Оборонная промышленность и правительственные учреждения

Оборонная промышленность и правительственные учреждения

 

Важность мониторинга РЧ-спектра

Дебби Нильсен, Морган Эллисон и Алан Вольке из компании Tektronix обсуждают тенденции в технологиях, оказывающие влияние на оборонную промышленность.

В технологиях для оборонной промышленности и правительственных учреждений знание и понимание обстановки в РЧ-спектре в реальном времени не просто важно — оно может привести к успеху или свести на нет всю работу. Связь, навигация, системы электронного мониторинга, радиоэлектронной защиты и радиоэлектронной атаки — всё это требует ситуационной осведомлённости в реальном времени и полного понимания РЧ-спектра в каждый конкретный момент времени. То, что происходит в данный момент, может полностью измениться в следующий.

«Главной целью разворачивания мер противодействия техническим средствам наблюдения (TSCM) является определение РЧ-обстановки в заданном частотном диапазоне в заданном районе, — объясняет инженер Морган Эллисон из Tektronix. — Эта картина, как правило, используется в качестве базовой, затем можно добавлять мониторинг в режиме реального времени для сравнения текущей РЧ-обстановки с обстановкой, которая уже хорошо известна».

Новое оборудование позволяет лучше понимать РЧ-обстановку, предоставляя инженерам возможность видеть ранее невидимые сигналы и объекты.
По ряду причин мониторинг РЧ-спектра становится всё более сложным, и чтобы не отставать от новых требований, нужны новые приборы. В одних областях применения эти новые приборы должны иметь высококачественные тракты для РЧ-сигналов и наилучшее разрешение, чтобы операторы систем чётко и однозначно интерпретировали сигналы в своей области спектра. В других областях применения достаточной будет сеть датчиков с малыми размерами, массой и энергопотреблением. Во многих областях, связанных с мониторингом спектра, требуется резервирование систем, например систем, подвергающихся риску воздействия электромагнитных помех (ЭМП) или мощному РЧ-излучению (опасность радиационного облучения или RADHAZ), которое может серьёзно повредить приёмники, чувствительные к воздействию электромагнитного излучения (EMV).

«Операции в спектре реального времени критически важны для армейского цикла НОРД (наблюдение, ориентация, решение, действие), который в сегодняшней динамичной среде становится всё короче и короче, — добавляет Дебби Нильсен из Tektronix. — Независимо от того, что это за прибор -— автоматический датчик для мониторинга электромагнитного излучения (EMCON) или опасности радиационного облучения либо устройство для интеллектуального мониторинга спектра для организации динамического доступа к спектру, ситуационная осведомлённость об электромагнитной обстановке в реальном времени может не только сохранить дорогостоящие системы и чувствительное оборудование, но и обеспечить успех задания в другой ситуации с закрытым для доступа спектром».
 
 

Мониторинг РЧ-спектра постоянно усложняется

Почему мониторинг РЧ-спектра становится всё сложнее? Основными причинами являются перегруженность спектра и возможности перестройки систем. В настоящее время растёт количество используемых систем, работающих в более широких диапазонах. Дополнительные сложности возникают из-за изменения порядка распределения спектра частот, а также изменения доступности РЧ-технологий. Последним примером является решение правительства о реструктуризации диапазона частот LTE и разрешение на передачу частот Advanced Wireless Services 3 (AWS-3) для совместного использования федеральными и нефедеральными коммерческими структурами.

«Это решение окажет влияние на всю оборонную/правительственную систему, которая сейчас пользуется этой частью спектра, — говорит Нильсен. — Предстоит проделать огромную работу как со стороны коммерческих, так и со стороны оборонных структур, чтобы точно знать, что их каналы не пересекаются», — объясняет Эллисон.

RFКроме того, в управлении спектром вместо привычного распределения частот, которое осуществлялось согласно форме 1494, появилась новая концепция работы с системами на основе динамического доступа к спектру (DSA). По словам Нильсена, это оказывает двоякое влияние на мониторинг РЧ-спектра: с одной стороны, теперь придётся иметь дело с узкополосным мониторингом, а с другой — из-за чрезмерной перегруженности спектра и ограниченных возможностей перестройки систем будут возникать непреднамеренные помехи и дополнительные неоднозначности.

