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      归纳射频工夫及其发扬_讯息与通讯_工程科技_专业原料。归纳射频工夫及其发扬

      第 6期 2009 年 12 月 Journal of CAE IT Vol 4 No. 6 . Dec. 2009 射频归纳专题 归纳射频工夫及其发扬 徐艳邦 ,胡学成 (南京电子工夫探讨所 ,南京 210039 ) 0 引 言 摩登水兵对舰载体系的效用 、679彩票 本能和互操作性 提出更高条件 。目今 ,雷达 、 电子战配置及通讯体系 交融水准不足 ,艨艟上电子配置数目标增加也导致 船面及舰桥上天线的数目越来越众 。从 20 世纪 80 年代到 90 年代 10 年间 , 美几型艨艟上天线的数目 加添了一倍 ,如图 1 所示 。 天线数目标加添导致一系列题目 : 遮挡 、 电磁干 扰、 艨艟雷达反射面积增大 、 维持繁难 。前辈的“宙 斯盾 ” 艨艟并没有处理舰上天线林立的题目 : 以“ 伯 克” 级摈弃舰为例 , 其较新型号上已装备有 108 副 天线 ,跟着效用的扩展 , 天线的数目还要加添 , 但正在 舰上寻找符合的装置地点已很是繁难 , 舰上电磁兼 容题目日益卓越 。 收稿日期 : 2009 2 2 09 24 修订日期 : 2009 2 2 10 14 摘 : 归纳射频工夫可明显下降传感器全寿命周期本钱 、 要 急迅应对新的效用需求 、 动态分派体系 资源 、 大幅下降升级用度 ,其发扬受到全邦各邦的遍及着重 。正在对归纳射频架构的重点剖析的底子 上 ,先容了美邦水兵 、 空军及邦防前辈预研安放局正在该规模的发扬经过及最新动态 。看待我邦的综 合射频工夫发扬具有首要诱导和鉴戒意旨 。 环节词 : 归纳射频 ; 共用口径 ; 超宽带 ; 可重构 + 中图分类号 : TN82011 5 文献标识码 : A 作品编号 : 1673 2 5692 ( 2009 ) 06 2 2 551 09 I tegra ted RF Technology and Its D evelopm en t n (Nanjing Research Institute of Electronic Technology, Nanjing 210039, China ) Abstract: Integrated RF technology has the potential to substantially reduce life 2cycle costs, quickly ad2 dress new requirem ents, dynam ically allocate and manage system resource, significantly lower upgrade costs, and its development receives increasing attention. This paper first analyzes the integrated RF field. This review is quite meaningful for china to develop the integrated RF technology . Key words: integrated RF; shared aperture; UWB; reconfigurability architectureπ key technologies, then introduces USAF, NAVY and DARPA π research achievement in this s s 图 1 几型艨艟天线数目标加添 XU Yan 2guo, HU Xue 2cheng 航空平台的情景肖似 : 20 世纪 50 年代 , 航空电 子体系占飞机总本钱的比例不凌驾 10% , 80 年代已 经抵达 30% ; 90 年代后 , 这一比例不断攀升 。