DARPA busca mejorar las comunicaciones militares con matrices digitales

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Existe un creciente interés en hacer un uso más amplio de la banda de frecuencia de ondas milimétricas para las comunicaciones en plataformas móviles pequeñas donde los haces de antena estrechos de pequeñas aberturas radiantes proporcionan una mayor seguridad de comunicación. Sin embargo, los sistemas de ondas milimétricas actuales no son fáciles de usar y están diseñados para ser específicos de la plataforma, carecer de interoperabilidad y, por lo tanto, están reservados solo para las plataformas más complejas.

Los arreglos phased-array que operan en ondas milimétricas o en frecuencias muy altas ya son un área activa de investigación en el emergente mercado celular 5G. Las aplicaciones comerciales resuelven principalmente el problema de la «última milla», donde los consumidores exigen más ancho de banda para aplicaciones de alto rendimiento en intervalos relativamente cortos a frecuencias predeterminadas y con obstáculos mínimos para el descubrimiento del usuario.

Por otro lado, las plataformas DoD crean entornos de comunicaciones mucho más complejos. A menudo separados por decenas o incluso cientos de millas náuticas, las plataformas militares actuales se mueven en tres dimensiones con orientaciones desconocidas. Este entorno está creando desafíos únicos de formación de haces que no se pueden resolver fácilmente aplicando enfoques de comunicación actuales.

La solución a los desafíos de las comunicaciones

Para enfrentar estos desafíos, DARPA está lanzando el programa de matrices digitales de ondas milimétricas (MIDAS). El programa tiene como objetivo desarrollar tecnología digital de fase phased array a nivel de elementos que permitirá la próxima generación de sistemas de ondas milimétricas DoD. Para ayudar a resolver el problema adaptativo de formación de haces y garantizar una amplia aplicación de las soluciones resultantes, MIDAS busca crear una matriz de matriz digital común que permita las comunicaciones direccionales de haces múltiples.

Los avances en la formación de haces digitales a nivel de elementos en diseños de matriz en fase permiten nuevos esquemas de comunicación de haces múltiples o el uso de varios haces que reciben y transmiten en múltiples direcciones simultáneamente para ayudar a reducir significativamente el tiempo de descubrimiento de nodos y mejorar el rendimiento de la red.

Para reducir el tamaño de las matrices, los avances en la tecnología de ondas milimétricas ayudarán a impulsar la frecuencia de operación a bandas más altas, llevando las capacidades de las antenas direccionales a plataformas móviles pequeñas. «A través de MIDAS, estamos buscando propuestas que combinen los avances en ondas milimétricas y tecnologías de formación de haces digitales para crear radios que entregarán comunicaciones seguras para nuestros militares», dijo Hancock.

Para lograr sus objetivos, MIDAS se centra en dos áreas técnicas clave. El primero es el desarrollo de los chips de silicio para formar el transceptor central para el mosaico de matriz. La segunda área se centra en el desarrollo de antenas de banda ancha, componentes de transmisión / recepción (T / R) y la integración general del sistema que permitirá que la tecnología se utilice en múltiples aplicaciones, incluidas las comunicaciones de línea de vista. entre las plataformas tácticas, así como las comunicaciones por satélite actuales y emergentes.

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