如果電子行業(yè)有一個(gè)細(xì)分市場要求設(shè)計(jì)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(shè)備必需不斷適應(yīng)并改良，以支持元器件系統(tǒng)中日新月異的技術(shù)變化，同時(shí)滿足微波和RF技術(shù)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(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(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。

Debbie Nielsen(Tektronix)

問：這些工程師面臨著哪些關(guān)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(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(shí)時(shí)態(tài)勢感知都可以嚴(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)樽罱鼊討B(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，這使得辨別及信號標(biāo)識成為軍事業(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(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測試測量有哪些影響？

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挘从蓄l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(jìn)行實(shí)際測試。

問：電子戰(zhàn)中會發(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)趨勢是威脅正變得越來越復(fù)雜。電子戰(zhàn)(EW)信號通常內(nèi)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(shí)際物理和電磁環(huán)境效應(yīng)。為了對EW系統(tǒng)進(jìn)行精確測試，威脅信號源要盡可能模擬真實(shí)世界。

另一個(gè)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(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)和平臺對技術(shù)的影響的表征，對于理解運(yùn)行環(huán)境中的實(shí)際ECM性能異常重要。