而正在 扫数航电配置中 ,传感器本钱约占 63% 。经济可承 受性是当今各邦空军面对的普及题目 , 而下降飞机 552 2009 年第 6 期 本钱的有用步骤即是从传感器体系入手 。归纳射频 传感器工夫是一个有吸引力的对象 : 美邦空军“ 宝 石台 ” 安放探讨解释采用归纳射频传感器体系可将 射频电子部门的本钱和重量下降 50% 。 率条件下优化数据链传输 ; 电子战体系则需求有选 择性地正在雷达及通讯配置的环节参数及带宽之间进 行平均 ,确保看待尽量众的信号类型获取尽量高的 截获概率 。 从工夫角度而言 , 归纳射频工夫需求归纳量度 的参数 、 目标及架构 ,包含 : 频率计划 ,天线事势及子 阵划分 , RF / IF /LO /准时信号分派 、 电源 、 模块限制 、 射频功放 、 孔径接口单位事势 , 模块效用划分 , 集成 [1] 架构等 。 为满意各样需求 , 归纳射频体系需求处理的闭 键工夫包含 : 大带宽 、 众极化 、 众子阵 、 众通道主动电 扫天线阵面 ; 宽带 T /R 组件 ; RF / IF 开闭收集 、 可编 程众通道波形发作器及罗致机 ; 资源的动态计划 、 分 配及调动算法等 。 1 归纳射频工夫及其重点 历久今后 , 战争机及艨艟都采用豪爽分手独立 开辟的射频传感器并 “ 松散 ” 地归纳正在扫数航空电 子体系机闭内 ,完毕所需各样效用 。这种散布式射 频传感器机闭的资源仅由专用效用诈欺 , 每个效用 均由各自机箱 、 、 电源 惩罚机完成 ,模块化水准低 ,重 量体积功耗大 ,本钱高 ,牢靠性差 ,校正繁难 ,难以适 应异日的讯息化高工夫交兵的条件 。 用几个散布式宽带众效用孔径代替目前平台上 为数稠密的天线孔径 ,采用模块化、 怒放式、 可重构的 射频传感器体系编制架构 ,并连合效用限制与资源管 理调动算法、 软件 ,同时完成雷达、 电子战与通讯 、 导 航、 识别等众种射频效用 ,这即是归纳射频工夫。 归纳射频工夫将“ 归纳 ” 胀动到天线及射频前 端 ,如图 2 所示 ,基于共用射频模块举办及时限制与 资源共享 、 资源打点 、 资源分派 , 从而使体系策画师 能用尽大概少的众效用射频模块修建出一个兼具任 务计划 , 导航通讯识别 , 态势感知 、 对象探测 、 跟踪 、 攻击才略的众效用一体化归纳射频航空电子体系 , 并且使航空电子体系的本钱 、 重量 、 功耗 、 失恶果显 著低重 。 2 外洋发扬经过及动态 因为归纳射频工夫的利益 , 于是正在环球鸿沟内 展示出振奋的发扬势头 : 美邦自 20 世纪 80 年代以 来通过连接不时的探讨和发扬 , 目前仍然得到了引 人注意的成就 。本节重要先容美水兵 、 空军及邦防 前辈预研安放局 ( DARPA ) 正在归纳射频规模的探讨 项目 、 发扬经过及动态 。 探讨的兵种 ,从 1985 年起就资助一系列用于阻碍 / 战争机的探讨和发扬项目 。正在 1990 年至 1994 年 间 ,展开前辈共用孔径 ( ASAP ) 项目 ; 1996 年 , 水兵 探讨局 (ONR ) 启动前辈众效用射频体系 (MARFS) 项目 ,后演酿成为前辈众效用射频观念 ( AMRFC ) ; 2004 年 ,水兵探讨尝试室 ( NRL ) 完毕对 AMRFC 平 台的测试 ; 之后 ONR 启动归纳上层修筑 ( InTop ) 项 目 ,进一步胀动归纳射频工夫的发扬 。美水兵的 DDG2 1000 摈弃舰项目标双频段雷达 ( DBR ) 计划部 分摄取了以上观念探讨及演示的劳绩 。 项目研制 。