美空軍推進(jìn)未來無人機(jī)集群作戰(zhàn)能力形成

據(jù)美軍事與航空電子網(wǎng)2019年5月21日報道，紐約州羅馬空軍研究實(shí)驗室信息局宣布與智能自動化公司簽訂了用于自主集群彈性網(wǎng)絡(luò)(DPAA-SEA)項目的分布式相控陣天線系統(tǒng)合同。

美空軍正在要求智能自動化工程師設(shè)計和構(gòu)造低成本的分布式波束形成能力，并配備大量的全向天線，以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)編隊之間的集群行為和協(xié)同。智能自動化系統(tǒng)將使用全向無線電系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同，形成一個具有分布式單元的偽相控陣，使全向天線能夠在更遠(yuǎn)的范圍內(nèi)引導(dǎo)其信號。

這項工作于2017年底啟動，是空軍研究實(shí)驗室自主集群彈性戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)項目的一部分，旨在開發(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。

該項目尋求新的通信能力，以便在激烈競爭的環(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)議無法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。此外，該項目為未來基于群的自主無人機(jī)任務(wù)尋求新的聯(lián)網(wǎng)模式，以及為無人機(jī)群聯(lián)網(wǎng)提供現(xiàn)有的點(diǎn)對點(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)。

智能自動化公司將采取下列措施解決問題，以使集群無人機(jī)能夠在通信時執(zhí)行協(xié)作分布式波束成形：

1)盡管存在相應(yīng)的多普勒效應(yīng)、不完善的PPLI和外部參考源(如GPS)不可用狀況，整個集群應(yīng)可精確載波/時間同步；

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)可通過波束成形、參與控制或其他技術(shù)，處理時間延遲問題。

智能自動化公司研究人員將使用自適應(yīng)插值、瞬時頻率估計、允許軌跡識別以及感知和回避控制，在信號處理中考慮來自機(jī)載傳感器和鄰近信號的自我感知動作。公司還將考慮情景感知推斷，如基于集群協(xié)議的鄰近預(yù)測動作，并將整合來自機(jī)載光學(xué)傳感器、慣性測量單元(IMUS)和雷達(dá)的信息。智能自動化專家還將展示群組網(wǎng)技術(shù)，使用低成本的I類和II類無人機(jī)來展示分布式波束形成技術(shù)的優(yōu)勢。