США намерены изменить подход к работе радаров — на помощь придут нелинейные алгоритмы и ускорители расчётов

Агентство DARPA инициировало новую программу исследований, в ходе которой впервые со времён Второй мировой войны будет изменён подход при обработке сигналов радарами. Традиционно чувствительность радаров повышали как за счёт линейных усилителей каналов передачи и приёма, так и благодаря гигантомании в антеннах. Новый подход позволит в разы уменьшить размеры антенн без потери чувствительности, что найдёт применение в новых мобильных платформах.

Источник изображения: DARPA

В 40-е годы прошлого века и долгое время спустя для обработки радарных сигналов использовались вакуумные лампы и аналоговые цепи. С появлением цифровых приборов сигналы обрабатываются микросхемами с применением цифровых технологий, но это по-прежнему линейная обработка со всеми вытекающими последствиями, главным из которых остаётся подход «больше антенна — больше чувствительности».

Программа DARPA BLiP (Beyond Linear Processing) направлена на поиск новых алгоритмов для обеспечения текущей производительности радаров в системах вдвое меньшего размера и более компактных. В процессе реализации программы BLiP исследователи будут использовать мощную компьютерную обработку для изучения новых, нелинейных и итерационных методов обработки сигналов, что должно привести к созданию более легких, компактных и менее дорогих, но не менее мощных радарных систем. В случае успеха BLiP позволит использовать те же характеристики радаров, которые сегодня достигаются на больших установках, на гораздо меньших морских, воздушных и наземных платформах.

«Благодаря огромному увеличению вычислительной мощности доступных сегодня компьютеров мы можем по-новому взглянуть на обработку радиолокационных сигналов и исследовать итеративные, скачкообразные методы», — заявил один из руководителей программы.

В ходе двухлетней программы будут разработаны, проанализированы, внедрены и протестированы сквозные цепочки обработки радиолокационных сигналов. Сначала новые подходы будут реализованы в лабораторных условиях без необходимости обработки в реальном времени, а затем пройдут полномасштабные полевые испытания на действующем радаре Национальной службы погоды.

Ключевыми техническими проблемами для BLiP будут разработка, понимание и оптимизация цепочки обработки сигнала, а также практические аспекты реализации алгоритмов BLiP с использованием высокопроизводительной обработки в реальном времени. Речь идёт не только о военных технологиях. От компактных и мощных радарных систем серьёзно выиграет космонавтика, где каждый грамм полезной нагрузки на вес золота. Наконец, повысить чувствительность радиотелескопов — это тоже желанные и важный шаг для земной науки, который трудно переоценить.