ASAP 探讨带宽掩盖 C ~ Ku 频段的阵 列 ,确保同时完成雷达 、 ECM、 M、 ES 通讯效用 , 以更 小的重量和制价为载机带来更强的做事机动性 、 更 强的效力和抗衡才略 、 巩固的存在性 。 ASAP项目依照战略飞机前视雷达效用需求确 21111 ASAP 项目 图 2 归纳射频工夫将归纳推向射频前端 1990 年至 1994 年 , 美水兵资助 TI公司防务系 统及电子部 (现已并入 Raytheon 公司 ) 有劲 ASAP 因为采用共用孔径和通用模块完成众项效用 , 需求正在众项差异乃至彼此冲突的条件间举办苛谨的 归纳量度 。平时而言 ,雷达需求低旁瓣 、 高频谱纯度 和低噪声系数 ; 通讯体系需求不妨正在可承受的误码 211 美水兵的探讨动态 美各大兵种中 , 水兵是最早举办归纳射频工夫 2009 年第 6 期 徐艳邦 等 : 归纳射频工夫及其发扬 553 定天线增益及发射功率等目标 , 同时完成电子战及 通讯效用 。阵列被分成 16 个子阵 , 如图 3 所示 , 正在 同时完成数个效用的同时确保天线口径尺寸满意需 求 。阵列侧面和上部的线阵用于宽波束效用 (如干 涉仪 ) ,线阵中包含数个阵元用于旁瓣对消或举动 扞卫天线 ,因为仅诈欺少部门阵列完成这些效用 ,孔 径的 RCS特征满意条件 。 阵列 , 37 × 双极化负载阵元的被动阵列 。前者用 37 [2] 于丈量扫描波束特征 , 后者用于丈量 RCS 特征 ; 现实测试本能与预测不妨很好吻合 。 图 3 ASAP项目天线观念 如许的孔径策画可满意战略飞机正在高频段的众 效用需求 ,通过发扬低频段组件和阵列 , ASAP 观念 可扩展到 UHF 乃至更低的频段 。采用共用孔径设 计可大幅减小重量和功耗条件 , 且总采购及全寿命 周期本钱低于目前的众个单效用孔径的计划 , 共用 口径还可确保自卫 ECM 及高定向微波数据链等功 能适用化 。该项目标难点包含宽带辐射孔径 , T /R 组件 、 波束分派收集实时刻资源调动等 。 ASAP辐射孔径需求具备宽带 ( C ~ Ku ) 、 众极 化、 宽角波束扫描 、 RCS 特征 。每个阵元地点放 低 置一对体积小 、 具有宽带特征的喇叭状辐射槽 ,程度 向和笔直向正交安放可完成笔直 、 程度和圆极化辐 射 ;为确保无栅瓣宽角扫描 , 阵元之间间隔小于 014 ″ 。阵面的 RCS 特征由 孔径 栅格 , 阵列 边沿 处 理、 单位阻抗成婚 、 孔径内成婚特征改观 、 阵元地点 , 以及其他公差决意 。为完成天线隐身策画 , 选取的 步骤包含 :合理配置孔径栅格以确保散射栅瓣的有用 控制 ;正在阵列的周边配置传导率渐变的“ 边沿板 ” 完成 孔径和地之间平缓过渡以下降 RCS形式项旁瓣。孔 径反射系数的随机差错影响 RCS形式项噪声电平 , 反射系数受众个参数影响 ,全体与阵元和阵面馈电设 计干系。准许的 RCS形式项噪声电平以及阵元参数 的影响决意了阵元所容许的最至公差 。所测试阵列 的阵元地点公差约为 ± 1004 ″ 0 。阵面后的阻抗公差 由宽带环流器限制 ;阵元地点公差则由集成于孔径地 板上用于固定槽形辐射阵元的铝制件限制 。 ASAP项目筑设并测试了两个测试阵面 ,如图 4 所示 : 具有 8 个 T /R 组件 、 × 阵元的主动扫描 10 10 图 4 扫描测试阵和 RCS测试阵 [ 3] ASAP于 1994 年研制出的宽带 T/R 组件 , 如 图 5所示 。正在扫数职责频段内的均匀输出功率超 过 2175 W ,中 心频 率附 近的 输 出 功 率 超 过 4 W , 发射增益高于 35 dB , 占空比为 45%时组件恶果为 5% ~10% 。 图 5 宽带 T / R组件 小界限测试阵及组件演示项目解释基于当时技 术可研制轶群倍频程天线阵列 。