卫星通信 (SATCOM) 系统正在经历多项技术变革,传统设计方法正转向更高的频率和更宽的带宽。新技术正在发挥作用,例如 GaN 放大器,它大大改善了 SWaP,并提高了效率和可靠性。不同的天线技术也极大地影响了系统的设计,包括相控阵、超材料和 3D 打印天线。5G 和物联网服务的推出也影响了 SATCOM 市场,因为各公司正在寻找方法利用这些市场的星座作为商业增长的机会。新太空市场的增长也影响了需要低成本、更小尺寸和更轻重量的设计,尤其是对于小型卫星而言。
针对多用户第五代应用,提出了一种非常规的准模块化基站相控阵架构综合技术。通过在最佳不规则阵列的元素处保持均匀的幅度和线性前进的相位,可以实现功率高效的旁瓣抑制,从而有效地减轻用户间的干扰。布局不规则性是在阵列切片内实现的,该切片以旋转方式重复。采用顺序旋转技术来获得模块化并改善圆极化特性。使用改进的 k 均值聚类算法来形成最佳子阵列。仿真结果表明,所提出的准模块化拓扑在旁瓣性能和集成阵列设计复杂性之间提供了良好的折衷。
战场或海上,并评估系统对不断演变的威胁的有效性。在本文中,我们回顾了 APL 通过将系统工程流程应用于防空和导弹防御任务而取得的许多重大先进雷达开发成就。我们从多功能相控阵雷达技术的开发和原型设计开始,该技术是宙斯盾计划的基础。我们继续回顾 APL 对建模和表征环境对雷达性能的影响所做的贡献,早期的宙斯盾测试强调了这一点的重要性。反舰巡航导弹的进步和扩散推动了固态雷达的发展需求。我们描述了 APL 对有源电子扫描阵列 (AESA) 技术发展的贡献。然后,我们讨论了 APL 在弹道导弹防御 (BMD) 雷达开发中的作用,最后总结了 APL 对
为了实现航空工业的精确气动声学测量,对主要用于气动测试的低速风洞进行了改造,以提供更低的背景噪声环境。根据风洞不同位置的单个麦克风的数据和测试段内的麦克风相控阵测量结果,确定了主要噪声源,并实施了可行的替代方案来降低背景噪声,例如在驱动系统上游安装新的经过声学处理的角叶片和侧壁衬里。还研究了测试段的声学透明概念,结果显示风洞的进一步改进很有希望。给出了风洞不同位置的单个麦克风测量结果以及测试段内波束形成阵列的声压级结果。改进前后的背景噪声测量证实,气动声学测试的能力显著提高,测试段内的噪声降低了 5 dB。
大多数电信和射频传感市场都在向更高性能的无线链路和传感技术迈进。为了实现这些新的吞吐量、延迟、可靠性、无线连接设备数量、可配置性和传感分辨率,从蜂窝电信到军用雷达应用,业界已投入大量资金来使用频谱的更高频率部分。这些努力要求开发更强大的先进/有源天线系统 (AAS) 用于电信,以及有源电子控制天线阵列 (AESA) 用于军事/国防传感和干扰技术。需要在更高频率下使用更复杂的 AAS 来克服与微波和毫米波通信和传感相关的高大气衰减和对准挑战。在大多数情况下,电子可控相控阵天线一直是实现 AAS 的最受探索的解决方案。
SIMNET 代表模拟器网络。它于 1983 年启动,是第一个“共享虚拟现实”分布式模拟系统,至今仍具有重大影响力。它由 DARPA(国防高级研究计划局)赞助,该局是美国国防部主要的高风险、高回报研究和开发机构,成立于 1958 年。1991 年,波托马克政策研究所对 DARPA 的各种举措进行了研究,将 SIMNET 列为对国防部影响最深远的六个项目之一。从这个角度来看,其他五个项目分别是 ARPANET(互联网的前身)、个人计算机工作站、相控阵雷达、用于使 F-117 战斗机和 B-2 轰炸机等飞机在雷达上“隐形”的隐形技术; ATACMS,一种低成本远程战术火炮火箭系统,在沙漠风暴行动中成功用于摧毁敌方地对空导弹阵地和其他目标(波托马克政策研究所,1991 年)。这是一个相当杰出的名单,应该列入其中!
ANTIETAM 配备了 ANISPY-1A 相控阵雷达、宙斯盾作战系统和发射 SM-2 Blk II 导弹的 Mk 41 垂直发射系统,是海军首屈一指的防空战 (AAW) 平台。结合宙斯盾显示系统的四个大屏幕显示器、大量通信系统、自动状态板和十七个 NTDS 控制台,所有这些都由宙斯盾作战系统协调,指挥和控制功能首屈一指,能够为任何战斗群作战指挥官提供支持。为支持这一卓越的防空战能力,ANTIETAM 配备了 ANISQS-53A 声纳、最先进的 ANISQR-19 拖曳阵列声纳和 LAMPS Mk 111 直升机。这使她拥有无与伦比的远距离和短距离反潜战能力。两门 5 英寸/54 火炮搭配高精度 Mk 86 火炮火控系统,可提供强大的反水面威胁。最后,战斧和鱼叉武器系统的组合使这支部队具备了与“超视距”敌人作战的能力。
ANTIETAM 配备了 AN/SPY-1A 相控阵雷达、AEGIS 作战系统和发射 SM-2 Blk I1 导弹的 MK41 垂直发射系统,是海军首屈一指的防空作战 (AAW) 平台。这些系统与 AEGIS 显示系统、包括 JTIDS Link 16、自动状态板和 17 个 NTDS 控制台在内的大量通信系统相结合,使其指挥和控制能力在支持战斗群作战指挥官方面首屈一指。ANTIETAM 还配备了 AN/SQS-53A 声纳、AN/SQR-19 拖曳阵列声纳和 LAMPS Mk I11 直升机,使其具有无与伦比的远程和短程反潜战 (ASW) 能力。两门 511 54 口径 MK 45 火炮由 MK 86 火炮火控系统制导,提供强大的海军火炮火力支援能力,并增强了鱼叉武器系统在反水面战 (ASUW) 中的作用。最后,战斧武器系统提供打击战能力,使 ANTIETAM 能够以致命的精度在水平线上打击陆地和海上目标。
波束成形是使用具有高增益的定向窄波束,通过天线阵列将功率集中在最小的角度范围内进行发射和接收。它提供更好的覆盖范围和吞吐量、更高的信干噪比 (SINR),并且可用于跟踪用户。全息波束成形是一种利用软件定义天线 (SDA) 的先进波束成形方法。全息是指使用全息图通过天线实现波束控制,其中天线就像光学全息图中的全息板;来自无线电的射频信号流入天线的背面并散射到其正面,其中微小元件调整波束的形状和方向,如图 3 所示。与传统的相控阵或 MIMO 系统相比,SDA 更便宜、更小、更轻、功耗更低 [34]。由于 C-SWaP(成本、尺寸、重量和功率)被视为任何通信系统设计的主要挑战,因此在 HBF 中使用 SDA 将实现 6G 中灵活、高效的发送和接收。