直接RF采样架构将彻底改变AESA雷达。在完全有源阵列中，每个天线元件都需要自己的ADC和DAC。这意味着如果ADC和DAC无法直接以雷达的工作频率进行采样，则每个发送- 接收模块（TRM）需要有一级进行上/下变频。这会增加设计成本、尺寸和性能变化。而使用直接RF采样架构，就无需再使用混频器和本地振荡器（LO），从而简化了RF前端架构，降低成本、尺寸和复杂性。基于如此大量的发射器和接收器，直接RF采样架构将可以显着提高通道密度并降低每个通道的成本。

　　由于采用模块化仪器方法，NI可以在最新转换器广泛应用于商用仪器之前，迅速将其推向市场。例如，NI最新的FlexRIO收发器采用直接RF采样转换器，采样率最高可达6.4 GS/s。这有助于研究人员和工程师使用真实的I/O快速进行原型验证，并开发出与当今雷达的尖端性能相匹配的测试平台。这些设备还能够利用PXI的高级时序和同步背板，在单个系统中实现数十个到数百个通道的相位一致性。

　　3. 不断发展的FPGA技术提升认知雷达的感知能力FPGA技术也在不断发展。现代FPGA包含更多逻辑，提供更高的每瓦计算能力，并支持高达150 Gb/s的高速数据流和专用IP模块。当今的高FPGA计算能力为五年前根本无法实现的创新技术打开了大门。

　　基于新FPGA技术的一个创新领域是机器学习在认知雷达中的应用。这些技术提高了雷达对环境的响应能力，从而提供更具可操作性的信息。机器学习并不是运行预编程的模式（比如搜索模式、跟踪模式等），而是允许雷达自动适应最佳工作参数，包括工作频率和波形类型。机器学习还可实现自动目标识别（ATR）等功能以及基于知识辅助的操作。

　　图3. 部署在认知雷达的FPGA上的机器学习技术虽然国防和航空航天组织多年来一直在使用FPGA技术，但我们所看到的另一个发展是更高级FPGA设计工具的进步。更高级别的工具可以简化算法从主机到FPGA的迁移，从而提高开发效率，同时在设计中集成底层HDL。对于LabVIEW FPGA，您还可以通过板卡基础设施（PCI Express、JESD204B、内存控制器和时钟等）的抽象来实现紧密的NI硬件软件集成。这可以将FPGA开发的重点从板卡支持转向算法设计，从而在不牺牲性能的情况下减少开发工作量。即使是不具备VHDL或Verilog专业知识的软件工程师和科学家，或者面临紧迫时间进度的硬件工程师，更抽象的FPGA工具都可以帮助大幅缩短开发周期。

　　4. 高带宽数据总线  加速各传感器的数据融合另一个关键趋势是在将高带宽传感器数据传输回集中处理器进行计算时，PCI Express Gen 3,40/100 GbE、光纤通道和Xilinx Aurora等高带宽数据总线的重要性日益凸显。例如，F-35的集成核心处理器集合来自多个ISR传感器的数据，以便对这些数据进行集中处理。这有助于提高飞行员的情境感知能力。这一趋势的核心是高速串行收发器技术（也称为多千兆位收发器或MGT）的发展。近年来，该技术发展迅速，目前的线路速率达到每通道32 Gbps; 56 Gbps PAM4即将问世。FPGA通常被认为是处理资源，但它们也包含一些最复杂的MGT，这使它们成为传感器开发的理想终端。

　　图4. 聚合来自多个ISR传感器的数据，以便使用高速数据总线进行集中处理使用模块化仪器的优势在于，随着处理能力和带宽的迅速增加，系统可以更容易地升级。 PXI平台特别适用于需要高带宽数据流和集成定时和同步的系统。

　　COTS整合所有功能  加速新一代雷达及射频系统开发随着这些基础技术的快速发展，雷达技术和架构的复杂性和性能都在不断提高，测试系统必须与时俱进。通常企业内部的技术研发人员对测试系统需求有着最准确的理解，所以在企业内部为测试系统专门开发硬件和软件在某种程度上是最佳的方法。从历史上看，在公司内部为雷达原型和测试系统开发完全定制的硬件和软件是唯一可行的选择。然而，也要看到，这些基于自研产品的解决方案伴随着长期的维护负担，可能会让企业无法享受到最新的行业技术红利。

　　面对新一轮的技术革命挑战，世界主要国家的国防和航空航天相关单位都在采纳和集成新的射频和无线技术来适应新的应用。面对计划外（或临时）项目以及超期服役的测试设备，还需要积极学习运用一些管理方法和工具来保证能够有效应对这些不断涌现的需求。

　　随着FPGA的出现以及模块化新型转换器和数据流技术的快速采用，基于商用现成（COTS）技术的测试系统有助于减轻部件维护和报废管理负担，使工程师可以专注于最先进的国防和航空航天技术，而不是自行开发测试组件。

　　COTS不仅可以满足规范要求，还可以提供灵活性，确保系统具备长寿命周期所需的耐用性。通过将这些技术快速整合到模块化的COTS设备中，COTS可帮助工程师轻松满足先进雷达系统不断变化的要求，同时满足严格的时间表和预算。

　　在其它射频领域，例如软件无线电（software defined radio，SDR）适用于从测向到频谱监测等各种应用，将SDR结合COTS技术就可提供无可比拟的巨大优势。典型的SDR概念是将FPGA与RF前端匹配组合在一起的简单架构。一般会看见一些自行开发定制的SDR，但它们的维护和集成对专业性要求很高。除此之外，自定义驱动程序的开发以及与其他软件的集成可能是另一个严峻的挑战。然而基于COTS技术可以规避这些困难。基于COTS技术的USRP SDR通过Ettus Research USRP硬件驱动程序和NI LabVIEW驱动程序为软件开发人员提供了极大的灵活性。除了使用针对USRP SDR的IP之外，您还可以加入多个软件生态系统的USRP用户社区。此外，由于USRP硬件驱动程序的一致性，您可以在整个开发过程的设计、原型验证和部署阶段使用相同的软件。这意味着您可以简化开发过程并获得最大的回报。