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美国国防高级研究计划局（DARPA）官员近期发布了一份广泛的机构公告（HR001123S0041），支持Macaroni项目开发微型射频接收器和发射器。该项目的细节是秘密的。

根据公开信息，DARPA的研究人员要求微型射频和微波组件不仅超过当前技术水平，并且能够克服由所谓的Chu极限造成的长期存在的设计限制。Chu极限认为给定尺寸下的天线增益是有上限的，因此限制了小型天线发送和接收数据的带宽。DARPA的研究人员对任何能够超过Chu极限性能的发射和接收技术感兴趣。这些技术可以结合电学和磁学技术。DARPA尤其希望获得工作波长最小化天线尺寸的解决方案。

Macaroni项目的主要挑战在于射频接收器和发射器的尺寸需要远小于发送和接收的电磁辐射的波长。在经典天线理论中，灵敏度带宽乘积从根本上受到天线形状和尺寸的限制。当天线尺寸变得比收发的电磁波长小得多时，灵敏度带宽乘积显著降低。

尽管尺寸、重量和功率（SWaP）受限的应用正在推动超越传统限制的研究工作，开发高效、电气化的小型天线仍然是一个挑战。量子传感器、材料科学、电磁屏蔽、激光技术、谐振器、低温系统和真空组件的最新进展推动了传感技术的发展。研究人员表示，随着这些使能技术的改进，各种各样新的协议和方法将重新验证以前关于天线性能极限的概念。对于发射器来说，有源天线技术、控制方案、阻抗匹配方法和体积填充策略方面的新见解也带来了新的机遇。最近在压电、磁电、高折射率材料和多铁性材料方面的工作可以用来改善小型天线的增益空间。

Macaroni项目是一个为期45个月的三阶段计划，从2024年2月开始，包括第一阶段18个月、第二阶段18个月和第三阶段9个月。该项目强调两个技术领域：接收器和发射器。接收器工作将侧重于接收灵敏度、链路闭合和系统集成。发射器工作将侧重于发射器强度、发射器演示系统和系统加固。

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