Geavanceerde elektromagnetische omgevingssimulatie voor moderne EW-systemen

Witboek:Defensie

GESPONSORD DOOR:

Het domein van elektromagnetische spectrumoperaties (EMSO) omvat de exploitatie, aanval en bescherming van activa in de dynamische elektromagnetische omgeving (EME). Een subset, elektromagnetische oorlogsvoering (EW), evolueert naarmate het spectrum complexer wordt en vereist simulatie om nieuwe en verbeterde EW-systemen te evalueren tegen oprukkende radar en storing. Deze whitepaper, de eerste van een driedelige serie, introduceert fundamentele EW-concepten en gaat dieper in op het genereren van technische EME-scenario's en systeemimplementatie.

Heeft u geen account?

Overzicht

Dit witboek, “Elektromagnetische omgevingssimulatie voor EW-systemen – Deel 1”, door Rohde &Schwarz, biedt een uitgebreide introductie tot elektromagnetische spectrumoperaties (EMSO) en milieugeneratietechniek die cruciaal is voor het testen en ontwikkelen van systemen voor elektronische oorlogsvoering (EW).

Het document begint met het definiëren van EMSO en EW, waarbij de nadruk wordt gelegd op de noodzaak om complexe elektromagnetische operationele omgevingen (EMOE) te simuleren die sterk lijken op reële omstandigheden. Nauwkeurige simulatie is van cruciaal belang vanwege de onbetaalbare kosten, veiligheidsrisico's en de onpraktischheid van live tests in de open lucht tegen moderne scenario's met meerdere bedreigingen, waarbij talloze emitters, golfvormen en omgevingsfactoren betrokken zijn.

Het beschrijft de abstractieniveaus bij EMSO-testen, van simulaties op componentniveau in de ontdekkingsfase tot complexe, geïntegreerde systeem-van-systemen-testen op theater- of campagneniveau. Deze gelaagde aanpak zorgt ervoor dat de nauwkeurigheid van de tests overeenkomt met de operationele vereisten, en ondersteunt alles, van R&D tot de volledige repetitie van de missie.

Cruciaal voor de betrouwbaarheid van simulatie is het beheren van de ‘waarheid’ in drie fasen:simulatiewaarheid (nauwkeurigheid van het scenariomodel), kamerwaarheid (juiste RF-stimulus gepresenteerd aan het Device Under Test (DUT) of System Under Test (SUT)), en DUT/SUT-waarheid (de reactie en perceptie van het systeem). Het artikel pleit voor rigoureuze verificatie-, validatie- en accreditatieprocessen (VV&A) om de betrouwbaarheid en verantwoording van deze simulaties te behouden.

Het artikel legt ook de bouwstenen voor het genereren van milieu uit, waaronder bibliotheken met reële dreigingsgegevens en -golfvormen, het creëren van scenario's, het genereren van digitale output en het genereren van RF-signalen die via de lucht (OTA) of via directe injectie (DI) worden geleverd. Het benadrukt de wisselwerking tussen deze methoden in termen van kalibratiecomplexiteit en flexibiliteit.

De mechanismen van gebouwscenario's omvatten het representeren van zenders als fysieke RF-bronnen die worden gekenmerkt door golfvormen (bijvoorbeeld pulsdescriptorwoorden (PDW) of I/Q-gegevens), antennepatronen, beweging en modusveranderingen. Bij het modelleren van dreigingen worden missie-, handtekening-, object- en georuimtelijke gegevens geïntegreerd om realistische, dynamische dreigingsomgevingen te bouwen, die vaak duizenden gelijktijdige modi omvatten.

Het document bespreekt het beheer van de complexiteit van scenario's, van eenvoudige single-emitter/device-opdrachten tot multi-emitter, multi-DUT-scenario's met bewegings- en modusaanpassing, ondersteund door hedendaagse krachtige computerbronnen.

Kortom, EMSO-omgevingssimulatie is een complex maar onmisbaar hulpmiddel voor het ontwikkelen, testen en valideren van EW-systemen in realistische omstandigheden, waardoor veiliger, kosteneffectiever en zeer flexibele evaluaties mogelijk zijn dan traditionele benaderingen.

Referenties omvatten relevante DoD-doctrine en -strategieën, waarbij het strategische belang van superioriteit in het elektromagnetische spectrum en nauwkeurigheid van modellen wordt benadrukt.

Over het geheel genomen biedt het artikel fundamentele kennis die essentieel is voor EW-ingenieurs, testers en programmamanagers die zich bezighouden met de uitdagingen van het simuleren en valideren van geavanceerde elektromagnetische omgevingen in moderne oorlogsvoering.