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多功能射频系统将应用在小型无人机系统上

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发表于 2016-7-26 19:44:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
据美国《航空周刊与空间技术》网站2016年5月9日报道]目前的雷达、电子战和通信射频系统使用分离且专用的硬件、软件和天线,使空间和电功率受限的小型平台(例如小型的无人机系统/UAS)很难实现全部三种功能。
  
为此,美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)发起“射频任务操作中融合的合作式单元”(CONCERTO)项目,旨在发展能够在通信、雷达和电子战模式之间自适应和灵活切换,可以配装小型平台的射频系统。
  
DARPA指出,所有尺寸的平台都对多功能射频系统有很高的作战需求,加上在对抗性的电磁环境中作战的需要,驱动了该局抛弃雷达、电子战、通信系统分立的观念,走向统一的射频系统。目前配装在战斗机上的有源相控阵雷达已被发展到用于执行定向高功率干扰和特定频段的高数据率通信任务,但CONCERTO项目除了适装小型平台之外,还将把这一技术拓展到更宽的射频频谱,且能够更敏捷地切换。
  
该局表示技术的发展(如更加多用途的模拟式部件和更加普遍的射频功能数字化)使得射频系统单元能越来越多地共享,并宣称CONCERTO项目瞄准的目标是:“以任意孔径,在任意时间,从任何波段,执行任何任务和任何功能”(any mission, any function from any band on any aperture at any time)。
  
根据DARPA的设想,CONCERTO项目将发展出一套融合、轻便、规模可变的射频架构,并将装在有效载重为30磅~100磅(14~45千克)、可用电功率为300~1200瓦的第3等级UAS(质量小于1320磅/600千克)上进行试飞。该项目将在四年内分三个阶段实施,其中第一阶段将孵化各项技术和创造架构,将持续15个月;第二阶段和第三阶段将开展设计、制造和试验工作。在第一阶段,DARPA将在4个技术领域(TA)授出多份合同,这些领域是:融合的射频前端与孔径(TA-1);射频虚拟机(TA-2);系统与传感器资源管理器(TA-3);系统架构与集成(TA-4)。其中,融合的前端将包括射频调节与数字变换、功放和天线/机体集成,工作内容包括对由一个发射单元和一个接收单元组成的最小功能单元进行板上演示(在第二阶段和第三阶段则将制造射频前端);虚拟机将是混合式射频处理引擎,能够以软件模式执行雷达、电子战和通信功能,DARPA要求该射频处理引擎在飞行状态下,能够在各模式之间快速切换;资源管理器将根据各项任务目标,在功能、频率和时间方面对融合的射频处理机和前端进行调度,此外DARPA计划不断改进资源管理器,使之从最初的基于优先级排序的调度发展到智能多目标推理;在第一阶段,系统架构与集成领域将研究第3等级UAS上融合式有效载荷的任务,并识别执行那些任务所需要的射频技术模式和性能,其成果将包括一套适用于特定目标UAS的CONCERTO有效载荷架构,以及成本目标。
  
作为CONCERTO项目工作内容的一部分,不同技术领域工作的承担者们都将定义用于未来融合式系统的接口规格草案,其中TA-1将定义射频配置与控制,TA-2将定义通用模式控制,TA-3将定义任务控制器。它们将由TA-4团队合并到一份接口控制文档中以用于系统集成。项目第一阶段的建议书需在6月22日之前提交。如果项目推进到第二阶段和第三阶段,将在项目最后一年也就是第四年最后的6个月中开展试飞工作。该项目总的目标是演示验证能在时间和频率方面灵活操作、至少有一种雷达、电子战和通信模式的融合式射频系统

美国海军舰载航空无人系统专家需要在一些射频和全球定位系统(GPS)信号被干扰或破坏的区域,具有导航和着陆能力的无人飞行器(UAV)。他们在ADSYS自控公司找到了解决方案。

 ADSYS自控公司正在与美海军航空系统司令部合作,为那些手机射频干扰生效的舰船和陆地区域开发具有精确3D导航和着陆能力的激光辅助恢复系统(LARS)。ADSYS自控公司业务开发部的主任詹姆斯•加勒特表示,该公司正在根据海军航空系统司令部目前LARS开发的小企业创新研究(SBIR)阶段2协议开展工作。该公司正在亚特兰大举行的2015年无人机系统国际协会(AUVSI)会议和贸易展上展出LARS激光导航系统。

 LARS机载接收器提供低的尺寸、重量和功耗(SWAP),使得它适合安装在有人和无人的固定翼飞机和直升机上。它使用人眼安全的激光器同时为多架飞机广播导航信号。该系统的人眼安全激光器帮助其抵御电子干扰,帮助系统在恶劣环境下能够以小概率拦截隐身运行。

 LARS激光通信链路能够为系统更新或适应不断变化的环境进行系统重新配置、车辆冲突排解和灵活的用户—车辆指挥。LARS有两个主要的子系统:LARS基准站和LARS导航单元。基准站拥有人眼安全的激光器,运行过程中可重新配置,具有低的SWAP,并可装置在地面车辆、船舶和飞机上。LARS导航单元重1磅,体积为15立方英寸,功率为5瓦,能够防风雨,坚固耐用,可与飞机飞行控制计算机进行连接。它可以放置在固定翼飞机和直升机飞机进行有人或无人配置。

 公司官员表示,LARS可在白天、夜晚和恶劣天气下工作范围达到62英里。它独立于任何射频信号运行,并能帮助扩大无人机运行范围,同时降低运营成本。
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