简述宽带自适应RF抗干扰软件定义无线电关键技术

军事宇航电子网站2021年2报道，美国空军研究实验室官员上周三宣布与L3Harris签订一份价值720万美元的宽带自适应射频保护（WARP）项目合同，该项目要求开发宽带自适应射频滤波器和抵消器，以便在拥挤和对抗环境中使用宽带软件定义无线电。

当受到干扰和自干扰时，这些滤波器和抵消器通过对其自适应硬件的智能控制来自动感知和适应电磁环境。这一理念是有选择地衰减干扰，特别是在对抗环境中，并保护宽带数字无线电免于饱和。

美空军研究实验室代表美国国防先进研究计划局（DARPA）将这份合同授予了L3Harris，后期可能还会授出更多WARP合同。WARP计划包括两个为期四年的技术领域：宽带自适应滤波和宽带信号消除。

研究人员解释，因为受到模数转换器带宽的限制，数字接收机历史上一直是窄带的。这些窄带系统通过预先规划的滤波防止不需要的信号到达模数转换器。不过，过去十年来，模数转换器技术已可实现大于10GHz的瞬时带宽。这一性能对于宽带数字接收机来说已经足够，但带来了两个挑战：一是与窄带模数转换器相比，宽带模数转换器的可用输入电压摆幅相对较小，动态范围减小；二是带宽的增加以及更多信号的进入，意味着进入模数转换器的电压摆幅变大。

DARPA WARP计划寻求通过输入频谱的自适应均衡保护宽带接收机免受外部和自干扰，从而使其保持在宽带数字接收机的动态范围内。

目前，接收机通过静态滤波、自动增益控制或信号限幅器来防止外部干扰。不过，静态滤波仅使用数字接收机的一小部分带宽，具有良好的灵敏度，但没有充分利用可用接收机带宽。而自动增益控制利用了系统带宽，但降低了小信号灵敏度。信号限幅器则会导致交调失真，可能降低系统整体灵敏度。有时使用可调谐滤波器作为解决方案，但很少能在可实现的带宽内进行调谐。

WARP计划意在开发宽带自适应滤波器和模拟信号抵消器，选择性衰减或消除外部和自干扰，以保护宽带数字无线电不致饱和，最终支持在拥挤和动态频谱环境中使用软件定义无线电。

理想宽带接收机可以适应电子战干扰或阻塞，以保持动态范围，而不降低灵敏度和带宽。WARP项目寻求开发自适应滤波器，以自动重新配置其频率响应，以包括具有带宽和中心频率调谐能力的通带/阻带，并选择性衰减大信号，同时传递小信号或所需信号。

面临的挑战是在宽带宽上以低插入损耗在接收机输入端实现这一点。目前，大多数芯片级可调谐滤波器在没有明确频带切换情况下调谐比限制在2:1或更小。而WARP计划寻求以9:1的调谐比演示外部干扰的自适应射频滤波，基于最先进的组件和封装的新滤波器架构提供2~18GHz的全频带覆盖。

编辑：jq