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美國空軍用戰術波束成形技術推進未來無人機集群作戰能力

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-06-18 瀏覽次數:0
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中國航空報訊:美國空軍研究人員正研究分布式機載戰術波束成形能力,以支撐下一代的空中無人機能夠集群作戰。他們從位于馬里蘭州羅克維爾的智能自動化公司(IntelligentAutomationInc.)找到了解決方案。5月20日,紐約州空軍研究實驗室信息局的官員宣布與智能自動化公司簽訂一份價值140萬美元的合同,用于自主集群彈性網絡(DPAA-SEA)項目的分布式相控陣天線系統。

美國空軍正在要求智能自動化工程師設計和建造低成本的分布式波束形成能力,并配備大量的全向天線,以實現無人機編隊之間的集群行為和協同。智能自動化系統將使用全向無線電系統進行協同,形成一個具有分布式單元的偽相控陣,使全向天線能夠在更遠的范圍內引導其信號。

這項工作是空軍研究實驗室自主集群彈性戰術網絡項目的一部分,該項目于2017年底啟動,旨在開發成本低廉的技術,用戰術波束成形技術為未來自主集群應用組網,這將與當前應用的信息交換要求大不相同。空軍研究人員說,該項目尋求新的通信能力,以便在激烈競爭的環境中實現智能體之間的協同,而現有的軍事和商業網絡協議無法實現這一點。

該項目為未來基于群的自主無人機任務尋求新的聯網模式,以及為無人機群聯網提供現有的點對點數據鏈路的新技術,其中包括分布式波束形成技術。這就是智能自動化公司的用武之地。該公司將解決幾個問題,以使集群無人機能夠在通信時執行協作分布式波束成形。這些措施包括:

(1)盡管存在相應的多普勒效應、不完善的信息和外部參考源不可用狀況(如:GPS),但整個集群仍可精確載波/時間同步;

(2)可有效(具有可擴展性)地向任意位置的節點分配傳輸權重,以便于達到預期的波束模式屬性要求(如:旁瓣側漏最小、窄波束帶寬等);

(3)可有效地向集群參與者傳輸數據和控制消息;

(4)可通過波束成形、參與控制或其他技術,處理因節點空間分散形成的大多數波長間隔而造成的時間延遲問題。

智能自動化公司研究人員將使用自適應插值、瞬時頻率估計、允許軌跡識別以及感知和回避控制,在信號處理中考慮來自機載傳感器和鄰近消息的自我感知動作。公司工程師還將考慮情景感知推斷,如基于集群協議的鄰近預測動作,并將整合來自機載光學傳感器、慣性測量單元和雷達的信息。

智能自動化專家還將展示他們的群組網技術,使用低成本的I類和Ⅱ類無人機來展示分布式波束形成技術的優勢,在戰術環境中聚集空中資產。無人機飛行線路測試將在紐約州羅馬附近的斯托克布里奇的環境試驗場進行。

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