力,以及機身物理遮擋所帶來的信號相位畸變,能夠像在真實萬里空域中一樣,在實驗室內被精確捕獲與驗證。

Anechoic 核心應用場景

  • CRPA 抗干擾極限測試:測試高價值無人機(UAV)或特殊應用車輛的受控接收方向圖天線(CRPA)。深度驗證其在受到來自不同方位、不同頻率的干擾源時,能否通過波束成形技術(Beamforming)在物理上精準「屏蔽」干擾入射角。

  • 天線罩與機體結構遮擋測試:測試安裝在飛機機身、無人機蒙皮或高規格天線罩內部的 GNSS 天線,驗證物理結構、材料折射對信號相位和增益產生的動態畸變影響。

  • 高精度 OTA(空間輻射測試):全面驗證智慧手機、智能穿戴設備、高精度測量型天線或無人機的相位中心穩定性(包括相位中心偏差 PCO 與相位中心變化 PCV),這些微米級物理參數在傳統的電纜測試中是根本無法體現與測量的。

  • 偽信號與欺騙信號對抗防護:在模擬的複雜電子戰/信號對抗環境中,測試接收機通過識別空間信號到達角(AoA)來精準判別、過濾偽造欺騙信號(Spoofing Signals)的能力。

全新 Anechoic 方案構成 ── 軟硬一體化設計

complete Skydel Anechoic 系統 由以下「軟硬結合、優勢互補」的精密組件無縫集成:

  • 軟體引擎 Skydel:負責實時、超高併發地計算並輸出多導航星座衛星軌跡、複雜干擾源數學模型以及載體的高動態軌跡姿態;

  • 最新一代 GNSS 模擬器 GSG 產品套件:基於領先的商業現貨(COTS)硬件架構,靈活提供多達 21 路甚至更多通道的完全獨立射頻(RF)物理輸出;

  • 高精度時間與時脈分配系統:依託高精度時鐘源與時脈分配網絡,保證 GNSS 發射的每一路射頻信號之間維持皮秒級的高度同步性;

  • 發射天線陣列(Tx Array):精密部署於微波暗室空間四周的發射天線,代表不同的三維空間幾何方位,最多可靈活支持 21 顆「天空衛星」;

  • 自動化校準工具:系統的核心演算法,全自動補償信號自模擬器發出、流經複雜電纜、經由空氣傳播最後到達受試設備(DUT)全程產生的時延和功率損耗,完全無需人工干預。

這套解決方案帶來了什麼?

  • 全系統閉環(Full System Closed-loop):將「物理天線 + 射頻前端 + 基帶信號處理 + 定位演算法」全部納入同一個實時 HIL 測試循環中;

  • 極速自動校準(Rapid Calibration):將原本極其複雜、動輒耗時數天的暗室相位校準,大幅縮短至僅需「數分鐘」內自動完成,大幅提升了研發實驗室的測試吞吐量與開發效率;

  • 行業領先的完全自動化技術:深度支持自動天線映射(Antenna Mapping)、自動電纜與空口時延校準以及自動路徑功率損耗補償;

  • 即裝即用的「交鑰匙」方案(Turnkey Solution):可直接部署於大型固定微波暗室,或靈活整合於多功能可攜式暗室腔體中的交鑰匙(Turnkey)產品。

如何為您的應用場景選擇最契合的 GNSS 測試方案?

針對不同的研發階段、技術需求與天線測試規模,在常規的 GNSS 模擬器與高端的 Anechoic 系統中,應如何規劃最佳測試路徑?

  • GSG-7C:高度集成的標準型多頻多星座 GNSS 模擬器。

  • GSG-8 Gen2:支持多通道、多場景高併發實時仿真的高端 GNSS 模擬器。

對於大部分定位導航的研發、算法調試與一致性驗證場景,選擇標準的 GSG 系列 GNSS 模擬器 依然是高性價比的主流優選方案。其核心優勢在於極高的靈活性與靈活配置性,透過強大的軟體演算法,標準的傳導式(Conductive)模擬已足以完美覆蓋從基礎定位到高動態軌跡的絕大多數常規測試需求。

然而,當您的應用場景對載波相位偏移、入射角度(AoA)變化極度敏感(例如無人載具、eVTOL),或者涉及極為精密的天線物理場仿真、CRPA 陣列物理抗干擾驗證以及對更高測試標準的極致追求時,虹科 Skydel Anechoic 系統 將為您的空間對抗與物理交互提供最堅實、最符合國際航天高標準的真實物理驗證基礎。

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