Simulación avanzada de entornos electromagnéticos para sistemas EW modernos

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El dominio de operaciones del espectro electromagnético (EMSO) cubre la explotación, el ataque y la protección de activos en el entorno electromagnético dinámico (EME). Un subconjunto, la guerra electromagnética (EW), evoluciona a medida que el espectro se vuelve más complejo, lo que exige simulación para evaluar sistemas EW nuevos y mejorados contra el avance del radar y las interferencias. Este documento técnico, el primero de una serie de tres partes, presenta conceptos fundamentales de EW y profundiza en la generación de escenarios técnicos de EME y la implementación de sistemas.

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Descripción general

Este documento técnico, "Simulación ambiental electromagnética para sistemas EW - Parte 1", de Rohde &Schwarz, proporciona una introducción completa a las operaciones del espectro electromagnético (EMSO) y la ingeniería de generación ambiental fundamentales para probar y desarrollar sistemas de guerra electrónica (EW).

El documento comienza definiendo EMSO y EW, enfatizando la necesidad de simular entornos operativos electromagnéticos (EMOE) complejos que se asemejan mucho a las condiciones del mundo real. La simulación precisa es vital debido al costo prohibitivo, los riesgos de seguridad y la impracticabilidad de las pruebas en vivo al aire libre en escenarios modernos de amenazas múltiples, que involucran numerosos emisores, formas de onda y factores ambientales.

Detalla los niveles de abstracción en las pruebas EMSO, desde simulaciones a nivel de componentes en la fase de descubrimiento hasta pruebas complejas e integradas de sistemas de sistemas a nivel de teatro o campaña. Este enfoque en capas garantiza que el rigor de las pruebas coincida con los requisitos operativos, respaldando todo, desde I+D hasta el ensayo completo de la misión.

Es fundamental para la fidelidad de la simulación gestionar la “verdad” en tres etapas:verdad de la simulación (precisión del modelo de escenario), verdad de la cámara (estímulo de RF correcto presentado al dispositivo bajo prueba (DUT) o sistema bajo prueba (SUT)) y verdad DUT/SUT (la respuesta y percepción del sistema). El documento aboga por procesos rigurosos de verificación, validación y acreditación (VV&A) para mantener la confiabilidad y responsabilidad de estas simulaciones.

El documento también explica los componentes básicos de la generación ambiental, incluidas bibliotecas de datos y formas de onda de amenazas del mundo real, creación de escenarios, generación de salida digital y generación de señales de RF entregadas por aire (OTA) o mediante inyección directa (DI). Destaca las ventajas y desventajas entre estos métodos en términos de complejidad y flexibilidad de la calibración.

La mecánica de los escenarios de construcción abarca la representación de emisores como fuentes físicas de RF caracterizadas por formas de onda (por ejemplo, palabras de descriptores de pulso (PDW) o datos I/Q), patrones de antena, movimiento y cambios de modo. El modelado de amenazas integra datos de misión, firmas, objetos y geoespaciales para crear entornos de amenazas realistas y dinámicos, que a menudo abarcan miles de modos simultáneos.

El documento analiza la gestión de la complejidad de los escenarios, desde compromisos básicos de un solo emisor/dispositivo hasta escenarios de múltiples emisores y múltiples DUT con adaptación de movimiento y modo, respaldados por recursos informáticos contemporáneos de alto rendimiento.

En conclusión, la simulación ambiental EMSO es una herramienta compleja pero indispensable para desarrollar, probar y validar sistemas EW en condiciones realistas, permitiendo evaluaciones más seguras, rentables y altamente flexibles que los enfoques tradicionales.

Las referencias incluyen doctrina y estrategias relevantes del Departamento de Defensa, enfatizando la importancia estratégica de la superioridad del espectro electromagnético y el rigor del modelado.

En general, el documento proporciona conocimientos fundamentales esenciales para ingenieros, evaluadores y administradores de programas de guerra electrónica que se enfrentan a los desafíos de simular y validar entornos electromagnéticos sofisticados en la guerra moderna.