Simulação Avançada de Ambiente Eletromagnético para Sistemas EW Modernos

White Paper: Defesa

PATROCINADO POR: Rohde & Schwarz

O domínio de operações do espectro eletromagnético (EMSO) cobre exploração, ataque e proteção de ativos no ambiente eletromagnético dinâmico (EME). Um subconjunto, guerra eletromagnética (EW), evolui à medida que o espectro se torna mais complexo, exigindo simulação para avaliar sistemas EW novos e atualizados contra radar e jamming avançados. Este white paper, o primeiro de uma série de três partes, introduz conceitos fundamentais de EW e aprofunda geração técnica de cenários EME e implementação de sistema.

Visão Geral

Este white paper, "Simulação Ambiental Eletromagnética para Sistemas EW – Parte 1", da Rohde & Schwarz, fornece uma introdução abrangente a operações de espectro eletromagnético (EMSO) e engenharia de geração ambiental crítica para testar e desenvolver sistemas de guerra eletrônica (EW).

O documento começa definindo EMSO e EW, enfatizando a necessidade de simular ambientes operacionais eletromagnéticos complexos (EMOE) que se assemelhem de perto a condições do mundo real. Simulação precisa é vital devido ao custo proibitivo, riscos de segurança e impraticabilidade de testes ao ar livre ao vivo contra cenários multi-ameaça modernos, que envolvem numerosos emissores, formas de onda e fatores ambientais.

Ele detalha os níveis de abstração em testes EMSO, desde simulações no nível de componente na fase de descoberta até testes complexos e integrados de sistema-de-sistemas no nível de teatro ou campanha. Esta abordagem em camadas garante que o rigor do teste corresponda aos requisitos operacionais, suportando tudo desde P&D até ensaio de missão completo.

Crítico para fidelidade de simulação é gerenciar "verdade" em três estágios: verdade da simulação (precisão do modelo de cenário), verdade da câmara (estímulo RF correto apresentado ao Dispositivo Sob Teste (DUT) ou Sistema Sob Teste (SUT)), e verdade DUT/SUT (resposta e percepção do sistema). O paper advoga por processos rigorosos de verificação, validação e acreditação (VV&A) para manter confiabilidade e responsabilidade destas simulações.

O paper também explica blocos de construção de geração ambiental, incluindo bibliotecas de dados de ameaça do mundo real e formas de onda, criação de cenários, geração de saída digital e geração de sinal RF entregue seja over-the-air (OTA) ou através de injeção direta (DI). Destaca trade-offs entre estes métodos em termos de complexidade de calibração e flexibilidade.

Mecânica de construção de cenários abrange representar emissores como fontes RF físicas caracterizadas por formas de onda (ex: palavras descritoras de pulso (PDW) ou dados I/Q), padrões de antena, movimento e mudanças de modo. Modelagem de ameaça integra dados de missão, assinatura, objeto e geoespaciais para construir ambientes de ameaça realistas e dinâmicos, frequentemente abrangendo milhares de modos simultâneos.

O documento discute gerenciamento de complexidade de cenários, desde engajamentos básicos de único emissor/dispositivo até cenários multi-emissor, multi-DUT com movimento e adaptação de modo, suportados por recursos contemporâneos de computação de alto desempenho.

Em conclusão, simulação ambiental EMSO é uma ferramenta complexa mas indispensável para desenvolver, testar e validar sistemas EW em condições realistas, permitindo avaliações mais seguras, mais custo-efetivas e altamente flexíveis que abordagens tradicionais.

Referências incluem doutrina e estratégias relevantes do DoD, enfatizando a importância estratégica de superioridade do espectro eletromagnético e rigor de modelagem.

No geral, o paper fornece conhecimento fundamental essencial para engenheiros EW, testadores e gerentes de programa lidando com desafios de simular e validar ambientes eletromagnéticos sofisticados na guerra moderna.