Кроме того, мониторинг РЧ-спектра усложняется из-за стремительного развития дешёвых РЧ-технологий. Эти технологии не только легкодоступны, но и всё больше занимают доминирующее место в качестве приборов в самых разных областях применения. Эта концепция — добавления беспроводной связи во всё большее количество устройств — известна под названием «Интернет вещей» (IoT), о котором инженер Алан Вольке из Tektronix говорит как о «диверсанте в беспроводной связи». Многие устройства Интернета вещей используют нелицензируемый РЧ-спектр в ISM-диапазоне (индустриальный, научный и медицинский диапазон).

«ISM-диапазон, особенно в области 2,4 и 5 ГГц, становится всё более перегруженным, — объясняет Эллисон. — Бывает действительно трудно сказать, это идёт сигнал от беспроводного маршрутизатора предприятия или кто-то пытается проникнуть в сеть и выкачать информацию. Поэтому крайне важна возможность автоматического определения типа сигнала».

Кроме устройств Интернета вещей, увеличивающих количество РЧ-сигналов, серьёзный риск для многих оборонных секторов представляет растущая доступность дронов. «Нужны возможности, чтобы немедленно определить, несёт ли дрон какую-либо нагрузку и откуда поступает управляющий сигнал, а также чтобы принять ответные меры и взять управление над дроном, — говорит Эллисон. — Помимо увеличения доступности устройств беспроводной связи, расширяется доступность потенциально опасных устройств, управляемых при помощи беспроводных технологий».

Средства радиоэлектронной борьбы

Другой областью применения указанных технологий в оборонном секторе являются средства радиоэлектронной борьбы, предназначенные для принятия мер против РЛС и электронного оборудования противника. Как и технологии РЧ-мониторинга и спутниковой связи, технологии радиоэлектронной борьбы вошли в период крупных изменений и нуждаются в адаптации.

Прежде всего, угрозы со стороны противника становятся всё более сложными. Примерами могут служить возможности быстрой перестройки для связи в широком диапазоне частот и радары с интеллектуальными алгоритмами распознавания для подавления помех. Раньше средства для создания угроз, используемые для тестирования систем радиоэлектронной борьбы, представляли собой оборудование, которое трудно было обновлять по мере изменения угроз. Часто прежде для генерирования угроз использовались последовательности чистых импульсов, которые не отображали фактическое состояние физической и электромагнитной рабочей среды. Для достоверного тестирования систем радиоэлектронной борьбы эмуляция угроз должна быть максимально приближена к реальным условиям.

Другой тенденцией в секторе средств радиоэлектронной борьбы является растущая необходимость в точном определении характеристик средств радиоэлектронного подавления (ECM). На работу средств радиоэлектронного подавления могут влиять искажения в передатчике/усилителе, работа аккумуляторной батареи, сеть питания для нескольких устройств, проблемы синхронизации, задержка при обращении к цифровой памяти радиосигналов (DRFM) и электромагнитное воздействие платформы. Поэтому так важно проверять и подтверждать характеристики средств радиоэлектронного подавления во временной и частотной области как периодически, так и при переходе к другому режиму работы. Определение характеристик воздействий всей системы/платформы крайне важно для понимания фактических эксплуатационных характеристик средств радиоэлектронного подавления. Таким образом можно выявлять потенциальные возможности или ограничения, которые могут проявиться в реальных рабочих условиях.

Эффективная передача данных по спутниковой связи

Кроме мониторинга РЧ-спектра, ещё одной технологией, которая подвергается изменениям в оборонной промышленности и секторах работы правительственных учреждений, является спутниковая связь (SATCOM). Со спутниковой связью, используемой для передачи видео, изображений, данных РЛС, разведывательной информации и многого другого, связаны особые проблемы в РЧ-спектре.

