Lo spettro elettromagnetico (EM) di oggi è una risorsa scarsa che sta diventando sempre più congestionata e contestata come amichevole, scortese, e le entità neutrali si contendono le risorse di spettro disponibili in un dato momento, Posizione, e frequenza. All'interno del Dipartimento della Difesa (DoD), sistemi a radiofrequenza (RF), come reti di comunicazione e radar, deve operare all'interno di questo ambiente congestionato e fare i conti con l'interferenza che compromette la missione da entrambi i segnali generati dall'auto e dall'esterno. Anche il desiderio di supportare le operazioni di spettro EM a banda larga si aggiunge all'onere, poiché gli attuali approcci per mitigare l'interferenza del ricevitore a banda larga sono subottimali e impongono compromessi sulla sensibilità del segnale, utilizzo della larghezza di banda, e le prestazioni del sistema. Ulteriore, in caso di autolesionismo, gli approcci di mitigazione tradizionali come l'isolamento dell'antenna da solo spesso non sono sufficienti per proteggere i ricevitori a banda larga.

"La protezione delle nostre radio digitali a banda larga da interferenze e inceppamenti nell'imprevedibile ambiente EM è fondamentale per le nostre capacità di difesa, e ha spinto l'esplorazione di architetture di circuiti sintonizzabili a banda larga per supportare la tecnologia radio cognitiva, " ha detto il responsabile del programma DARPA, Il dottor Timothy Hancock. "A differenza delle radio a banda stretta che si basano sul passaggio dal filtraggio pianificato alla cancellazione del segnale a banda stretta, le odierne radio a banda larga mancano dei front-end RF che potrebbero aiutare a mitigare i segnali dannosi prima che raggiungano l'elettronica del ricevitore sensibile".

Il programma Wideband Adaptive RF Protection (WARP) mira a migliorare le protezioni per i ricevitori a banda larga che operano in ambienti EM congestionati e contestati. L'obiettivo è sviluppare la banda larga, filtri adattativi e cancellatori di segnali analogici che attenuano o annullano selettivamente i segnali di interferenza generati dall'esterno (da interferenze conflittuali, per esempio) e segnali di interferenza autogenerati (come quelli creati dal trasmettitore di una radio) per proteggere le radio digitali a banda larga dalla saturazione. La saturazione si verifica quando il livello di potenza di un segnale ricevuto supera la gamma dinamica del ricevitore o la gamma di segnali da deboli a forti che può gestire. Quando esposto a interferenze o inceppamenti, i componenti WARP di destinazione rileveranno e si adatteranno all'ambiente EM attraverso il controllo intelligente dell'hardware adattivo.

Per affrontare le interferenze esterne, WARP esplorerà lo sviluppo di filtri sintonizzabili a banda larga in grado di rilevare continuamente l'ambiente EM e adattarsi per mantenere la gamma dinamica del ricevitore senza diminuire la sensibilità del segnale o la larghezza di banda. La ricerca esaminerà architetture di filtri innovative supportate da componenti e packaging all'avanguardia per raggiungere le metriche target del programma.

"Con i filtri WARP, l'obiettivo è ridurre l'effetto di grandi segnali senza attenuare i segnali più piccoli. Attenuando i grandi segnali, un sistema RF a banda larga è in grado di ascoltare meglio sia i segnali deboli che quelli forti su un'ampia larghezza di banda, " ha osservato Hancock.

WARP affronterà anche l'inferenza autogenerata con lo sviluppo di adattamenti, cancellatori di segnali analogici. "A volte il trasmettitore di un sistema è la più grande interferenza per il ricevitore. Per evitare questo problema, trasmettere e ricevere a frequenze diverse è stato tradizionalmente all'ordine del giorno, aiutato dall'uso di un duplexer di frequenza per mantenere separate le due bande. Però, per i sistemi di difesa ci sono una serie di vantaggi nel trasmettere e ricevere sulla stessa frequenza, come il raddoppio dell'efficienza dello spettro e l'aumento del throughput della rete. Questo concetto è indicato come trasmissione e ricezione simultanee alla stessa frequenza (STAR), " disse Hancock.

L'uso di STAR alla stessa frequenza è stato limitato a causa dei pochi mezzi disponibili per garantire che la perdita del trasmettitore non interferisca con il ricevitore. Per combattere questo, WARP esplorerà cancellatori analogici che ridurranno la perdita di trasmissione prima del ricevitore digitale a banda larga, tale che qualsiasi perdita residua sarà campionata e ulteriormente cancellata nel dominio digitale.

"Attraverso gli sviluppi tecnologici di WARP, la nostra capacità di ridurre i problemi di interferenza critici e di proteggere le radio a banda larga migliorerà in modo significativo. Ulteriore, in caso di successo, queste tecnologie consentiranno l'uso di radio definite dal software (SDR) in ambienti spettrali congestionati e dinamici, cosa che oggi è limitata, " ha concluso Hancock.