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美国空军用战术波束成形技术推进未来无人机集群作战能力形成
2019-05-30

[据美国军事与航空电子网2019521日报道],纽约州罗马-美国空军研究人员需要分布式机载战术波束成形能力,以支撑下一代的空中无人机能够集群作战。他们从位于马里兰州罗克维尔的智能自动化公司(Intelligent Automation Inc.)找到了解决方案。

周一,纽约州罗马空军研究实验室信息局的官员宣布与智能自动化公司签订一份价值140万美元的合同,用于自主集群弹性网络(DPAA-SEA)项目的分布式相控阵天线系统。

美国空军正在要求智能自动化工程师设计和建造低成本的分布式波束形成能力,并配备大量的全向天线,以实现无人机编队之间的集群行为和协同。

智能自动化系统将使用全向无线电系统进行协同,形成一个具有分布式单元的伪相控阵,使全向天线能够在更远的范围内引导其信号。

这项工作是空军研究实验室自主集群弹性战术网络项目的一部分,该项目于2017年底启动,旨在开发成本低廉的技术,用战术波束成形技术为未来自主集群应用组网,这将与当前应用的信息交换要求大不相同。

例如,空军研究人员说,该项目寻求新的通信能力,以便在激烈竞争的环境中实现智能体之间的协同,而现有的军事和商业网络协议无法实现这一点。

该项目为未来基于群的自主无人机任务寻求新的联网模式,以及为无人机群联网提供现有的点对点数据链路的新技术,其中包括分布式波束形成技术。

这就是智能自动化公司的用武之地。该公司将解决几个问题,以使集群无人机能够在通信时执行协作分布式波束成形。这些措施包括:

1尽管存在相应的多普勒效应、不完善的PPLI和外部参考源不可用状况(如:GPS),整个集群应可精确载波/时间同步

2可有效(具有可扩展性)地向任意位置的节点分配传输权重,以便于达到预期的波束模式属性要求(如:旁瓣侧漏最小、窄波束带宽等)

3可有效地向集群参与者传输数据和控制消息

4可通过波束成形、参与控制或其他技术,处理因节点空间分散形成的大多数波长间隔而造成的时间延迟问题。

智能自动化公司研究人员将使用自适应插值、瞬时频率估计、允许轨迹识别以及感知和回避控制,在信号处理中考虑来自机载传感器和邻近消息的自我感知动作。

公司工程师还将考虑情景感知推断,如基于集群协议的邻近预测动作,并将整合来自机载光学传感器、惯性测量单元(IMUS)和雷达的信息。

智能自动化专家还将展示他们的群组网技术,使用低成本的I类和II类无人机来展示分布式波束形成技术的优势,在战术环境中聚集空中资产。无人机飞行线路测试将在纽约州罗马附近的斯托克布里奇可控性有争议的环境试验场进行。(北京海鹰科技情报研究所 李磊)

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