Simulação avançada de ambiente eletromagnético para sistemas EW modernos

Livro Branco:Defesa

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

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Visão geral

Este white paper, “Simulação Ambiental Eletromagnética para Sistemas EW – Parte 1”, da Rohde &Schwarz, fornece uma introdução abrangente às operações do espectro eletromagnético (EMSO) e à 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 muito às condições do mundo real. A simulação precisa é vital devido ao custo proibitivo, aos riscos de segurança e à impraticabilidade dos testes ao ar livre ao vivo contra cenários modernos de múltiplas ameaças, que envolvem vários emissores, formas de onda e fatores ambientais.

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

Crítico para a fidelidade da simulação é gerenciar a “verdade” em três estágios:verdade da simulação (precisão do modelo de cenário), verdade da câmara (estímulo de RF correto apresentado ao dispositivo em teste (DUT) ou sistema em teste (SUT)) e verdade DUT/SUT (a resposta e percepção do sistema). O artigo defende processos rigorosos de verificação, validação e acreditação (VV&A) para manter a confiabilidade e a responsabilidade dessas simulações.

O artigo também explica os blocos de construção da geração ambiental, incluindo bibliotecas de dados e formas de onda de ameaças do mundo real, criação de cenários, geração de saída digital e geração de sinal de RF entregue pelo ar (OTA) ou por injeção direta (DI). Ele destaca as vantagens e desvantagens entre esses métodos em termos de complexidade e flexibilidade de calibração.

A mecânica dos cenários de construção abrange a representação de emissores como fontes físicas de RF caracterizadas por formas de onda (por exemplo, palavras descritoras de pulso (PDW) ou dados I/Q), padrões de antena, movimento e mudanças de modo. A modelagem de ameaças integra dados de missão, assinatura, objeto e geoespaciais para criar ambientes de ameaças realistas e dinâmicos, muitas vezes abrangendo milhares de modos simultâneos.

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

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

As referências incluem doutrinas e estratégias relevantes do DoD, enfatizando a importância estratégica da superioridade do espectro eletromagnético e do rigor da modelagem.

No geral, o artigo fornece conhecimentos básicos essenciais para engenheiros, testadores e gerentes de programas de guerra eletrônica que lidam com os desafios de simulação e validação de ambientes eletromagnéticos sofisticados na guerra moderna.