无线电工程技术 从电磁波到万物互联的跨越

（本报讯） 无线电工程技术自上世纪初诞生以来，经历了从马可尼跨大西洋通信到如今5G/6G移动通信、卫星互联网和物联网的跨越式发展。作为现代信息社会的基石，无线电工程技术持续推动通信、广播、雷达、导航、遥感等领域的变革。随着新一代无线技术的加速落地，该领域再次成为行业关注的焦点。

一、技术体系与核心演进

无线电工程技术是一项以电磁波为信息载体，涵盖天线设计、射频电路、信号处理、电磁场与微波理论、无线传播模型等内容的综合性工程学科。其核心环节包括：

• 信号生成与调制：从早期的调幅(AM)/调频(FM)发展到正交频分复用(OFDM)、正交振幅调制(QAM)，以及适用于高频谱效率场景的索引调制和新型波形技术。
• 天线与传播：大规模MIMO（多输入多输出）、波束赋形、智能反射面(RIS)等使天线系统从无源向有源、从固定向智能可重构演变。
• 频谱与多址：从频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)到码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)，频谱利用率和用户接入能力持续提升。
• 无线组网：蜂窝网络、自组织网络(Ad-hoc)、低功耗广域网(NB-IoT、LoRa)以及卫星与地面融合网络，构成空天地一体化通信体系。

二、推动应用革新：从5G到6G与物联网

目前，全球5G网络部署已进入规模化阶段，其eMBB（增强移动宽带）、URLLC（超可靠低时延通信）、mMTC（海量机器类通信）三大应用场景，均依赖无线电工程技术的突破。多频段协同、动态频谱共享、毫米波通信等成为热点。

在工业界，无线电工程正加速赋能垂直行业：

• 工业互联网：借助5G专网和TSN（时间敏感网络），实现低时延、高可靠的产线无线控制。
• 车联网：C-V2X（蜂窝车联网）技术为智能驾驶提供车与车、车与路、车与云的全方位连接。
• 卫星通信：低轨星座与地面5G融合，构建全球无缝覆盖的互联网基础设施，持续拉动高增益天线、毫米波射频前端和高动态信号处理的技术需求。
• 物联网与传感：无源物联网、反向散射通信技术大幅降低终端功耗，实现海量连接与低成本部署。

面向2030年，6G研究已在全球展开，目标包括太赫兹通信、智能超表面、AI原生空口、通感一体化（ISAC）等，这些均对无线电工程技术提出全新挑战与机遇。

三、面临的挑战与研发方向

尽管技术不断进步，无线电工程依然面临多项关键挑战：

• 频谱资源紧缺与干扰管理：高频段开发带来传播损耗大、器件成本高等难题。认知无线电、动态频谱接入和干扰协调算法是重要应对手段。
• 能耗与绿色通信：随着基站和终端数量指数增长，降低能量消耗成为迫切需求，需要高效率功放、唤醒接收机以及能量收集技术的协同突破。
• 集成与小型化：射频前端模块的片上系统(SoC)和系统级封装(SiP)发展迅速，但多频段、多模共存时仍存在电磁兼容和散热难题。
• 测试与验证：大规模天线阵列及OTA（空口）测试场景复杂度高，需要更先进的信道模拟器和测试方法学。

与此国际电信联盟(ITU)和3GPP等标准组织正加快对6G愿景、频段划分和评估方法的规划，力促产业界在2025年前后形成统一技术框架。

四、产业展望

据市场研究机构预测，到2030年，全球无线通信设备及服务市场规模有望突破数万亿美元，亚太地区仍是最大增长引擎。产业链上游的射频芯片、滤波器、天线模组企业将迎来新增长点，设备商与运营商需加强开放合作，重点关注智能化无线网络、空天地一体化和网络安全体系建设。随着无线技术与人工智能、算力网络的深度融合，无线电工程技术将在跨领域创新中发挥持久驱动力。