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紫外线通信改变陆千帐灯军网络

物理学 2022-03-11 23:59:14

由陆军研究实验室 学分:陆军研究实验室 操作战术通信网络越来越令人担忧的是,老练的对手可能会检测到友好的传输

陆军研究人员开发了一个分析框架,能够对紫外通信系统的可探测性进行严格的研究,提供了满足未来更安全的陆军网络要求所需的洞察力

特别是,紫外通信具有独特的传播特性,不仅允许新的非视距光链路,还意味着传输可能更难被对手检测到

建立在实验验证的信道建模、信道仿真、检测和估计理论的基础上,开发的框架能够评估与不同设计选择和紫外通信系统操作方式相关的权衡

美国的罗伯特·德罗斯特

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陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室

德罗斯特说:“虽然已经提出了许多技术来降低传统射频通信的可探测性,但是大气对深紫外波长吸收的增加意味着紫外通信具有自然的低探测概率或LPD特征。”

“为了充分利用这一特性,需要对紫外线的LPD特性有一个严格的理解

" 特别是,德罗斯特说,这样的理解对于优化紫外通信系统和网络的设计和运行以及预测给定场景中LPD财产的质量是至关重要的,例如使用紫外通信来安全地建立一个指挥所网络,该指挥所具有到敌人的方向和距离的估计

他说,如果没有这种预测能力,用户将缺乏了解其可探测性的程度和限度所需的指导,这种缺乏认识将大大限制LPD能力的用途

包括博士在内的研究人员

来自CCDC·ARL的迈克·韦斯曼、菲卡杜·达戈夫、特伦斯·摩尔和德罗斯特

橡树岭联合大学博士后研究员哈坎·阿尔桑通过应用他们的框架对紫外线辐射的LPD特性提出了一些关键见解,从而证明了这一点,包括: LPD能力对许多系统和信道特性相对不敏感,这对于LPD特性的稳健性很重要。非视距通信链路的敌对视距检测并不像人们担心的那样重要。也许与直觉相反,引导紫外通信发射机似乎不是有效的检测缓解策略。在许多情况下,视距紫外通信链路提供与通信范围相当的非视距距离 德罗斯特说,先前的建模和实验研究已经证明,紫外线辐射信号在远距离时会显著衰减,这导致了紫外线辐射具有基本LPD特性的假设

然而,就通信信号的可检测性而言,很少努力严格和精确地量化这种特性

德罗斯特说:“我们的工作提供了一个框架,使我们能够研究满足所需通信性能要求的紫外通信系统可探测性的基本极限。”

他说,虽然这项研究侧重于长期应用,但它通过发展对新型通信能力的基本理解,解决了陆军网络现代化的优先问题,目标是为士兵提供网络连接,尽管环境充满挑战,包括敌对活动

德罗斯特说:“陆军面临的未来通信和网络挑战是巨大的,我们必须探索一切可能的方法来克服这些挑战。”

“我们的研究确保社区对使用紫外线波长进行通信的潜力和局限性有基本的了解,我相信这种了解将为未来陆军网络能力的发展提供信息

进行影响决策和陆军技术的基础研究是我们为陆军工作的原因,知道我们的工作最终将支持作战人员完成他或她的任务是非常令人满意的

" 研究人员目前正在继续深入了解如何最好地设计和操作紫外线通信,下一个重要步骤是应用这一框架来了解紫外线通信系统网络的可探测性

另一项关键工作是在实际网络中使用ARL的通用传感器无线电对该技术进行实验表征、探索和演示。通用传感器无线电是一种复杂的网状网络无线电,旨在提供强大且节能的网络

这项研究支持实验室的自由(多领域作战电子战基础研究)基本研究计划的目标,研究低特征通信技术与先进伪装和诱饵技术的集成

据德罗斯特称,这项工作也是研究紫外线通信和其他通信方式(包括传统的射频通信)如何在一个无缝、自主、极其异构的网络中协同工作的一个开端,研究人员认为,为了充分实现单个新型通信技术的优势,需要这样一个网络

随着他们在这些基础研究问题上不断取得进展,研究人员将继续与他们在CCDC C5ISR(指挥、控制、计算机、通信、网络、情报、监视和侦察)中心的过渡伙伴密切合作,推动紫外线通信向作战人员的近期过渡

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