综合射频技术的应用与发展

曹峻瑀

摘 要：综合射频技术的应用有效延长了传感器的寿命，实现了传感器功能的升级，解决了电子设备相容性差的问题，在功能的实现、升级以及动态分配系统资源方面有着积极的作用。本文主要针对综合射频技术的概念与发展进行分析。

关键词：综合射频技术；特点；发展

随着世界各国科技的发展，军事技术也有了飞速发展，国际间的激烈竞争对军事领域提出了更高的要求。现代海军也对舰载系统的功能的要求越来越高。但是目前军舰上的各种电子设备相容性较差，每一个电子设备都有着自己的接收装置，所以军舰上的天线数目众多。这样天线之间信号相互干扰，天线相互遮挡问题就随之出现。随着新设备的加入，新天线的需求也会增加，这样天线的位置的选择和电磁兼容问题成为军事领域的一大难题。综合射频技术在此问题的解决上做出了重大贡献，它对传感器的寿命周期的延长、新功能的实现、升级以及动态分配系统资源方面有着积极的作用。

一、综合射频技术及其要点

在军事领域，战斗机是一项重要的武器，它们大多采用了专用的射频传感器，以分散的形式布置在整个系统当中，完成着自己专门的任务。这种传感器功能独立，各种功能都有着自己独立的配套设备，重量和体积都相对较大，并且造价高、集成性比较差，很难对其升级或者改进，所以不能适应当前迅速发展的信息化高技术的战争需求。

随着科技的进步，科学家研制出一种能够把几个分布式带宽多功能孔径，这一设备取代了原先大数量的电线孔径，并且采用了模块化和开放式系统体系架构，并且配合使用功能控制和资源管理调度方法与软件，有效实现了雷达、通信系统、导航等多种射频功能的综合，这就是综合射频技术。此技术有效实现了射频模块的实施控制和资源共享、管理和分配。实现了通过一个射频模块能够构建出一个兼有多种功能的综合射频航空电子系統，降低了系统的成本、重量，同时使得失效率得到了控制。

二、国外发展历程及与应用

综合射频技术在军事领域展现出了它特有的魅力，因而在世界范围内得以快速推广，以美国为首的研究所在其研究方面投入了巨大的精力和财力，并且取得了巨大的成绩。

（一）美海军的研究动态

美国海军最先设计综合射频技术研究的军种，从二十世纪八十年代开始就着手与战斗机的研究和发展项目。到了九十年代就涉及到了共用孔径和多功能射频系统项目，后来逐渐发展到多功能射频概念。到了2004年海军研究室完成先进多功能射频概念的平台测试后，继续研究ONR启动综合上层建筑项目，进一步推动了综合射频技术的发展。后来美国海军从这些研究中总结出优秀技术，做出了DDG-1000驱逐舰项目的双频段雷达方案，使得综合射频技术上了一个新台阶。

（二）美国空军的研究动态

美国空军首先使用战斗机在“宝石柱”的基础之上对综合式航电架构做实验成功，实现了信号和数据处理模块的模块化、开放式设计。继而美国海军在联合攻击机项目上把综合射频技术进一步提升。

综合射频探测部分主要对综合射频传感器系统和射频孔径划分问题这两个方面进行了详尽的分析。射频孔径总体思想是减少天线孔径，但是要能够完成多种任务。根据战斗机的实际战况中的各种情况的需求，对天线孔径的类别进行合理选择，并且对其进行科学排布。传感器覆盖2MHz-18GHz。JSF屡次将天线孔径的数量进行压缩。而综合传感器系统，JSF项目的目标是发展完全综合的射频支持设备，所有的天线都跟射频开关相连。另外射频开关可以在载机的不同位置分布上独立单元的射频开关，这样的分布结构对于机翼或机尾的传感器非常有利。射频转换模块可以根据载机的实际需求进行射频频段的转换。

（三）DARPA的研究动态

DARPA主要目的是对电线进行优化设置，确保天线的超宽带性能，并且在此基础上实现宽角扫描。此项目研究成功了集中可重构孔径的概念，曾经有多个机构提出了多种方案想要进行创新、突破，但是因为MEMS技术不成熟，最终难以实现。但是这项目成功向世人演示了不需要重构就可以实现超宽带工作的阵列。

乔治亚技术研究所研制出比标准小很多的方形片状阵元，通过MEMS开关利用遗传算法计算，把小陣元连接起来形成一个个单个的阵元。阵面可以在0.8到2.5GHz频率段内工作。此种方案也有局限性，需要许多MEMS开关才能形成一个阵元，并且开关控制电路的实现比较困难。

三、结语

总之，射频技术在军事领域发挥出了巨大的作用，美国在综合射频技术基础理论研究、超宽带可重构多极化天线阵面研究上都要领先于世界军事行业。我国也要清楚我们与发达国家的差距，要勇于研究创新、力求缩小与他们的差距。

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