SDR无线电技术带来了新的应用
SDR(软件无线)带来了一个新的无线电黄金时代,通过成熟的小型化和射频互连方案,提供安全、互操作和高质量的无线连接。
SDR(软件无线)最早开始于21世纪,为传统无线方式提供了新的动能。无线电在20世纪扮演至关重要的角色。广泛应用于军事行动中,提供无线连接,让海洋或太空探险家可以与家园建立联系,向世界各地的人们传递新闻和文化。但就像以往的技术情况一样,总有改进的空间,而无线电硬件与软件控制的结合,使得今天的软件无线电(SDR)成为一种更加灵活和强大的连接方式。
初期的SDR无线电电路比较简单,甚至可以用普通常见物件来产生。二战士兵用剃须刀、安全针和铅笔制造“散兵孔”无线电。在先进的现代SDR无线电中,适应性强的射频和微波元件、模数转换器、接收器、天线和精密互连等,显著提高了接收能力、信号强度、信噪比和整体性能。将这些SDR系统组件与软件合并将无线电能力提升到新一个水平。
先进的SDR技术是运行在计算机或嵌入式系统上的软件来实现的。SDR系统可以通过软件进行重新配置、编程和更新,支持广泛的频率、标准和通信协议。SDR技术适用于各级无线电运营商,从业余无线电爱好者到商业和政府用户,但SDR系统的能力对军事通信产生了特别深远的影响,彻底改变了武装部队计划、执行和维护通信网络的方式。
AirBorn的产品开发副总裁大卫·凯尼格(David Koenig)说:“我们的主要客户是军事和国防市场,由于我们产品的特性,我们与非军事客户很少有业务。我们为SDR无线电应用提供板安装互连、电缆组件和柔性电路,包括我们的R-series, Micro D, Micro Circulars, Nano D, verSI,和独特的专门为客户系统和需求制造的柔性电路设计等。”
AirBorn的迷你模块连接器
AirBorn的迷你模块连接器集成了低压信号、高速数据和射频的 Sinergy 产品线,增加电源模块和潜在的光纤互连,所有这些都在一个外壳中,可以有1、2、3、4或5个隔间配置。凯尼格(Koenig)说:“这个SDR技术产品允许客户选择他们想要的选项,并根据他们的需要配置连接器。”(如图所示:SMPM射频接口(.173″/4.39mm),支持电缆和板装。)
SDR技术支持军事通信,具有先进的信号处理能力、加密和安全功能,可以防止敌人干扰信号,减少电磁噪声和其他干扰,并根据实时条件最有效地利用可用的频谱。
软件为SDR无线电系统增加了战略功能,还可以使用更高级别硬件来添加功能。军事市场实现关键技术需要最高质量的组件。通信系统、SDR、电子交换机、5G和6G、电子战系统是军事行动中不可或缺的一部分,而SDR系统可以随着新技术的出现而扩大规模。量子计算、人工智能和机器学习是未来战场计划的优先事项。为了在战场条件下生存下来,SDR必须被高度加固和小型化。
TE连接提供了一些嵌入式和外部天线产品,支持士兵穿戴产品和基站的无线电功能。
凯尼格(Koenig)说:“在我看来,在SDR系统产品选择中,最大的区别是无线电需要承受的环境。热、振动和冲击都是制造商必须为军用级部件设计的因素。我们的SDR系统产品适用温度高达125摄氏度、高冲击、振动以及高湿度的恶劣环境和盐雾。”
他说, SInergy该系列产品有助于实现军事目标,这些目标集中于减少设备尺寸和有效载荷。SDR技术将许多信号路径合并到一个连接器中,这有助于提高SWaPc的大小、重量、性能。我们提供坚固的小型连接器,实现快速数据传输,并在极端环境下工作。
SDR系统的中心是一个无线收发器,作为计算操作的控制中心,包括天线和互连的端口。菲尼克斯电气公司的Radioline 2.4 GHz无线收发器具有RS-232/RS-485接口,可扩展为I/O模块、RSMA(母)天线连接、点对点、星形和网状网络,最高可达250个站点,范围可达5公里(视线清晰),适用全球。
硬件兼容性支持软件的灵活性
2021年1月,美国陆军批准了C5ISR/电子战模块化开放标准套件(CMOSS)安装形式(CMFF)。定义了美国陆军的目标:减少指挥、控制、通信、计算机、网络、情报、监视、侦察(C5ISR)和电子战(EW)系统的大小、重量和功率(SWaP-C),并通过开放的硬件和软件确保跨平台之间的互操作性。该计划是陆军推动推进MOSA(模块化开放标准方法)目标的一部分。
CMOSS对SDR技术在推动标准化和互操作性方面的持续发展具有重要意义。模块化允许将SDR技术集成到广泛的任务环境和军事平台中。此外,来自不同供应商的SDR系统模块可以在C5ISR/EW平台上互换使用,促进创新,降低成本,并通过多功能性促进军事行动成功,特别是在具有挑战性的条件下。
“SDR系统互操作性是我们的军事客户最关心的一个问题。他们需要好的价格轻松获得连接器,并与现有设备和新系统一起工作,Omnetics为SDR无线电系统提供小型化连接器。这种圆形usb用于美国陆军使用的无线电枢纽和耳机连接。”Omnetics连接器公司的营销和市场开发总监Scott Unzen(斯科特·昂森)说。
Omnetics 公司的Nano 360 USB 3.0连接器
Omnetics 公司的Nano 360 USB 3.0连接器是坚固,高可靠性的连接器,适用于广泛的军事应用,包括无线电耳机和其他士兵穿戴的设备。通过仿真和测量,Omnetics 通过优化关键信号的引脚位置,使USB的性能最大化。SDR技术将产生最大限度的数据传输,并提供良好的串扰,满足USB 3.0/USB 3.1 Gen 1的要求。这些连接器是在美国制造的。
Unzen说:军方有来自各种应用的SDR系统产品,所以他们需要提供统一升级路径的连接器,而不是重新开发。标准化的、主要是圆形的小型连接器满足他们的需求,而无需锁定在一个单一来源的SDR技术产品,例如,最早的NETT战士装备版本可以追溯到20世纪90年代末。该SDR项目定义了一个士兵佩戴的态势感知和战场通信系统,其中包括战术无线电技术,有限数量的SDR供应商被指定为NETT供应商。然而,更广泛的SDR供应商提供与NETT兼容的SDR产品,这使陆军能够快速访问维修和升级设备。
SDR技术可以集成到NETT战士系统中使用的通信设备中。通过使用SDR,士兵佩戴的通信设备可以根据任务的要求适应不同的频率和通信协议。SDR这种适应性在通信需求可能迅速变化的动态战场环境中是至关重要的。此外,SDR还可以通过支持多种通信标准来增强不同单位和盟国部队之间的互操作性。
通过使用坚固、可靠和可互操作的硬件来支持这些软件功能,无线电设备的设计者可以支持SDR,满足需求,并为未来通过软件渠道进行的人工智能和机器学习的集成做好准备。SDR已经是无线电发展过程中的一个重要事件。
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