«Общим между большинством технологий спутниковой связи является огромная ширина полосы пропускания и иногда очень сложная функция передачи, — говорит Вольке. — Фактором, изменяющимся в общей картине, является растущее количество используемых спутников. Обеспечивать их пропускную способность становится всё сложнее, а в перспективе понадобится ещё больше таких спутников, использование дополнительного диапазона и расширение полосы частот».

Вместе с увеличением количества используемых спутников растёт потребность в тестировании их возможностей обмена данными. Прежде достаточным было тестирование сигналов физического уровня устройства спутниковой связи и определения таких параметров, как коэффициент битовых ошибок (BER) и амплитуда вектора ошибки (EVM). Однако сейчас областью, к которой проявляется повышенный интерес, стал и слой протокола.

«Обычно мы не работали на уровне протокола, но, думаю, это стало актуальным из-за расширения использования беспроводных передатчиков, усложнения систем и более широкого распространения устройств Интернета вещей, — говорит Эллисон. — Так что мы тоже можем воспользоваться кое-чем из этой технологии, чтобы удовлетворить потребности оборонной промышленности и правительственных организаций, а также, возможно, адаптировать некоторые решения для коммерческого использования».

RFПо словам Эллисона, одним из основных протоколов устройств спутниковой связи является постоянно совершенствующийся протокол цифрового вещания, известный как DVB-S2. «Наблюдаемая тенденция — это заинтересованность многих людей в тестировании демодуляции цифрового видео и очень быстром обмене данными, скорее всего, между спутниками», — объясняет он.
Для того чтобы оборудование спутниковой связи успешно выполняло свои функции, в нём необходимо увязать очень высокие частоты со сверхмалыми шумами и сверхбольшие полосы пропускания. Поэтому тестирование оборудования спутниковой связи может быть непростой задачей. «Во многих решениях используется достаточно высокий частотный диапазон, но недостаточно широкая полоса пропускания, либо у них достаточная частота и полоса, но плохое разрешение, — добавляет Эллисон. — Или все эти проблемы решены, но отсутствуют возможности для генерирования сигналов, которые можно протестировать на таких частотах. Мы в общем можем определить довольно специфические проблемы, возникающие у наших заказчиков и, к счастью, у нас есть оборудование, позволяющее решить большинство таких задач».
И последним фактором, оказывающим влияние на сектор спутниковой связи, являются физические свойства приёмников и передатчиков. Эллисон говорит, что не следует забывать о таких параметрах, как размеры, масса и энергопотребление. «Некоторые из этих устройств могут находиться в ранце, который несёт пехотинец, либо это может быть РЧ-датчик на беспилотнике или что-то подобное, — продолжает он. — Так что во многих таких случаях размер, вес и энергопотребление также очень важны».

Оказание помощи заказчикам при адаптации

Технологии для оборонной промышленности и правительственных учреждений — от мониторинга РЧ-спектра до средств радиоэлектронной борьбы и спутниковой связи в оборонной промышленности — подвергаются изменениям и нуждаются в новых мощных и надёжных решениях для противодействия вызовам. Причинами таких изменений являются упрощение доступа к РЧ-технологиям, изменения порядка распределения частот, увеличение количества спутников, дронов и усложнение радиоэлектронных угроз. «Думаю, что когда мы начнём помогать заказчикам устранять такие угрозы, у нас наверняка будет много работы», — говорит Эллисон.

Для нас наступают хорошие времена. Компания Tektronix совершенствует свою бизнес-модель и взаимодействие с партнёрами в государственных учреждениях, чтобы определить и понять реальные проблемы, с которыми ежедневно сталкивается армия. Мы хотим предоставить технологические инструменты, которые будут защищать наших бойцов на поле боя. Наша цель — помочь обеспечить успех задачи любыми имеющимися у нас средствами и стать надёжным партнёром.

Узнать больше об устройствах, применяемых в оборонной промышленности и секторе правительственных учреждений

Тенденции в других областях применения

Загрузки
Загрузить

Загрузить руководства, технические описания, программное обеспечение и т. д.:

Go to top