【泰有聊】之國防篇：物聯(lián)網(wǎng)向航空國防領域延伸，泰克專家分享電子測試領域趨勢

如果電子行業(yè)有一個細分市場要求設計工程師與測試測量密切協(xié)作，那就是航空和國防。為了不斷前行，測試設備必需不斷適應并改良，以支持元器件系統(tǒng)中日新月異的技術變化，同時滿足微波和RF技術的持續(xù)演變。

人們一想到航空和國防，大多數(shù)注意力會放在RF傳感、衛(wèi)星通信、電子戰(zhàn)等應用上，這些應用至關重要。而現(xiàn)在，由于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術的整合，問題空間變得日益復雜。物聯(lián)網(wǎng)設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、機械、系統(tǒng)和人，以改善性能，降低總運營成本。根據(jù)報告，現(xiàn)在僅這一市場的容量就超過了200億美元。從整體上看，在這一日新月異的行業(yè)中，采集、測試和評估解決方案在激發(fā)創(chuàng)新、保證性能方面發(fā)揮著關鍵作用。

航空與國防領域的創(chuàng)新實現(xiàn)通常依賴于RF頻譜，正如泰克科技公司軍事/政府市場經(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傳感設備的設計變得更加復雜。本文采訪中，與Debbie探討了相關問題，以及航空、國防中的各種新興技術趨勢。

Debbie Nielsen(Tektronix)

問：這些工程師面臨著哪些關鍵趨勢和挑戰(zhàn)?

Debbie：了解RF環(huán)境不僅具有重要意義，還直接關系到創(chuàng)新使命的成敗。通信、導航、電子保護、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)控的自動傳感器，還是用于訪問可用性的智能動態(tài)傳感器，RF頻譜的實時態(tài)勢感知都可以嚴格保護昂貴的系統(tǒng)和敏感設備，并有助于確保任務成功，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RF信號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)轉向更遠程的超視距操作，影響軍事系統(tǒng)的另一個因素是接收機和發(fā)射機的物理特點。不要忽視已部署技術的規(guī)模、重量和功率(SWaP)，因為某些系統(tǒng)和操作實際上需要在步兵的背包里或無人機上工作。在這些應用中，功率效率和功率優(yōu)化也至關重要。

問：為什么RF傳感技術變得越來越復雜?

Debbie：原因分為兩大塊：頻譜分配方式發(fā)生變化，射頻技術的可用性發(fā)生變化。

在第一塊，最新的一個復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。該頻譜分配的一個具體實例是把LTE頻段擴展為以前的軍用雷達頻段。另一個重要變化是使用標準1494頻譜分配，從分配頻譜轉變?yōu)樽罱鼊討B(tài)頻譜接入技術的迅猛增長。

在第二塊，使用經(jīng)濟的RF技術提高了RF傳感技術的復雜度。這種技術接入不僅更加簡便，而且正成為越來越多的應用中的一種工具，這使得辨別及信號標識成為軍事業(yè)務的一個重大挑戰(zhàn)。ISM頻段就是其中一個實例，特別是2.4和5 GHz區(qū)域，這些區(qū)域正變得異常擁堵，很難判斷信號是軍用無線路由器產(chǎn)生的，還是有人試圖穿透網(wǎng)絡或泄漏信息。

問： 衛(wèi)星通信(SATCOM)領域正在發(fā)生什么樣的變化?

Debbie：與航空和國防許多其他領域一樣，衛(wèi)星通信也正在經(jīng)歷轉變。大多數(shù)衛(wèi)星應用有一個共同點，就是傳輸帶寬一般都非常高，有時候傳輸功能非常復雜。一個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，測試衛(wèi)星通信能力的需求也在不斷提高，包括SATCOM信號物理層測試的需求越來越嚴格，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測試測量有哪些影響?

Debbie：為確保成功，SATCOM應用需要同時融合超高頻率、超低噪聲、超寬帶寬。因此， SATCOM設備測試可能是一個挑戰(zhàn)。許多解決方案要么有足夠高的頻率范圍，但沒有足夠寬的帶寬，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，才能在這些頻率上進行實際測試。

問：電子戰(zhàn)中會發(fā)生哪些變化?

Debbie：事實上，與RF傳感和SATCOM應用一樣，電子戰(zhàn)也處于需要適應的變化之中。

其中一個趨勢是威脅正變得越來越復雜。電子戰(zhàn)(EW)信號通常內嵌智能和辨別算法以抵抗干擾。過去，用于測試電子攻擊(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，不代表實際物理和電磁環(huán)境效應。為了對EW系統(tǒng)進行精確測試，威脅信號源要盡可能模擬真實世界。

另一個EW趨勢是精確表征電子對抗措施(ECM)的需求越來越高。ECMs可能會受到發(fā)射機或放大器效應、電池、多種技術共享功率及系統(tǒng)和數(shù)字無線頻率存儲器(DRFM)中定時問題的影響。正因如此，在不同時間和不同場景、在時域和頻域檢驗ECM才如此重要。整體系統(tǒng)和平臺對技術的影響的表征，對于理解運行環(huán)境中的實際ECM性能異常重要。