共用孔径与前辈航 电架构的组合 : 将天线,从致 RCS的减小 ,减小扫数航电体系的尺寸 、 重量 、 功耗 和制价 ; 进步运用效力 ; 省略专用飞机的数目 ; 效用 改观及提拔越发容易 。 21112 AM RFS /AM RFC 项目 ONR 于 1996 年 启 动 先 进 众 功 能 射 频 系 统 (AMRFS)项目 ,意正在应对水兵进步舰船上层修筑射 频效用 、 同时省略舰船信号辐射的需求。AMRFS是 道理演示项目 ,重要通过共用、 低信号特性孔径同时 完成雷达、 电子战及通讯等效用 。该项目可极大压缩 554 2009 年第 6 期 舰船上层修筑射频体系孔径的数目 ,同时加添有用功 能和带宽 ,且减小扫数舰船的 RCS。AMRFS通过软 件的调动完成众种效用 ,除道理演示外 , AMRFS还发 展新的组件工夫以确保便宜、 有用的策画架构 。 大带宽天线可省略满意频带掩盖所需的天线数 目 ,天线 ∶的倍频程 。收发合一的天 1 1 线为确保高收发阻隔度不行同时完成收发效用 。真 正的众效用雷达大概会有长罗致时刻的需求 , 这导 致天线发射效用受限 ; 而电子攻击 ( EA )及通讯等功 能乃至需求连绵的发射和罗致 , 这就使得罗致 (或 发射 )的时刻受到极大控制 。收发星散体例可使发 射和罗致效用更为机动地计划 , 具有压缩射频孔径 的潜力 ,于是 AMRFS采取了收发星散天线体例 。 AMRFS测试平台的计划是采用 4 部低频段和 高频段收发阵列孔径 : 将 1 ~20 GHz频率掩盖鸿沟 分为 1 ~5 GHz和 4 ~18 GHz两个频段 。每个罗致 阵列均包含罗致阵列子体系 、 下变频子体系 、 RF 数 字罗致机 、 支撑同时及分时众效用罗致的惩罚及控 制体系 。每个发射子体系均包含发射阵列 、 上变 RF 频、 波形发生合成 、 支撑同时实时分众效用发射的处 [4] 理及限制体系 。 1997 年 ,工业界供应了包含宽带雷达 、 宽带电 子战 、 宽带通讯等正在内的支撑 AMRFS的工夫原料 。 AMRFS晚辈一步发扬成为 AMRFC 项目 , 相对 于初始计划 , AMRFC 策画举办了简化 , 发射和罗致 均采用单部天线 , 频段掩盖鸿沟也相应调治为 6 ~ 18 GHz。 AMRFC 效用框图 ,如图 6 所示 。 图 6 AM RFC 效用框图 字罗致机 ,另一家公司 ( General Dynam ics) 供应了中 间层以及软件支撑配置 。宽带众效用发射阵列包含 散布于四个象限中的 1 024 个众极化辐射元 , 每个 象限再进一步分成四个子阵 ,每个子阵由 16 个射频 输入端中的一个只身驱动 。罗致天线包含天线阵 元、 罗致模块和为完成同时众波束一定的射频合成 器 。罗致天线 个阵元和相应的罗致模 收发天线策画使体系具有同时变成 4 个发射波束和 36 个罗致波束的才略 , 具有强盛的资源重组才略 块 ,分 9 个子阵 , 每个子阵具有 128 个双极化阵元 。 三家重要承包商 (Lockheed Martin、 Northrop Grum 2 )分手供应罗致天线 、 man和 Raytheon 发射天线 所示 ) 。 peake 湾测试基地执行 , 水兵供应的硬件和软件被 集成到测试平台 (如图 8 所示 ) 上 , 正在测试流程中 , 水兵还从水兵水面战核心 ( NS WCDD ) 和水兵空战 核心飞机分部 (NAWCAD )派出了首要职员 。 演示效用包含 : X 频段邦防卫星通讯体系 (DSCS) 链途通讯 ; Ku频段战略通用数据量 ( TCDL ) 通讯 ; 采 个诱掖头和 3 部雷达的电子攻击才略 ; 天线极化分 集 ; 对 P - 3、 船只及 Tilghmann 上导航雷达辐射信号 的电子侦收等 。 