美國(guó)空軍用戰(zhàn)術(shù)波束成形技術(shù)推進(jìn)未來(lái)無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)能力

中國(guó)航空?qǐng)?bào)訊：美國(guó)空軍研究人員正研究分布式機(jī)載戰(zhàn)術(shù)波束成形能力，以支撐下一代的空中無(wú)人機(jī)能夠集群作戰(zhàn)。他們從位于馬里蘭州羅克維爾的智能自動(dòng)化公司（Intelligent Automation Inc.）找到了解決方案。5月20日，紐約州空軍研究實(shí)驗(yàn)室信息局的官員宣布與智能自動(dòng)化公司簽訂一份價(jià)值140萬(wàn)美元的合同，用于自主集群彈性網(wǎng)絡(luò)（DPAA-SEA）項(xiàng)目的分布式相控陣天線(xiàn)系統(tǒng)。

美國(guó)空軍正在要求智能自動(dòng)化工程師設(shè)計(jì)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(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)編隊(duì)之間的集群行為和協(xié)同。智能自動(dòng)化系統(tǒng)將使用全向無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同，形成一個(gè)具有分布式單元的偽相控陣，使全向天線(xiàn)能夠在更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)引導(dǎo)其信號(hào)。

這項(xiàng)工作是空軍研究實(shí)驗(yàn)室自主集群彈性戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目于2017年底啟動(dòng)，旨在開(kāi)發(fā)成本低廉的技術(shù)，用戰(zhàn)術(shù)波束成形技術(shù)為未來(lái)自主集群應(yīng)用組網(wǎng)，這將與當(dāng)前應(yīng)用的信息交換要求大不相同?？哲娧芯咳藛T說(shuō)，該項(xiàng)目尋求新的通信能力，以便在激烈競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)智能體之間的協(xié)同，而現(xiàn)有的軍事和商業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

該項(xiàng)目為未來(lái)基于群的自主無(wú)人機(jī)任務(wù)尋求新的聯(lián)網(wǎng)模式，以及為無(wú)人機(jī)群聯(lián)網(wǎng)提供現(xiàn)有的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路的新技術(shù)，其中包括分布式波束形成技術(shù)。這就是智能自動(dòng)化公司的用武之地。該公司將解決幾個(gè)問(wèn)題，以使集群無(wú)人機(jī)能夠在通信時(shí)執(zhí)行協(xié)作分布式波束成形。這些措施包括：

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

（2）可有效（具有可擴(kuò)展性）地向任意位置的節(jié)點(diǎn)分配傳輸權(quán)重，以便于達(dá)到預(yù)期的波束模式屬性要求（如：旁瓣側(cè)漏最小、窄波束帶寬等）；

（3）可有效地向集群參與者傳輸數(shù)據(jù)和控制消息；

（4）可通過(guò)波束成形、參與控制或其他技術(shù)，處理因節(jié)點(diǎn)空間分散形成的大多數(shù)波長(zhǎng)間隔而造成的時(shí)間延遲問(wèn)題。

智能自動(dòng)化公司研究人員將使用自適應(yīng)插值、瞬時(shí)頻率估計(jì)、允許軌跡識(shí)別以及感知和回避控制，在信號(hào)處理中考慮來(lái)自機(jī)載傳感器和鄰近消息的自我感知?jiǎng)幼?。公司工程師還將考慮情景感知推斷，如基于集群協(xié)議的鄰近預(yù)測(cè)動(dòng)作，并將整合來(lái)自機(jī)載光學(xué)傳感器、慣性測(cè)量單元和雷達(dá)的信息。

智能自動(dòng)化專(zhuān)家還將展示他們的群組網(wǎng)技術(shù)，使用低成本的I類(lèi)和Ⅱ類(lèi)無(wú)人機(jī)來(lái)展示分布式波束形成技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在戰(zhàn)術(shù)環(huán)境中聚集空中資產(chǎn)。無(wú)人機(jī)飛行線(xiàn)路測(cè)試將在紐約州羅馬附近的斯托克布里奇的環(huán)境試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。