DARPA希望建立低频无线系统

DARPA计划借此改善长距离无线应用

以极低或者超低频率（0.3到30 kHz）运作的无线发射器通常要求规模庞大的复杂天线以实现通信流程。不过美国国防部高级研究计划局（简称DARPA）的科学家们表示，他们有兴趣寻求解决这一难题的办法，并开发出能够实现长途通信应用的新型小规模物理结构。

“在一份信息说明文件中，DARPA方面写道：“在这样的频率之下，自由空间电磁（简称EM）场波长将以数十公里为单位进行测量，这意味着需要传统天线技术需要极为庞大的发射器结构方可实现信号收集。而小型电磁天线在尺寸上远远低于电磁波长，其尺寸仅为电磁波长的十分之一。DARPA目前正在寻求创新成果以将其尺寸进一步缩小至电磁波长的万分之一以下，或者说至少将其缩减至现有最先进天线的103分之一。”

如此可观的尺寸缩减效果绝对不是传统天线设计所能够实现的，因此DARPA表示其正着眼于收集“材料学、机械驱动以及整体发射器架构等方面的信息，希望解决实现这一技术飞跃所面临的阻抗匹配、功率、信号调制以及可扩展性等系统层面的难题。”

DARPA方面今年一直忙于进行无线传输技术领域的研发。今年4月，由DARPA资助的一支研究团队指出，其已经面向硅基电路开发出一款小型组件，其能够将无线通信的无线射频（简称RF）容量翻倍，从而帮助雷达、信号情报以及其它应用领域获得尺寸更小、成本更低且更具可读性的天线阵列升级方案。

这项工作由哥伦比亚大学电气工程师Hrish Krishnaswamy与Negar Reiskarimian牵头，并由DARPA发起的商业时间表计划（简称ACT）提供资助。他们的目标是开发出能够快速接入大型先进系统的无线电气组件。DARPA方面指出，ACT计划的各项成果旨在“缩短设计周期与现场更新时间，从而一举克服多年来困扰着通信行业的难题——即阵列开发周期长达十年之久，成果的静态生命周期为二十到三十年，且整个服务期间的扩展成本极为高昂。”在这种情况下，科学家们专注于打造一款被称为“循环器”的电气元件，其常被用于在电路中控制信号流的走向。

今年3月，国防部高级研究计划局公布了资金高达200万美元的大型网络挑战赛，名为Spectrum Collaboration Challenge（即频谱协作挑战赛，简称SC2）。其主要目标在于为无线电技术注入“先进的机器学习能力，从而以并发方式协作优化无线频谱的使用方式，最终取代目前效率低下且需要预分配指定频段的独占性访问方式。”

DARPA方面指出，现有频段分配方式相较于实际需求效率太过低下，同时有可能破坏军事以及民用无线电信号的可靠性。

此次挑战赛预计将利用人工智能与学习领域的最新进展成果以推动无线电行业的发展，其同时也将给其它领域的协同决策制定带来积极影响，DARPA方面指出。

“DARPA挑战赛一直以来都会奖励那些击败竞争对手的参赛队伍，但在电磁频谱技术领域，只有最善于分享情报的队伍才能够获胜，”SC2项目主管兼DARPA微服务技术办公室主任Paul Tilghman在一份声明中表示。“我们希望从根本上加快技术学习技术与战略的发展，其将以机器运算速度辅助频谱资源的实时共享。”

DARPA方面指出，其将建立所谓超大规模的无线技术测试基地——即Colosseum——将在SC2赛事期间及之后作为国家级资产，负责评估频谱共享战略、战术以及面向下一代无线电系统的各项算法。Colosseum还将允许研究人员以远程方式利用现实存在的射频环境进行智能无线电系统实验，具体提供包括繁忙城市或者战斗区域内的无线条件。

E句话：网络战之后我们也要多关注一下电磁安全。