用 7 ~16 GHz频段完成雷达探测效用 ; 同时抗衡 4 测试和评估职责于 2004 年正在 NRL 的 Chesa2 2009 年第 6 期 徐艳邦 等 : 归纳射频工夫及其发扬 555 图 7 天线子阵资源可动态组合 供应 InTop 观念及模块化、 怒放式、 可扩展模块途径。 与 ASAP 及 AMRFC 差异 , DBR 是面向 DDG1000 级摈弃舰研制的现实设备的雷达 , 其计划相比照较 落伍 ,未采用 AMRFC 中的超宽带阵列和收发星散 天线 AM RFC 测试平台 [ 5] AMRFC 举动道理演示项目验证了采用收发星散 的众波束、 众效用天线同时支撑电子战 、 通讯和雷达 效用的可行性 。AMRFC还正在单位之间接口显着界说 的底子上供应了模块化架构。然而 ONR 不满意于 此 ,于 2008 年推出 InTop 安放 ,目标是正在 AMRFC 原 理演示项目标底子上发扬支撑众级艨艟和缓台的可 扩展电子战、 雷达和通讯效用 ,采用模块化 /怒放式设 计以利于工夫升级 。该项目针对现实运用 ,发扬愿景 是统治射屡次谱 、 采用射频怒放式架构 、 适装于差异 平台的可扩展、 可负担体系。 InTop 将由探讨部分、 采 购部分及工业部分协同界说射频的事势、 效用及接口 , 探讨差异的阵面事势、 诈欺部件工夫的发扬下降阵面 的 本钱 。 已与工业部分举办了咨询 ,并条件后者 ONR DBR 由 Lockheed M artin 公司的 SPY - 4 体搜求 雷达 (VSR )和 Raytheon 公司的 SPY - 3 众效用雷达 (M FR )归纳而成 , 两部雷达的后端归纳由 Raytheon 公司有劲 。 SPY - 3 和 SPY - 4 均采用有源相控阵 体例 ,分手职责于 X 频段和 S频段 。双频段策画可 进步众径及不轨则传输要求下的检测才略 。其它 , 当一个频率被用于特定效用 (如为众枚导弹供应照 射 )时 ,另一个频率可用于分管负荷 ,很众搜求及跟 踪效用可由单个频率或同时两个频率完成 。 DBR 可代庖本来舰上 5 ~10 部雷达的效用 , 通 常 SPY - 3 用于海面 /低空搜求 、 潜望镜 /水雷检测 、 数据链 、 电子扞卫 、 导弹跟踪及对象映照等 , SPY - 4 则用于大空域连绵搜求 (如图 9 所示 ) 。 图 9 D BR的效用示贪图 21113 双频段雷达 ( D BR)雷达 556 2009 年第 6 期 雷达效用的一体化使得艨艟天线数目省略 , 利 于艨艟的隐身策画 ,于是 DDG1000 的 RCS比 CG47 和 DDG - 51 昭彰减小 (如图 10 所示 ) 。 段 ,用于 DDG1000 摈弃舰和“Ford ” 号航母的 6 套雷 达合同也已缔结 。 美空军的前辈战略战争机 ( ATF,其劳绩是 F 22 战争机 )基于“ 宝石柱 ” 安放发扬了归纳式航电架 构 ,完成了信号和数据惩罚模块的模块化 、 怒放式设 计 ,然而其传感器孔径及射频电途仍是分立的 。联 合攻击机 ( JSF, 劳绩为 F - 35 ) 项目正在航电方面比 ATF得到进一步的提拔 , 其航电架构基于越发前辈 的“ 宝石台 ” 。 安放 1997 年 9 月 JSF办公室进程 3 年体系计划界说 和演示 ,宣布了 210 版“JSF 航空电子体系机闭界说 ( JAAD ) ”重要实质包含 : 总方针划分 、 , 航空电子系 统收集 、 归纳中心惩罚 、 座舱人机接口 、 归纳射频探 测及归纳光电探测 、 板滞和电气接口 、 软件等 。 “ 宝石台 ” 航电体系架构如图 11 所示 。 统统归纳的射频支撑配置 ( IRSE ) ,基于飞机的射频 孔径与收发射频开闭相连 , 任何事势的天线都可通 过“ 定制 ” 射频开闭相连 。