當今的電磁(EM)頻譜是一種稀缺資源,由于友好,不友好和中立的實體在任何給定的時間,位置和頻率上爭奪可用的頻譜資源,因此變得越來越擁擠和競爭激烈。在國防部(DoD)內(nèi),諸如通信網(wǎng)絡和雷達之類的射頻(RF)系統(tǒng)必須在這種擁擠的環(huán)境中運行,并應對來自自身和外部生成的信號的破壞任務的干擾。支持寬帶EM頻譜操作的需求也增加了負擔,因為減輕寬帶接收器干擾的當前方法不夠理想,并在信號靈敏度,帶寬使用和系統(tǒng)性能方面造成了折衷。此外,在自我干擾的情況下,
DARPA項目經(jīng)理Timothy Hancock博士說:“在不可預測的EM環(huán)境中保護寬帶數(shù)字無線電不受干擾和干擾對于我們的防御能力至關重要,并促使人們探索寬帶可調(diào)電路架構以支持認知無線電技術。”“與窄帶無線電依賴于預先計劃的濾波和窄帶信號消除之間的切換不同,當今的寬帶無線電缺少射頻前端,該前端可以幫助在有害??信號到達敏感接收器電子設備之前對其進行緩解。”
寬帶自適應RF保護(WARP)程序旨在增強對在擁擠且競爭激烈的EM環(huán)境中運行的寬帶接收器的保護。目的是開發(fā)寬帶,自適應濾波器和模擬信號消除器,以選擇性地衰減或消除外部產(chǎn)生的干擾信號(例如,對抗性干擾產(chǎn)生的干擾信號)和自發(fā)產(chǎn)生的干擾信號(例如由無線電設備自己的發(fā)射機產(chǎn)生的干擾信號),以進行保護寬帶數(shù)字無線電飽和。當接收到的信號的功率電平超出接收器的動態(tài)范圍(或它可以處理的弱到強信號的范圍)時,就會發(fā)生飽和。當受到干擾或干擾時,目標WARP組件將通過自適應硬件的智能控制來感知并適應EM環(huán)境。
為了解決外部干擾,WARP將探索寬帶可調(diào)諧濾波器的開發(fā),該濾波器可連續(xù)檢測EM環(huán)境并適應維持接收機的動態(tài)范圍而不會降低信號靈敏度或帶寬。該研究將研究由最先進的組件和包裝支持的創(chuàng)新過濾器體系結構,以實現(xiàn)程序的目標指標。
“使用WARP濾波器,目標是在不衰減較小信號的情況下減少較大信號的影響。通過衰減較大信號,寬帶RF系統(tǒng)能夠更好地在較寬的帶寬上收聽弱信號和強信號。” 。
WARP還將通過開發(fā)自適應模擬信號消除器來解決自生推理。“有時,系統(tǒng)自己的發(fā)射機是接收機的最大干擾源。為避免這一問題,傳統(tǒng)上,在不同頻率下進行發(fā)送和接收是司空見慣的,借助頻率雙工器將兩個頻段分開。但是,對于國防系統(tǒng)在相同頻率上進行發(fā)送和接收有很多好處,例如使頻譜效率提高一倍,并提高網(wǎng)絡吞吐量。這種概念稱為“相同頻率同時發(fā)送和接收(STAR)”,”漢考克說。
由于很少有確保發(fā)射機泄漏不會干擾接收機的可用方法,因此限制了使用同頻STAR。為了解決這個問題,WARP將探索模擬抵消器,以減少寬帶數(shù)字接收器之前的傳輸泄漏,以便在數(shù)字域中采樣并進一步消除任何殘余泄漏。
“通過WARP的技術發(fā)展,我們減少嚴重干擾問題和保護寬帶無線電的能力將大大提高。此外,如果成功,這些技術將使在擁擠的動態(tài)頻譜環(huán)境中使用軟件定義的無線電(SDR)成為可能。今天受到限制。”漢考克總結道。