美国海军水面舰船先进多功能射频概念

随着现代海战场环境日益恶化，对抗更加激烈和复杂，水面舰船将受到来自空中、水面、水下和岸上等多层次多方位的多维威胁和纵深饱和攻击，这就对水面舰船的电子装备提出了更高的要求。

需求引领技术发展

仅靠舰载的单一传感器来获取作战信息已经难以满足需要，必须装备更多的能覆盖微波、毫米波、红外、激光等多个波段的有源和无源传感器，但是这对水面舰船平台来说将占用许多的宝贵空间，增加更大的能源负载，而且还会引起相互间的电磁干扰以及功能协调问题。因此，美国海军研究办公室（ONR）为了解决这些问题，提高舰载电子装备一体化水平，发挥舰载电子装备的整体效能，提出了水面舰船先进多功能射频概念（AMRFC），计划用一套共享的宽带阵列天线以及信号与数据处理、信号发射和显示硬件，实现包括舰载雷达、通信和电子战在内的多种舰载射频功能一体化。

军舰电子设备众多，导致电源和电磁频率的需求激增

有数据表明，自20世纪80年代以来，美国海军水面舰船的顶部天线数量增加了将近2倍，这引发了诸如水面舰船顶部天线拥挤、相互间电磁干扰、水面舰船雷达反射截面积增大以及多个系统的运作（每个系统都需要一套专用的备件、维护和维修人员和操作人员）等问题。

因此，AMRFC的首要目标是减少美国海军现有和未来水面舰船的顶部天线数量不断增长的问题。根据研究人员的设想，AMRFC力求通过在水面舰船上部署一种通用宽带有源阵列天线体系结构，能够同时收发多个雷达、电子战和通信的独立波束，实现了水面舰船多种射频设备的一体化，包括雷达、通信和电子战等功能的一体化。

AMRFC可以用一部有源相控阵天线同时发射多种电磁波束

AMRFC的潜在效能还体现在其他几个方面：减少水面舰船的雷达反射截面积和红外特征；在不增新的天线情况下，能满足未来增长的舰载射频需求；通过更加灵活和智能的频谱管理，加强对射频设备互相间干扰和电磁兼容的控制与优化；通过软件定义射频设备的主要功能，从而极大地降低了硬件成本，并能快速满足新的技术要求或者增加新的功能，满足未来的先进对抗环境；降低了专用备件的数量，减少了专门的维修和操作人员，有效控制和降低了舰载电子设备的寿命周期成本，减轻了后勤保障压力；能够根据各射频设备的基线需求，在工作波段、发射功率、收发孔径配置、带宽和极化方式等方面进行灵活的动态分配和管理。

最新发展情况

目前，美国海军的AMRFC项目已经演示了工作在6GHz-18GHz，并且能够同时用于雷达、通信和电子战的宽带阵列天线技术。按照计划，AMRFC将继续进行低频段和高频段发射和接收孔径的进一步探索，在1GHz-20GHz的覆盖范围划分为低频段（1GHz-5GHz）和高频段（4GHz-18GHz）条件下，验证和演示支持同时或者时间交替的多功能发射和多功能接收、数字波形合成和射频变频等关键技术。