其它 , 射频开闭可策画成 为一个只身的单位或散布式排布于载机的差异位 置 ,散布式陈设看待机翼或尾部 的 传 感 器 更 加 有 利 。用于特定频带的射频转换模块可将射频下变 频为中频或将中频上变频为射频 。频率转换模块 的类型和数目由 MM IC 工夫的成熟水准及射频开 图 10 DD G1000 的 RCS昭彰减小 SPY - 3 型 X 波段雷达已于 2008 年秋季完毕了 海上测试 ,首批 2 套 SPY - 3 雷达阵列目前正正在装 配之中 , Raytheon公司于 6 月开端对首批雷达阵列 举办测试 。Lockheed M artin 公司开辟的 SPY - 4 型 S波段雷达船面下的组件部门已进入全速临蓐阶 图 11 宝石台 ” “ 航电体系架构 归纳射频探测部门重要剖析了归纳射频传感器 体系和射频孔径划分题目 。 射频孔径划分重要准绳是采用尽量少天线孔径 满意雷达、 电子战、 敌我识别和 CN I等做事。天线孔 径的类型采取和排布 (如图 12所示 )需琢磨到战争机 的潜正在效用需求 。传感器频段掩盖 2 MHz~18 GHz。 JSF将天线 部 ,晚辈一步减为 13部 。 看待归纳传感器体系 , JSF 项目标对象是发扬 212 美空军的探讨动态 2009 年第 6 期 徐艳邦 等 : 归纳射频工夫及其发扬 557 安放拉拢资助的一项 3 400 万美元的工夫危害减 缩探讨安放 。基于“ 宝石台 ” 第一阶段项目 , 美邦 空军决意 提 高 传 感 器 射 频 设 备 的 通 用 性 和 综 合 性 。由于“ 宝石台 ” 项目探讨结果解释 : 正在传感器 规模采用通用模块 、 资源共享及重构策画观念后 , 航电体系的制价和重量省略一半 , 牢靠性变为原 [7] 来的三倍 。 ISS由 Lockheed M artin 和 Boeing公司头领的两 个小组正在 4 年内完毕 , 对象是采用相对较少的怒放 式射频模块类型组成归纳的 、 可重构的射频惩罚结 构 。两个小组的专家以为 , ISS 的研制职责不是由 图 12 天线孔径的类型采取及排布 [ 6] 闭与频率转换器之间的接口决意 。中频转换器同 样会跟着 MM I 、 C 微型滤波器 、 声光配置以及 ADC 工夫的发扬而前进 。异日 , 模块的类型和数目都 会大幅省略 。 为下降射频探测效用区的工夫危害 , JSF 项目 办公室正在其工夫危害减缩探讨安放中包含了归纳 传感器 系 统 ( ISS ) 计 划 和 众 功 能 综 合 射 频 系 统 (M IRFS)安放 。 21211 ISS安放 ISS安放是美邦空军探讨尝试室 (AFRL )和 JSF 工夫胀动 ,而是由经济可经受性胀动 ,他们只需求重 新组合现有的效用 , 来抵达尺寸 、 重量 、 体积和用度 对象 。Boeing公司小组计算正在以资源共享为特性的 ISS 机闭中 , 采用 1998 年的工夫可能花费相当于 F - 22 飞机的 50% ~60%的用度 , 而抵达与 F - 22 飞机雷同的射频效用 。 ISS主题是省略总寿命周期 本钱而不是完成平台策画的最优 , 固然经济可经受 性是举办 ISS 研制的重要胀动力 , 通过滞碍重构增 强做事的牢靠性 、 通过信号及发射安装的归纳限制 得到较好的电磁兼容性也辱骂常首要的 。 ISS的重要探讨规模如图 13 所示 。 图 13 ISS安放探讨规模 558 2009 年第 6 期 13 解释 , ISS架构由具有尺度接口的效用块 图 构成 , RF信号通过共用口径举办收发 , RF 开闭准许 各孔径间共用频率转换模块 , 频率转换效用块完成 RF信号和 IF信号的转换 。 IF开闭进一步进步了系 统的可重构性 。