据DARPA网站2018年1月24日报道]DARPA正在组织设立“毫米波数字阵列”(MIDAS)项目，旨在发展工作在18GHz～50GHz频段的多波束数字相控阵技术，以加强军事系统之间的安全通信能力。
越来越希望在小型移动系统上广泛应用毫米波频带进行通信，因为较小辐射孔径所产生的窄天线波束有助于增强通信安全能力。然而，今天的毫米波系统被设计用于专门系统，并不方便使用，缺乏互操作性，因此只能应用于最复杂的系统。为了扩大毫米波相控阵技术的应用范围，使其在美国国防部系统广泛应用，必须克服宽带频率覆盖、精确波束指向、用户发现和网状网络等多个挑战性的技术问题。目前，多波束相控阵已经应用，数字无线电和毫米波技术也取得了进步，如果毫米波相控阵技术被应用于通信和网络移动系统，意味着技术发展的地平线上将发生范式转换。
工作于更高频率毫米波频段的相控阵技术，是新兴5G蜂窝手机市场的一个活跃的研究领域。然而，商业应用主要解决“最后一公里”问题，消费者需要给高数据吞吐量的应用以更多的带宽，在相对较短的距离上，在预定的频率范围内，使用户发现的障碍最小。与之相比，军用系统处于更复杂的通信环境。而且，如今的军事系统通常相隔数十英里，甚至数百英里距离，并在三维空间里以未知的方向移动。这种环境对于波束形成技术所带来的挑战，无法通过应用现有的商业通信方法轻易解决。
DARPA项目经理蒂莫西·汉考克说:“想象一下，两架高速飞行的飞机相互运动。它们必须在空中找到彼此，以便利用定向天线波束进行通信，这就产生了一个非常困难的、利用商用相控阵方案无法解决的挑战性问题。”
为了克服这些挑战性问题，DARPA将启动“毫米波数字阵列”(MIDAS)项目。该计划的目标，是开发基本单元级别的数字相控阵技术，以支持下一代军用毫米波系统。为了解决自适应波束形成问题，并确保最终解决方案获得广泛应用，MIDAS项目寻求创建一种能够支持多波束定向通信的通用数字化阵列单元。研究的重点在于降低数字化毫米波收发器的尺寸并增强其性能，将相控阵技术应用于移动系统，并将移动通信的频段范围提高到不那么拥挤的毫米波频段。
在相控阵设计中，单元级别的数字波束形成技术的进步，带来了新的多波束通信方案——同时在多个方向上接收和发送多个波束，有助于显著减少节点发现时间，提高数据吞吐量。Hancock说:“虽然对下一代相控阵技术至关重要，但今天的数字波束形成技术只应用于较低频率，阵列天线相对于小型移动系统而言也太过庞大。”
毫米波技术的进步有助于将工作频率推向更高频带、缩减相控阵天线阵列尺寸、将定向天线能力引入小型移动系统。Hancock说:“我们正在寻求MIDAS项目的研究建议，使毫米波技术和数字波束形成技术相结合，为美国军队提供具备安全通信能力的无线电技术。”
为了实现目标，MIDAS项目专注于两个关键技术领域。首先是硅芯片的发展，以形成阵列单元核心收发器。其次是宽带天线、收发组件以及系统整体集成方法的发展，使该技术能够被用于战术系统之间的视距通信以及当前和新兴卫星通信等多种应用场合。
（工业和信息化部电子第一研究所 王巍）
参考：http://www.dsti.net/Information/News/108363
编辑：电波之矛
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