有源相控阵雷达原理简述及相关个股

有源相控阵雷达,全称为相位控制电子扫描阵列雷达。$军工(BK0549)$ $雷电微力(SZ301050)$ $和而泰(SZ002402)$

首先先说,什么是“阵”,雷达的前端是天线,然而传统雷达是由单个天线去做微波信号的接发的,然而将成百上千个小天线拼起来成为一个整体的片,就叫做阵(array)。

传统雷达


一个阵可以分为若干个子阵面

将这多个子阵面拼在一起后:

上图所构成的“整片”就是一个完整的阵,任何一个子阵面就可以当作一个普通传统雷达使用。所以相控阵雷达可以对于多个目标进行跟踪的能里就是这样形成的。

(PS:其实多目标跟踪是存在一个分时复用(适用于数字信号领域)的概念,即通过在时间维度上交叉发送每一路信号的一部分来实现一条电路传动多路信号的办法,且各路信号在时间轴上互相不重叠。)

普通的雷达是进行机械扫描的,即转动雷达本身进行扫描。

相控阵雷达:将机械扫描改为电子扫描(每个单个小天线上都是电子扫描)。

当然无论是有源还是无源相控阵雷达,每个天线都是可以发射/接收信号的,也都可以改变其扫描的相位(雷达波到底指向哪),那么无源和有源的区别有到底是什么?

无源阵:

可以看到天线与移相器之间是没有独立的放大器的,全靠一个整体的放大器进行对于信号的处理,所以针对于无源阵来说,每个小天线的信号收发全部都是完全被动的过程(passive)。这也就是“无源”的原因。

有源阵:

每个小天线都是接收到弱信号的,并根据需要用自己本身带有的放大器将信号放大到不同的程度,从而到达一般普通雷达一样“可以控制自身功率变化的小天线”,然而这样一个小天线就叫做T/R模块,再将全部模块封装在一起,叠加供电和散热后(散热是很重要的环节,且存在很高的技术壁垒),就制作成了T/R组件。(当然这里面还有很多复杂的过程,上图只是粗略的讲解有源无源的区别)

相比于无源相控阵,有源相控阵具有高精度、抗干扰能力更强、单个天线损坏依旧不影响雷达整体功能、体积小、重量轻、换装便捷、可靠性高等特点,即有源自带信号发射器可以自己收发电磁波,而无源是只有一个主发射模块,一旦出现损坏将影响整体使用。

所以在有源相控阵雷达工作时,发射信号的时候,T/R组件不同的强度和相位的组合成不同子镇面就可以担任不同的工作了,除了传统雷达所具备的搜索、探测、追踪等基本作用外,还可以进行电子干扰、远程通讯等工作。

故而可以用很形象的比喻对于两者进行一个概括,有源相控阵就相当于智能手机,而无源相控阵相当于一个普通的手机(只可以接打电话、发短信)。

有源相控阵雷达可以进行的高难度操作有:

1.远距离低俗精确扫描跟踪单个目标

2.多目标追踪能力

3.做为多用途战斗机的雷达,会有多种对地模式

4.电子侦察所用到的侧面扫描地图测绘模式

5.同时对空对地的探测模式

6.多机雷达信息共享,对于宽大正面进行搜索功能

目前美国已有20多种战机搭载有源相控阵雷达,世界上有10个国家有自主研发能力,目前国内自主研发的雷达在能力上几乎可以对标美国,空警系列、歼10B、歼11D、歼16等高端主流战机都搭载有源相控阵雷达,可以说用途十分广泛,针对于以后战机放量装配和更新换代来说,存在很大的市场空间。

对于目前国内可以制作相关零部件的公司,个人比较推荐的有,雷电微力、铖昌科技(和而泰),之前针对于和而泰进行过简单概括,今天对于雷电微力进行一个简单分析:

军队信息化中游-射频微波方向

雷电微力

(1)公司简介

公司是一家从事毫米波有源相控阵微系统研发、制造、测试和销售的高新技术企业,提供专用和通用的毫米波有源相控阵产品。公司产品及技术广泛应用于精确制导、通信数据链、雷达探测等专用领域,未来也可拓展应用至 5G 通信基站、车载无人驾驶雷达、商业卫星链路系统、移动终端“动中通”等通用领域。公司目前共有三个批产产品(R03、TG120 和 M03),主要应用于精准制导、通信数据链和雷达探测领域,其中公司是 R03 和 TG120 产品的唯一供应商,市场竞争力突出。在“需求牵引+技术驱动”的新型发展模式下,公司同时推进前瞻性技术的布局和产品工程化研究,当前已成功探索出一条具有市场竞争力、高可靠性的工业化路径。

股权激励计划

公司为管理层和核心技术人员建立多个员工持股平台,已具备较为健全的长效激励机制,后续有望调度员工积极性,确保公司发展战略和经营目标的实现。

(2)行业概况

十四五期间国防装备的量价齐升,武器装备升级换代和智能化武器装备发展:

    1.横向对标美军,武器装备发展空间巨大

目前我国军费仅为美国的1/3,差距明显,潜力巨大。其中战机保有量也是仅有美国的1/4,另外,美国推动新型导弹防御体系建设,2.0导弹防御系统比1.0更加细化,2.0更注重研发、改进现有的武器装备,完善后美国的导弹防御能力将大幅度提升,为了对标美国,故而要完善自身的导弹防御系统,可以预见的是,老旧装备的淘汰、替换,新一代的武器占比将逐渐提升。

    2.智能化及产业链安全性是装备发展重点

对比于十三五的全面机械化、信息化,转变为十四五的智能化、现代化,目前国防工业发展受限于国内电子元器件科技创新程度,军工电子是一个相对独立的产业集群,同时所涉及的电子信息技术、部组件及装备服务于航空、航天、兵器和船舶等其他产业集群,为主战装备飞机、卫星、舰船和车辆由机械化向信息化转变提供技术支持和武器装备的配套性支持。

天线阵列微系统是有源阵列天线发展的高级阶段, 用较小的天线阵列微系统功能模块构建大型系统可能会更经济, 这些天线功能模块可分开集成封装后再互连。公司的天线微系统由天线阵列、芯片、T/R 组件、电源、波控等组成,在精确制导、通信数据链、雷达探测、电子对抗等系统中得到不同程度的应用,一部有源相控阵雷达中天线微系统成本占比 40 至 60%。(目前国内该项技术可对标美国)目前用于机载、星载、弹载三方面。

(3)核心业务

 主要产品

精确制导类相关产品(占比99.38%)

主要产品为毫米波有源相控阵微系统(本质是一种天线技术),传统天线由于使用转动装置控制天线的指向,不能实现对快速移动目标的追踪、搜索,抗干扰能力差等问题。相控阵天线利用电子技术控制阵列天线各辐射单元的相位,使得波束指向在空间无惯性的捷变,有空间功率合成、快速扫描、波束赋形、多目标跟踪、高可靠性等优势。

公司已经批产型号,在配套层级中处于主导或主要地位,批产产品在手订单充足,订单产品数量和金额已超过自 2019 年初至今的合计交货量。根据招股书,公司目前金额超过 2000 万元的在手订单有 10 个,总金额合计 22.94 亿元,其中剩余未确认收入的金额达到 17.84 亿元,约为 2020 年营收的 5 倍。

除 M03、R03 等定型批产产品外,公司已就 X03 产品与客户签订 了 2020 年和 2021 年的产品需求订单,并于 2020 年四季度开始批量供货。军品的客户粘性很高,预计 X03 产品未来也将会成为公司营业收入的重要组成部分。另一方面,由于市场口碑较好,在研10余个型号产品,未来几年将陆续有新产品定型并批量供货。

公司处于产业链中游,由于壁垒高,整体行业竞争强度偏中性。

主要客户

主要为军工集团下属科研院所、总体单位、军方单位。

毛利率

2020年由于成本下降、产品定型后批量生产、经验提升后损耗率下降,毛利率有所上升。2021年截止前三季度,产品结构调整导致毛利率回落(X03合同的签订),由于军方审价趋于严格,价格压力将从主机厂向上游传导,预计批产产品毛利率将承压。

PS:通信数据链业务方面,主要收入来自于星载有源相控阵微系统TG120,用于北斗卫星星间通讯,受到发射数量限制,销售数量远低于精确制导类,但是其毛利率比较高,公司为唯一供应商,目前公司在该方向上有先发优势,未来增长会很稳定。

毫米波有源相控阵是一项典型的通信基础技术,随着无线通信领域的发展,相控阵技术将在下一代移动通信 5G 基站的应用方面得到全面推广。公司处于行业技术前沿,且民企基因也使得公司决策和经营效率较高。因此,虽然公司目前主要收益均来源于专用产品业务,未来有望凭借其在军工领域对于低成本、工业化、体系化生产的成功探索,拓展应用至 5G 通信基站、车载无人驾驶雷达等通用领域。(目前通用产品业务占比很小)

(4)财务预测

精确制导业务已进入快速发展期,在手订单非常饱满,预计公司该业务2021-2023 营收增长分别为 150%、60%、48%。

受到北斗卫星组发射基本完成的影响,公司某新型通信数据链产品处于方案转初样阶段,2023 年以后定型,因此,公司通信数据链业务发展较为平稳,业务收入基数低。

毛利率方面,目前2020年精确制导方面毛利率约55.88%,后期放量后成本有所下降,但是军方定价导致毛利方面承压,预计2021-2023年,该业务毛利率分别为 47%、45%、45%。

 2021-2023 年归母净利分别为2.40 亿、3.97 亿和 6.15 亿,未来三年复合增速约为 72.0%,P/E为 105X、64X 和 41X。估值方面因为刚刚上市所以优势不大,但是技术壁垒高、稀缺性也高,业绩增速、增长存在确定性,未来军机等方面的放量都会导致公司业绩增量有很大空间。

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全部评论

买后容易崩01-16 10:18

牛股,只是时间不到

小展展展展展01-14 17:49

有源相控阵雷达,全称为相位控制电子扫描阵列雷达