1月24日，DARPA公布了新的“毫米波數(shù)字陣列”（MIDAS）項目，該項目旨在研發(fā)一種運行頻率為18~50吉赫茲的多波束數(shù)字相控陣技術(shù)，以強化軍事平臺之間的通信安全。

研發(fā)背景

如今，人們越來越感興趣于在小型移動平臺上廣泛運用毫米波頻段來進(jìn)行通信。在這種應(yīng)用場景中，來自小輻射孔徑的較窄天線波束可以提高通信的安全。但是，目前的毫米波系統(tǒng)易用性不足，而且是平臺專用，缺乏互操作性，因此只能在最復(fù)雜的平臺上使用。為了拓展毫米波相控陣的用途，并使之廣泛應(yīng)用于國防部的各種系統(tǒng)，必須克服許多技術(shù)挑戰(zhàn)，包括寬頻覆蓋、精確波束指向、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)等。受益于多波束相控陣的應(yīng)用，以及數(shù)字無線電和毫米波技術(shù)的進(jìn)步，人們發(fā)展出了當(dāng)今的技術(shù)能力，而接下來，在毫米波相控陣的推動下，通信和網(wǎng)絡(luò)化移動平臺將迎來新的變革。

現(xiàn)有挑戰(zhàn)

 以毫米波或甚高頻（VHF）運行的相控陣，已成為新興5G市場一個活躍的研究領(lǐng)域。商業(yè)應(yīng)用主要解決“最后一英里”問題，滿足消費者在較短距離內(nèi)獲得更多帶寬的需求。而國防部平臺需要面對更復(fù)雜的通信環(huán)境。軍事平臺通常相隔數(shù)十甚至數(shù)百海里，它們在三維空間里移動而且方向不確定。這種應(yīng)用環(huán)境存在特殊的波束成形挑戰(zhàn)，無法通過當(dāng)前的通信方法加以解決。比如，設(shè)想兩架高速飛行并發(fā)生相對運動的飛機(jī)，它們必須互相找到對方，然后使用定向天線波束進(jìn)行通信，這就是非常困難的挑戰(zhàn)，無法使用商業(yè)相控陣方案來解決。

項目目標(biāo)

 為克服上述挑戰(zhàn)，DARPA啟動了“毫米波數(shù)字陣列”（MIDAS）項目。項目旨在研發(fā)陣元級數(shù)字相控陣技術(shù)，為國防部下一代毫米波系統(tǒng)提供支撐。為了解決波束成形問題并確保解決方案在應(yīng)用上的廣泛性，MIDAS項目將尋求研制一種可推動實現(xiàn)多波束定向通信的通用數(shù)字陣列模塊。

項目研究重點

研究重點是降低數(shù)字毫米波收發(fā)器的尺寸和功率，從而使相控陣技術(shù)能夠應(yīng)用于移動平臺，并使移動通信能夠使用不太擁擠的毫米波頻率。

陣元級數(shù)字波束成形技術(shù)的進(jìn)步正在推動形成新的多波束通信方案（或使用多個波束同時進(jìn)行多個方向的接收和發(fā)送）。這些方案有助于大幅縮短節(jié)點發(fā)現(xiàn)時間，并提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。然而，盡管這對于下一代相控陣來說十分關(guān)鍵，但目前的數(shù)字波束成形技術(shù)受限于較低的頻率，導(dǎo)致相應(yīng)的陣列在尺寸上因過大而無法在小型移動平臺上使用。為了減小陣列的尺寸，毫米波技術(shù)的研究將把運行頻率提升至更高的頻段。DARPA希望供應(yīng)商的技術(shù)提案能夠結(jié)合毫米波和數(shù)字波束成形技術(shù)的最新進(jìn)步來研制無線電，從而為美軍提供安全的通信能力。

為了實現(xiàn)該目標(biāo)，MIDAS項目聚焦于兩個關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域：一是研發(fā)用于核心收發(fā)器的硅芯片；二是研發(fā)寬帶天線、收發(fā)組件以及系統(tǒng)集成，通過集成使該技術(shù)能夠得到廣泛的應(yīng)用，包括戰(zhàn)術(shù)平臺之間的視距內(nèi)通信，現(xiàn)有和新興的衛(wèi)星通信等。

該項目為期四年，分三個階段實施，已在1月23日發(fā)布跨部門公告（BAA）。