Sandia National Laboratories huvudutredare Jacques Loui, vänster, och en firmware-utvecklare är en del av ett team som omdesignar högpresterande radar som en flexibel, mångsidig sensor. Kredit: Craig Fritz, Sandia National Laboratories
Om radarerna bar byxor, skulle många av dem fortfarande vara klocka.
Betydande aspekter av radar har inte förändrats i grunden sedan 1970-talet, säger Kurt Sorensen, en senior chef som övervakar utvecklingen av högpresterande radiofrekvensbildtekniker vid Sandia National Laboratories. Precis som en skivspelare är de flesta system av militär kvalitet fortfarande analoga.
Nu ger Sandia radarn en stor digital makeover. Forskare arbetar för att ersätta äldre analoga radarer som vanligtvis används av militären med ett nytt, digitalt, mjukvarudefinierat system som kallas Multi-Mission Radio Frequency Architecture. Den omarbetade designen lovar amerikanska krigskämpar oöverträffad flexibilitet och prestanda under underrättelse-, övervaknings- och spaningsoperationer, även mot sofistikerade motståndare.
Sorensen sa att prototypdesigner för närvarande flygtestas med hjälp av testbäddsradarsystem på ett Twin Otter turbopropflygplan, och tekniken kan vara redo att användas under de kommande två åren.
Den framstående medlem av den tekniska personalen Jacques Loui leder Sandias tekniska team. Han sa att projektet, som ursprungligen finansierades av Sandias Laboratory Directed Research and Development-program och nu drivs framåt av försvarsdepartementet, var motiverat av en önskan att tillhandahålla operativ smidighet som krigsfighters för närvarande inte har med analoga system.
“Agility betyder förmågan för sensorn att vara kameleontliknande och anpassa sig till uppdragets behov,” sa Loui. “Vi vill vara medvetna om var vi är, var våra vänner och fiender är, och vi vill kunna verka obehindrat i omtvistade miljöer.”
Som en mångfärgad ödla kan Sandias digitala radar konfigureras om för olika funktioner, som kommunikation, navigering och elektronisk krigföring, vilket minskar behovet av ytterligare hårdvara. Användare kommer att kunna ladda ner de verktyg de behöver för varje uppdrag som firmware och mjukvara till utrustning ungefär lika stor som en liten verktygslåda.
“Vi ersätter äldre, analog-baserad signalbehandlingshårdvara med toppmodern, digitalt baserad firmware och mjukvara för signalbehandling,” sa Loui.
5G-teknik förbättrar radarprestandan
“Digitala, mjukvarubaserade radarsystem finns i liten skala,” sa Loui, men hans team använder avancerade elektroniska komponenter utvecklade för 5G-mobilsystem för att skörda stora fördelar i prestanda och smidighet jämfört med liknande teknologier. “Vårt mål är att leverera enastående sensorer till våra kunder på ett så effektivt sätt som möjligt.”
En firmware-utvecklare arbetar med en prototyp i verktygslådan för ett mjukvarudefinierat system som kallas Multi-Mission Radio Frequency Architecture. Kredit: Craig Fritz, Sandia National Laboratories
5G cellulär teknik ökar mängden information som trådlös teknik kan sända och ta emot. Sandia använder den för att skapa digitala bearbetningsverktyg som omvandlar enorma mängder analoga data till digitala signaler och vice versa, såsom en digital version av syntetisk bländarradar, en fjärrstyrd radiofrekvensbildteknik som används allmänt för många nationella säkerhetsuppdrag.
Sorensen sa att Sandia-radarer kräver extremt hög prestanda. Nu är tekniken äntligen vid en punkt där labbet kan göra övergången från analog till digital och bevara den extrema troheten.
Avancerad trådlös teknik gör det också möjligt för den nya digitala arkitekturen att driva flera radiofrekvenskanaler samtidigt, antingen arbeta tillsammans på en enda funktion eller arbeta oberoende av flera olika funktioner.
Prestanda förväntas fortsätta att förbättras.
“Användningen av kommersiellt tillgänglig elektronik drar ner kostnaderna för dessa sofistikerade system, vilket ger en tydlig väg för uppgraderingar när tekniken fortsätter att avancera”, säger Steven Castillo, nyligen pensionerad Sandia senior manager som arbetade med projektet. “Den nya arkitekturen sätter också scenen för att använda nya, mycket smidiga antenner i framtiden.”
Loui leder också Sandia-utvecklingen av dessa antenner.
Radarn motstår störning
“Den nya arkitekturen kommer att bli svårare för en motståndare att störa eller störa,” sa Loui.
Någon som vet att de övervakas av en radar kan sätta in motåtgärder som försämrar radarns prestanda, förklarade Loui. Men Sandias system gör det möjligt för användare att digitalt ändra egenskaperna hos sin sända signal i realtid, vilket gör det svårare att känna igen. Dessutom kan det högpresterande systemet användas för att analysera en komplex radiofrekvensmiljö – en som har många typer av signaler, inklusive de från en motståndare.
“Signal- och antennflexibilitet ger radaroperatörer en oöverträffad mängd flexibilitet att ändra radaroperationer, vilket mildrar effekterna av motstridiga störningar,” sa Loui.
När den nya radartekniken fortsätter att mogna, är Sandias grundläggande digitala radararkitektur och tvärorganisatoriska forskningsteam positionerat för att möjliggöra adoption av nya generationer av snabbt föränderlig teknologi för ökad prestanda samtidigt som systemet skräddarsys för ett växande utbud av applikationer.
Lockheed Martin introducerar nästa generations radarteknik—Digital Array Row Transceiver (DART)
Tillhandahålls av Sandia National Laboratories
Citat:Radar får en stor makeover (2022, 19 juli) hämtad 19 juli 2022 från https://techxplore.com/news/2022-07-radar-major-makeover.html
Detta dokument är föremål för upphovsrätt. Bortsett från all rättvis handel i syfte att privata studier eller forskning, får ingen del reproduceras utan skriftligt tillstånd. Innehållet tillhandahålls endast i informationssyfte.
Håll kontakten med oss på sociala medieplattformar för omedelbar uppdatering klicka här för att gå med i vår Twitter och Facebook