接口是只身界说的 , 确保供应肯定 水准的策画机动性以利于平台完成 。 ISS不是用于装机的归纳射频航电体系 , 而是 为可负担归纳射频航电发扬供应框架 : 基于进程验 证的互连和限制战略完成尺度体系策画 ; 资源共享 的归纳众效用战略 ; COTS工夫的归纳 ; 针对众平台 的运用 ; 通用模块的角逐添置思念 。 举动比力 , F - 22 的雷达 、 电子战及 CN I的专用 射频模块品种分手为 20、 、 ISS 安放将 JSF 专 21 22, 用射频模块的品种压缩到 20,省略了 2 /3。 21212 M IRFS安放 无论从制价 , 重量依然从飞机总体策画角度分 Northrop Grumman 公司正在研制流程中充实鉴戒 man 的 T /R 组件相看待上一代产物具有更少的组 图 14 BAC - 11 机头部位的 APG - 81 雷达 习中 , APG - 81 呈现了其电子扞卫效用 。正在演习 中 ,雷达可同时应对众品种型的前辈作梗机 。 寄托 正在 M IRFS 项 目 中 的 技 术 积 累 , Northrop Grumman公司正在 APG - 77 雷达中集成了通讯效用 , 析 ,一个可依照需求完成雷达 、 电子侦听和电子作梗 效用的归纳射频孔径都是有吸引力的 。M IRFS 演 示项目即是针对此规模展开工夫攻闭 。 M IRFS于 1996 年 2 月启动 ,合同总额为 111 亿 美元 ,承包商包含 Hugh 公司 (后并入 Raytheon 公 司 )和 Northrop Grumm an 公司 。条件两家公司正在 5 成和更少的连合器 , AESA 的集成也大幅简化 。正在 M IRFS项目中 , Northrop Grumman 公司完成了 T /R 组件 100%的主动化临蓐 ; 且美水兵的只身测试也 验证了 T /R 组件本能和牢靠性 。 雷达于 1998 年 12 月起开端正在 BAC - 11 航电 试验飞机平台进步行航行测试 (图 14 ) ,测试项目包 括空空 、 合成孔径 、 动对象检测 、 电子战等 。 2004 年 12 月 , AFRL 完毕对 M IRFS /M FA 天线 月 ,工程发扬型的 M IRFS /M FA (APG - 81 )完毕 了正在 BAC - 11 上的首飞 ,并安放到 2009 年完毕 120 个架次的试飞 。 正在阿拉斯加举办的美空军“ 北方芒刃 2009 ” 演 发送速度达 548 MB / s,罗致速度达 1 GB / s。 目 ,对象是通过 M EM S 工夫对天线举办重构 , 确保 天线的超宽带本能 , 同时完成宽角扫描 。该项目成 功推出几种可重构孔径观念 , 众个科研机构均针对 M EM S的运用提出了改进计划 , 但都受制于 M EM S 工夫的不可熟 。值得一提的是 , 该项目标最大获胜 是演示了不需求重构就可超宽带职责的阵列。 GTR I MRC 和 Raytheon 公司均出席并演示了各自 、 的 RECAP 计划 。 乔治亚工夫探讨所 ( GTR I)公司推出的阵列 (图 15 )的每一个阵元的尺寸远小于尺度方形片状阵 元 ,通过 M EM S开闭将各个小阵元连合以变成单个 阵元 ,阵元的连合计划由遗传算法算计取得 。阵面 可职责于 018 ~215 GHz。该计划的控制正在于 : 为形 成一个阵元 , 需求采用很众 M EM S 开闭 , 开闭限制 电途的完成很是繁难 。 图 15 GTR I的 RECAP计划 年时刻内完毕雷达体系的研制和试飞演示 。依照合 同条件 ,新的有源众效用阵列 (M FA ) 可支撑雷达 、 通讯和电子战效用 , 且将 JSF 航电体系本钱省略 30% 、 重量省略 50% 。 