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【精华推荐】DARPA最前沿:新兴无线电发射机、战术海底网络架构项目、座舱机组人员工作自动化系统、抗振抗冲击惯性传感器

美国DARPA研发新型无线电发射机

将彻底改变战场通信

美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在研发新型无线电通信技术,他们宣称这种技术一旦完成,将彻底改变战场通信技术,或者说将是无线电通信的革命。

据国防新闻(Defense NEWS)报导,这项开发技术案称为“机械式天线”(A Mechanically Based Antenna),简称“阿米巴计划”(AMEBA)。是一种新式的特低频(ULF)和甚低频(VLF)通信。

特低频是频率介于300Hz与3000Hz间的电磁波;甚低频是指频率由3000 Hz至30000 Hz的电磁波。这类电磁波的波长极长,达到10公里到100公里区间内,波长愈长的无线通信号愈不容易受到阻挡,因此能够穿透水、土壤、岩石、金属和一般建筑材料,可以做为有效的长途通信,也不会受障碍物阻隔。

“阿米巴计划”的研发经理特洛伊.欧森(Troy Olsson)说:“如果我们的计划成功, 水下工作人员将能够使用特低频与其他潜艇、水面船舰直接通信,甚至坑道、地底洞穴的通信也会成为可能。”

既然低频电波有这么大的通信能力,为什么现在才开始研发呢?问题就出在特低频和甚低频的波长太长,天线也必须做的很大才能有效发射,因此现在的长波无电天线台都占地极大,只能在少数地方部署,通常是潜舰的命令发送站。

“阿米巴计划”是希望将发射机缩小,小到可以随身携带的地步。欧森说:“阿米巴的低频电波不是用电子功率放大器产生振荡电流,而是用机械材料制造新的低频电波。”

目前美军陆地面部队使用的是PRC 117 SATCOM和PRC-150高频无线电通信机。虽然可以提供良好的远距距通信,但是也有很多缺点。高频无线电台受到地形影响,通信员必须寻找良好的发射地点,而且也受到气候环境的影响。

目前甚低频与特低频也用在地震的搜救工作,因为它能够穿透岩石和建筑材料,可以在瓦砾下进行相关通信。

“阿米巴计划”是在2016年12月提出,目前还在构想讨论的初步阶段。DARPA将在1月初提出更具体的计划方向。



DARPA推进“座舱内机组人员

工作自动化系统”项目

美国防高级研究计划局(DARPA)“座舱内机组人员工作自动化系统”(ALIAS)项目寻求研发一种能为现有飞机提供先进自动化的可调、插入式、可卸载套件,既可减少机组人员,也可提升飞机任务质量及飞行安全。目前,DARPA已经完成该项目第二阶段工作,第三阶段工作将与洛克希德·马丁公司下属的西科斯基公司合作。

第二阶段验证系统安装在座舱地板以及固定翼和直升机机身内,该系统能快速与飞机现有机械、电子与诊断系统相联接。

ALIAS第二阶段工作实现的成就包括:对安装了ALIAS技术的两架塞斯纳208“大篷车”固定翼飞机、一架“钻石”DA-42固定翼飞机及一架西科斯基S-76直升机成功进行了飞行验证;对ALIAS响应各种模拟飞行紧急状况(譬如,可能导致飞行员偏离预定计划或标准做法的系统故障)成功进行了地面验证;验证了ALIAS快速适应新平台的能力,并证明了安装及移除该套件不会影响适航性。

第三阶段工作将进一步加强ALIAS应急响应能力、降低飞行员工作量及适应不同任务和机型的能力,其中一项重要任务是探索使用户更轻松控制ALIAS系统并与其实现交互的直观人机界面方案,最终实现在7种未试验过的固定翼、旋转翼平台上验证改进的ALIAS系统能力。

当前,NASA、美国空军、陆军、海军已表达了对ALIAS系统潜在能力的兴趣,也为项目发展提供了支持。


DARPA的TUNA项目已完成第一阶段

据外媒报道, 如果真相是战争的第一个受害者,那么另一个受害者可能是通讯。为了确保美国海军能在数据系统受干扰时继续进行, 美国国防部高级研究计划局(DARPA)正在进行其战术海底网络架构(TUNA)项目。TUNA项目旨在通过通过先进的光纤技术和网络浮标使美国海军的通讯能力快速恢复,目前这个项目已经完成第一阶段。

DARPA表示,TUNA是一个能自行供电、快速部署的射频网络,通过使用连接水下小直径光纤的浮标,其能够持续工作长达30天。 该机构认为这个时间足够使军方恢复受影响的战术数据网。第一阶段旨在完成建模、仿真、简化组件技术开发以及浮标和光纤的海上试验等。

第一阶段的主要任务是找到一种为网络供电的方法。 华盛顿大学应用物理实验室(APL)找到了一种称为“自我部署的波能浮标((WEBS)”解决方案。


HRL实验室为DARPA研发

抗振抗冲击惯性传感器技术

ATLAS将结合柯氏振动陀螺仪(CVG)的微机电系统(MEMS)传感器与一个极精准原子钟基准频率同步,以利用原子超精细跃迁频率的精确性。

据麦姆斯咨询报道,美国国防高级研究计划局(DARPA)授予HRL实验室一份430万美元合同,用于研发抗振抗冲击惯性传感器技术,确保本系统在没有GPS信号时也能提供精确的导航技术。

定位、导航和定时是位置精度的关键,也是确保现代军事任务取得成功的关键所在。目前的军事系统通常依赖GPS来确保位置精度。虽然GPS在最佳信号下可提供亚米精度,但是该信号常常由于自然或人为干扰导致信号丢失或降低信号强度。

HRL所属传感器和材料实验室项目负责人Logan Sorenson表示:“ATLAS项目将提供一种综合方案来破解惯性传感器技术中的性能、成本、尺寸、重量和功率等障碍,从而预防GPS定位、军事定位、导航与制导的不稳定性。”

ATLAS将结合柯氏振动陀螺仪(CVG)的微机电系统(MEMS)传感器与一个极精准原子钟基准频率同步,以利用原子超精细跃迁频率的精确性。

Sorenson说:“项目工程方面的挑战在于,如何能开发一个系统架构,以在不引入其它噪音的情况下,将该原子钟基准频率的稳定性传递给柯氏振动陀螺(CVG)传感器。我们非常兴奋地探索这种新方法来解决美国军方长期面临的精确导航需求。”

HRL实验室总部位于加利福尼亚州的马利布。该实验室所有权归波音公司和通用动力公司联合拥有,它是一家企业研发实验室,专门研究传感器和材料、信息和系统科学、应用电磁学和微电子学。HRL提供定制研究与开发,并为其LLC成员公司、美国政府和其他商业公司执行额外的研发合同服务。

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