DARPA发起“毫米波数字阵列”(MIDAS)项目

据DARPA官网2018年1月24日报道，人们对在小型移动平台上利用毫米波频段进行通信的兴趣日益增长，小辐射孔径上的窄天线束可增强通信安全。然而目前的毫米波系统并不是用户友好型，且是特殊的，缺乏互通性，因此只能用于高度复杂的平台。为扩大毫米波相位阵列的使用范围，并使其更广泛地用于国防部系统，需要解决许多技术挑战，这些技术挑战包括：宽带射频覆盖、精确波束定位、用户发现和网络融合。多波束相控阵列的使用以及数字无线电和毫米波技术的进步推动技术发展至当前水平，而现在毫米波相控阵有望改变通信和网络移动平台。

工作在毫米波，或者更高频段的相控阵，已成为新兴5G手机市场的研究热点。商业应用主要解决“最后一公里”问题，即消费者要求在预定频率的相对较短的范围内，为高吞吐量应用提供更多带宽，并且对用户发现的障碍最小。另一方面，国防部创造更复杂的通信环境。经常相距数十海里甚至数百海里，当前军事平台正朝三个方向前进，然而方向不明。这种环境创造出独特的波束成形挑战，这些挑战不能通过当前通信方法轻易解决。

DARPA项目经理提摩太·汉考克说：“想象两架高速相对运动的飞机，这两架飞机在空中找到对方，利用定向天线波束进行通信，在新兴的商业市场领域创造了一个非常困难的挑战，无法通过相位阵列法克服。”

为解决这些挑战，DARPA发起“毫米波数字阵列”(MIDAS)项目。该项目旨在开发单元级数字相位阵列技术，以实现下一代国防部毫米波系统，预计为期4年，分三个阶段。为了解决自适应波束成形问题，并确保广泛应用最终解决方案，“毫米波数字阵列”(MIDAS)项目试图创建一个通用的数字阵列磁贴，以实现多波束定向通信。研究人员致力于缩小数字毫米波接收机的尺寸和功率，使相位阵列技术用于移动平台，并将移动通信提升到不太拥挤的毫米波频率。

相控阵设计中单元级数字波束形成的技术进展，正在实现新的多波束通信方案，或者使用多个光束同时在多个方向上接收和发射，有助于大大减少节点发现时间并提高网络吞吐量。汉考克说：“尽管对于下一代相控阵技术至关重要，但今天的数字波束形成技术仅限于较低的频率，使得由此产生的阵列太大而无法在小型移动平台上使用。”

为了缩小阵列的尺寸，毫米波技术进步有助于将工作频段推向更高的频段，将定向天线的功能引入小型移动平台。汉考克说：“通过“毫米波数字阵列”(MIDAS)项目，我们正在寻求提案，以将毫米波技术与数字波束形成技术相结合创造射频，为军队提供安全通信。”

为实现这个目标，“毫米波数字阵列”(MIDAS)项目聚焦两个关键技术领域。第一个技术领域是硅芯片的发展，以形成阵列磁贴的核心收发机。第二个技术领域是开发宽带天线、发射/接收元件和整体系统集成，这将使该技术能够用于多种应用，包括战术平台之间的视距通信，以及当前和新兴的卫星通信。