人們一想到航空和國防,,大多數(shù)注意力會(huì)放在RF傳感,、衛(wèi)星通信,、電子戰(zhàn)等應(yīng)用上,,這些應(yīng)用至關(guān)重要,。而現(xiàn)在,,由于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)的整合,,問題空間變得日益復(fù)雜。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一般被視為提高倉庫或家居效率的一種方式,,現(xiàn)在正被用來連接航空和國防系統(tǒng)中的各種飛機(jī),、機(jī)械、系統(tǒng)和人,,以改善性能,,降低總運(yùn)營成本。根據(jù)報(bào)告,現(xiàn)在僅這一市場(chǎng)的容量就超過了200億美元,。從整體上看,,在這一日新月異的行業(yè)中,采集,、測(cè)試和評(píng)估解決方案在激發(fā)創(chuàng)新,、保證性能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
航空與國防領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)通常依賴于RF頻譜,,正如泰克科技公司軍事/政府市場(chǎng)經(jīng)理Debbie Nielsen所解釋的那樣,,各種各樣的因素正使得RF通信和RF傳感設(shè)備的設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜。本文采訪中,,與Debbie探討了相關(guān)問題,,以及航空、國防中的各種新興技術(shù)趨勢(shì),。
Debbie Nielsen(Tektronix)
問:這些工程師面臨著哪些關(guān)鍵趨勢(shì)和挑戰(zhàn),?
Debbie:了解RF環(huán)境不僅具有重要意義,還直接關(guān)系到創(chuàng)新使命的成敗,。通信,、導(dǎo)航,、電子保護(hù),、電子傳感等都要求全面了解RF頻譜及怎樣使用RF頻譜。不管是用于EMCON或RADHAZ監(jiān)控的自動(dòng)傳感器,,還是用于訪問可用性的智能動(dòng)態(tài)傳感器,,RF頻譜的實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知都可以嚴(yán)格保護(hù)昂貴的系統(tǒng)和敏感設(shè)備,并有助于確保任務(wù)成功,,否則就不能成功地接入頻譜,。
基于各種原因,這類RF傳感正變得日益復(fù)雜,,要求使用新工具才能跟上新需求,。這些新工具必須有優(yōu)質(zhì)RF信號(hào)路徑和出色的分辨率,以便系統(tǒng)操作員清楚地了解RF環(huán)境,。
隨著電子戰(zhàn)轉(zhuǎn)向更遠(yuǎn)程的超視距操作,,影響軍事系統(tǒng)的另一個(gè)因素是接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的物理特點(diǎn)。不要忽視已部署技術(shù)的規(guī)模,、重量和功率(SWaP),,因?yàn)槟承┫到y(tǒng)和操作實(shí)際上需要在步兵的背包里或無人機(jī)上工作。在這些應(yīng)用中,,功率效率和功率優(yōu)化也至關(guān)重要,。
問:為什么RF傳感技術(shù)變得越來越復(fù)雜?
Debbie:原因分為兩大塊:頻譜分配方式發(fā)生變化,射頻技術(shù)的可用性發(fā)生變化,。
在第一塊,,最新的一個(gè)復(fù)雜因素是政府決定出售部分頻譜用于商業(yè)用途,這給目前占用這部分頻譜的軍事/政府系統(tǒng)都有明顯影響,。該頻譜分配的一個(gè)具體實(shí)例是把LTE頻段擴(kuò)展為以前的軍用雷達(dá)頻段,。另一個(gè)重要變化是使用標(biāo)準(zhǔn)1494頻譜分配,從分配頻譜轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱鼊?dòng)態(tài)頻譜接入技術(shù)的迅猛增長,。
在第二塊,,使用經(jīng)濟(jì)的RF技術(shù)提高了RF傳感技術(shù)的復(fù)雜度。這種技術(shù)接入不僅更加簡(jiǎn)便,,而且正成為越來越多的應(yīng)用中的一種工具,,這使得辨別及信號(hào)標(biāo)識(shí)成為軍事業(yè)務(wù)的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。ISM頻段就是其中一個(gè)實(shí)例,,特別是2.4和5 GHz區(qū)域,,這些區(qū)域正變得異常擁堵,很難判斷信號(hào)是軍用無線路由器產(chǎn)生的,,還是有人試圖穿透網(wǎng)絡(luò)或泄漏信息,。
問: 衛(wèi)星通信(SATCOM)領(lǐng)域正在發(fā)生什么樣的變化?
Debbie:與航空和國防許多其他領(lǐng)域一樣,,衛(wèi)星通信也正在經(jīng)歷轉(zhuǎn)變,。大多數(shù)衛(wèi)星應(yīng)用有一個(gè)共同點(diǎn),就是傳輸帶寬一般都非常高,,有時(shí)候傳輸功能非常復(fù)雜,。一個(gè)變化情景是部署的衛(wèi)星正越來越多,提升容量越來越難,,我們將看到更多的頻段使用和更寬的帶寬要求,。
除了使用的衛(wèi)星數(shù)量不斷提高外,測(cè)試衛(wèi)星通信能力的需求也在不斷提高,,包括SATCOM信號(hào)物理層測(cè)試的需求越來越嚴(yán)格,,以確定誤碼率(BER)和誤差矢量幅度(EVM)之類的值。
問:衛(wèi)星通信的這些變化對(duì)測(cè)試測(cè)量有哪些影響,?
Debbie:為確保成功,,SATCOM應(yīng)用需要同時(shí)融合超高頻率、超低噪聲,、超寬帶寬,。因此, SATCOM設(shè)備測(cè)試可能是一個(gè)挑戰(zhàn),。許多解決方案要么有足夠高的頻率范圍,,但沒有足夠?qū)挼膸?,要么有頻率和帶寬,但沒有足夠的分辨率,。即使如此,,您仍需要有一種方式生成信號(hào),才能在這些頻率上進(jìn)行實(shí)際測(cè)試,。
問:電子戰(zhàn)中會(huì)發(fā)生哪些變化,?
Debbie:事實(shí)上,與RF傳感和SATCOM應(yīng)用一樣,,電子戰(zhàn)也處于需要適應(yīng)的變化之中,。
其中一個(gè)趨勢(shì)是威脅正變得越來越復(fù)雜。電子戰(zhàn)(EW)信號(hào)通常內(nèi)嵌智能和辨別算法以抵抗干擾,。過去,,用于測(cè)試電子攻擊(EA)系統(tǒng)和傳感器的威脅曾經(jīng)通過硬件定義的,并且無法輕易升級(jí)來模擬威脅的演變,。傳統(tǒng)威脅生成功能通常是純脈沖序列,,不代表實(shí)際物理和電磁環(huán)境效應(yīng)。為了對(duì)EW系統(tǒng)進(jìn)行精確測(cè)試,,威脅信號(hào)源要盡可能模擬真實(shí)世界,。
另一個(gè)EW趨勢(shì)是精確表征電子對(duì)抗措施(ECM)的需求越來越高。ECMs可能會(huì)受到發(fā)射機(jī)或放大器效應(yīng),、電池,、多種技術(shù)共享功率及系統(tǒng)和數(shù)字無線頻率存儲(chǔ)器(DRFM)中定時(shí)問題的影響。正因如此,,在不同時(shí)間和不同場(chǎng)景,、在時(shí)域和頻域檢驗(yàn)ECM才如此重要,。整體系統(tǒng)和平臺(tái)對(duì)技術(shù)的影響的表征,,對(duì)于理解運(yùn)行環(huán)境中的實(shí)際ECM性能異常重要。