DARPA启动下一代宽带阵列干扰滤波技术项目
据DARPA网站2021年6月10日刊文，为了解决复杂（拥塞）射频环境中宽带有源相控阵（AESA）性能下降问题，美国国防高级研究计划局（DARPA）开展了阵元级紧凑型射频前端滤波器（COFFEE）项目。COFFEE项目旨在为下一代宽带阵列开发一种新型的可集成高频射频前端滤波器。COFFEE滤波技术将解决尺寸、性能和可复用等问题，使宽带AESA每个阵元都能得到有效保护。
多年来，DARPA着力研究增强态势感知相关技术，尤其是相控阵技术，以实现美军对敌探测、监视等优势能力。比如，在空对空作战过程中，先进的相控阵雷达能力可在态势感知、先敌决策等作战优势建立方面奠定优势基础。
有源相控阵雷达的核心组件为有源电扫阵列。与无源天线组件相比，有源相控阵雷达天线阵列由成百上千个小型收发通道（TRM）网格结构组成，每个TRM均能形成独立波束，实现不同方向的电子波束指向，无需通过机械旋转方式实现多角度扫描。
随着全阵元数字化架构宽带AESA雷达技术的发展，宽带AESA雷达在不同频段上运行，具有按特定用途/特定频率需求实施功能调整的窄带雷达无法比拟的通用性、鲁棒性和灵活性。宽带数字化AESA使雷达、电子战、通信多功能化成为可能。雷达每个天线阵元的数字化结构使宽带AESA实现了数字波束形成，也使同时多波束采集成为现实。
然而，除了上述优势特性外，AESA雷达宽带、阵元数字化接收技术也面临难题。宽带接收组件动态范围有限，容易受到电子干扰。同时，每个数字化阵元均暴露于干扰环境中，需要进行阵元级滤波，因空间过小，天线阵元设计中无法集成传统滤波器件。
DARPA COFFEE项目的设计理念就是开发能够在大频率范围内运行的可集成滤波器，其尺寸足够小巧，可配装在相控阵天线每个阵元后端。通过应用COFFEE项目开发的模拟前端滤波器，天线阵列后端在进行数字处理前，雷达系统的鲁棒性、抗干扰性能更强。
COFFEE项目的关键技术是滤波技术，既能满足宽带AESA性能要求，又能有效实现系统保护性功能强化。此外，受AESA带宽增加需求影响，用于阵元级集成的天线阵可用空间显著减少。因此，新滤波器物理尺寸必须小于阵元面积。最后，为了保证组件标准化统一性，COFFEE滤波器的设计必须具有可复用性。
COFFEE项目的研究重点是开发一种新型谐振器和可集成微波滤波器，以满足COFFEE项目的技术目标。此外，项目还将对紧凑型毫米波谐振器进行研究，为可集成毫米波滤波器潜在性能的发挥提供技术支撑。
COFFEE项目是DARPA电子复兴计划（ERI）的重要组成部分。ERI计划为期五年，投资超过15亿美元。COFFEE项目解决了ERI对5G时代及未来通信技术变革的部分关键问题。
DARPA表示，各界对COFFEE项目的关注人员可在申请人日（美国东部时间2021年6月17日下午1点至5点），通过Zoom注册了解更多项目细节。（相关网址：https://sam.gov/opp/a6ba69997467468d949ed0ac27359352/view）。另外，COFFEE项目的广泛机构公告（BAA）即将通过网站https://beta.sam.gov/进行发布。
