DARPA 推進(jìn)“陣元級緊湊型射頻前端濾波器”項(xiàng)目

DARPA 網(wǎng)站2022 年6 月報(bào)道，隨著射頻（RF）頻譜相關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展，為了在現(xiàn)代電磁頻譜（EMS）作戰(zhàn)中占據(jù)優(yōu)勢，建立EMS 領(lǐng)域?qū)κ值膲旱剐詢?yōu)勢，需進(jìn)一步提升射頻傳感器關(guān)鍵裝備的性能水平和靈活性。其中，一個(gè)優(yōu)先領(lǐng)域是提升/優(yōu)化有源相控陣（AESA）系統(tǒng)的性能和多功能性。

長期以來，DARPA 致力于為美國部隊(duì)研發(fā)/提供關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)支撐。敏捷EMS能力是支撐實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵任務(wù)態(tài)勢感知和戰(zhàn)術(shù)通信的核心要素。持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)的寬帶有源相控陣?yán)走_(dá)天線陣列由成百上千個(gè)小型收發(fā)通道（TRM）組成，較窄帶相控陣系統(tǒng)在硬件和功能上有顯著區(qū)別。寬帶AESA 能夠動(dòng)態(tài)配置波束，實(shí)現(xiàn)多頻靈活通信等多功能，在復(fù)雜（擁塞）射頻環(huán)境中具有突出應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，這種靈活性和多功能性也成為高效軍事行動(dòng)的關(guān)鍵。寬帶AESA系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)干擾/欺騙對抗，而且能進(jìn)行測繪、導(dǎo)航、探測、跟蹤和可視化，為跨域作戰(zhàn)提供寬帶數(shù)據(jù)鏈接支持。DARPA 充分認(rèn)識到，AESA 和EMS技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，對于保持和加速美國在電磁頻譜域的技術(shù)優(yōu)勢至關(guān)重要。

DARPA于2021年6月發(fā)布“陣元級緊湊型射頻前端濾波器”（COFFEE）項(xiàng)目廣泛機(jī)構(gòu)公告（BAA）。該項(xiàng)目旨在研發(fā)新型可集成高頻射頻前端濾波器，具有低損耗、高功率和易集成等優(yōu)點(diǎn)。目前，COFFEE項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已選定，由諾格公司、雷聲公司、Akoustis公司、BAE系統(tǒng)公司、Metamagnetics公司和多個(gè)高校組成。COFFEE項(xiàng)目研發(fā)的可集成高頻射頻前端濾波器技術(shù)，可有效減少干擾，在S波段至Ku波段（即2～18 GHz）頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能。這種新型濾波器技術(shù)能夠應(yīng)用于數(shù)字化AESA各收發(fā)通道（TRM），實(shí)現(xiàn)射頻系統(tǒng)在尺寸、質(zhì)量、性能和互操作性方面的均衡性。

COFFEE 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示，美國國防部對電磁頻譜優(yōu)勢重要性的認(rèn)識日益加深，對AESA 性能、體積和功能等方面的需求日益嚴(yán)苛。受系統(tǒng)尺寸限制，應(yīng)用傳統(tǒng)的濾波器集成技術(shù)，每個(gè)數(shù)字化陣元均暴露于干擾環(huán)境中。COFFEE 項(xiàng)目重點(diǎn)通過新興微電子材料的應(yīng)用和集成設(shè)計(jì)來構(gòu)建可集成高頻射頻前端濾波器，推進(jìn)新型小型化諧振器研發(fā)進(jìn)程。同時(shí)，將基于毫米波頻段，突破18 GHz 緊湊型諧振器基本限制，驗(yàn)證50 GHz 組件性能。

按照COFFEE 項(xiàng)目計(jì)劃，項(xiàng)目實(shí)施周期50 個(gè)月，分為3 個(gè)階段（18 個(gè)月的基礎(chǔ)階段、2 個(gè)15 個(gè)月的選擇性階段），隸屬于DARPA 電子復(fù)興計(jì)劃（ERI），研究工作于2022 年春啟動(dòng)。