了 APG - 76、 APG - 77 的工夫 , 雷达由前辈的 AESA 天线 、 高本能的罗致机 /鞭策器及贸易化惩罚器组 成 。AESA 工夫的改进使得体系制价和重量大幅下 降、 牢靠性和效力大幅提拔 。比方 , Northrop Grum 2 213 DARPA 的探讨动态 [ 8] 1999 年 , DARPA 启动可重构孔径 ( RECAP ) 项 2009 年第 6 期 徐艳邦 等 : 归纳射频工夫及其发扬 559 做事探讨公司 (MRC ) 发扬了一种紧耦合偶极 子阵列 ,如图 16 所示 , 偶极子的间隔为职责频带高 端所对应波长的一半 。该阵列演示了 7 个倍频程带 宽本能 。正在职责频带的低端 , 单个驱动阵元正在相邻 的阵元中鞭策起电流 , 变成一个等效大阵元 。该阵 列支撑 H 面 60 ° E 面 25 ° 和 的扫描 。 3 结 语 归纳射频工夫受到各邦高度着重 ,发扬势头迅猛。 本文正在剖析归纳射频工夫内在及重点的底子 上 ,细致描摹了美邦水兵 、 空军及邦防前辈预研安放 局正在该探讨规模的发扬经过 、 劳绩及最新动态 。美 邦正在归纳射频工夫底子外面探讨 、 超宽带可重构众 极化天线阵面 、 宽带 T /R 组件的策画和加工 、 体系 资源的动态计划等方面已远远领先于全邦各邦 。认 清差异 、 奋起直追已刻阻挡缓 。 图 16 M RC 的 RECAP计划 参考文献 : [ 1 ] JOHN M BORKY A rchitecture for Next Generation M ili2 . tary Avionics System s [ C ] / / IEEE Aerospace Conference [ 2 ] THOMAS DOVER R. 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An Open System A rchitecture for Inte2 [ 8 ] D r LARRY COREY Antenna Development at DARPA . . 波长的一半 ,波束扫描通过差异事势的延迟线完成 , 阵列正在扫数频带内均具有 60 ° 宽角扫描才略 。 探讨职责 ,正在 2006 年获胜推出了 33: 1 倍频程的天 线 所示 ) ,并具有扩充到 100: 1 的潜力 。 Raytheon公司发扬了双极化启齿阵元阵列如图 17 所示 ,经测试可职责于 10 个倍频程 ( 118 GHz~ 18 GHz) 。单位之间的间隔为最高职责频率所对应 图 17 Raytheon RECAP计划 RECAP安放于 2003 年终止 ,但 GTR I不断展开 作家简介 为雷达总体及信号惩罚工夫 。 图 18 GTR I的 33 倍频程天线) ,男 ,安徽明光人 ,探讨员 ,重要探讨对象 LeoDaga /Corsi/AD /Documenti/JAS% 202% 20AV I N I O CS% grated RF System s[ C ]. D igital Avionics System s Confer2 [ C ] / / Proceedings of SP IE, Bellingham , WA , 2004, 5 Proceedings, 1998: 265 2 281. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1999, 47 ( 19942 2 ) [ 20092 2 ] http: / / digilander libero. it/ 08 09 09 30 . 士 ,工程师 ,重要探讨对象为雷达总体技 术 , E2 mail: xygnriet@163. com; 徐艳邦 ( 1980 2) , 男 , 山东汶上人 , 硕