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【防务评论】美国DARPA“先进射频地图”项目解析

2015-11-11 战略前沿技术

本文由“电科防务研究”(CETC-ETDR)授权转载


本期导读:美国的卡通英雄——超人拥有诸多能力,其中一项颇令电磁领域研究人员艳羡——看到电磁频谱。在超人眼中,电磁频谱是一条条不同颜色的线,超人只需用手挑出感兴趣的那根线并实时解调、解码、解密就能还原出原始信息。其实这就是一种最高境界的频谱地图,即,能够从任何一个维度(时、频、空、能、码)来观察电磁频谱。当然,这么高的境界在人类现在看来还望尘莫及,但至少可以做一些尝试,DARPA的“先进射频地图”项目(Advanced RF Mapping)就是这一领域的先驱。简而言之,该项目主要目标是从时域、频域、空域三个维度"绘制"射频地图,以避免频谱冲突,并为士兵提供强大的态势感知能力。任何形式的战争都离不开地图,电磁领域的战争亦是如此,但如何绘制电磁领域的地图一直是一大难题。当前也有一些描述、展示电磁频谱的方法,如瀑布图、时序图等等,但这些方法尽管充满了技术层面的浪漫主义色彩,但充满现实主义色彩的普通士兵并不买账——他们需要的是一种通俗易懂的地图。射频地图项目无疑为如何绘制这样的地图指点了一条明路,仿若天赐锅巴,宜深入探究。

中国电科 张春磊


DARPA“先进射频地图”项目进入最后阶段

编译 中国电科 宋晖



新技术方案旨在提供实时无线电频谱图,帮助部队在战术行动中更有效地应用和管理可用频谱


DARPA授出了“先进射频地图”项目(也被称为无线电地图)的第三阶段也是最后阶段的合同,寻求跨频率、地理与时间的无线电频谱实时感知。正如可以显示彩色实时交通状况的智能手机的地图那样,射频地图正在发展直观覆盖频谱信息的技术,通过射频地图快速消除频率冲突,最大化利用可用频谱支持通信、情报、监视和侦察(ISR)系统。


DARPA“先进射频地图”项目起始于2012年7月


弗吉尼亚州马纳萨斯市的洛克希德▪马丁公司近期被授予了一个价值1180万美元的项目第三阶段合同,继续发展项目第一、二阶段,直到整个系统在军队服役。



DARPA“先进射频地图”项目状态和理论进度周期安排


今天相互连接的无线世界里的电波越来越拥挤,频谱管理成为热点问题。对于全球的军队而言,有效管理拥挤的频谱对于保证有效通信和情报收集至关重要。

美国无线电频谱频率分配图(2011年)


“射频地图能增加现有无线电台、干扰器和其他战地部队使用的射频电子设备的价值,”DARPA项目经理John Chapin称,“这一项目无需购买新的频谱感知设备,使现有电台和干扰器发挥双重用途,当它们停机时,初始功能停止运行,设备感应周围的频谱,通过射频地图技术提供一个精确的频谱图像,显示哪些频谱正在哪里被使用”。



DARPA“先进射频地图”项目概述


射频地图向作战人员提供了一个可以看到当下和潜在的频谱干扰和使用情况的工具,使频谱管理更有效。例如,一个前沿部署单元可以预留一个特定的频率给非常时期的通信链路,但由于战场态势的不确定性,这个频率最终并没有派上用场。而射频地图能直观呈现频谱使用情况,帮助频谱管理人员探测到未使用的频谱,将其快速分配给其他需求,提高任务效率。



DARPA“先进射频地图”项目图解


射频地图也可以通过判断周围的射频发射体提示战场态势,指出周围存在的威胁和机会,支持班、排级这样的小单元的作战任务,因为他们很少携带监测电波发射的设备。



DARPA“先进射频地图”项目实施策略


Chapin指出,海军陆战队是射频地图的理想合作伙伴,他们本身就有准则、组织架构和信息系统框架,可以有效集成射频图软件。在Quantico陆战队基地经过射频地图第2阶段一些成功的测试后,Chapin很期待进一步的合作,并希望在第三阶段结束时将这一技术应用到海军陆战队中。


美国海军陆战队是DARPA“先进射频地图”项目的理想合作伙伴


射频地图第三阶段将在2016年夏开始。如果届时海军陆战队测试成功,项目将于2017年成功完成进一步的作战测试后应用于海军陆战队中。



大型无线分布式操作(Wireless And Large-scale Distributed Operations,WALDO)系统组成图


感谢述评:中国电科 宋晖 张春磊

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