レーダー、電子戦、無人機対処のRFシステム定義では何を確定すべきですか？
ミッションモードと電磁環境を、明示したアンテナ面および装置面における波形、時刻、チャネル、受信、送信、アイソレーション、制御、検証の測定可能な要求へ変換する必要があります。 レーダー、電子戦、UAS検知ではアンテナ、周波数変換器、増幅器、スイッチ、監視回路を共用できる場合がありますが、一つの概算バジェットで扱うことはできません。捜索、追尾、識別、方向探知、記録、許可された対処支援では、雑音、瞬時帯域幅、パルス密度、コヒーレンス、遅延、電力の組合せが異なります。
対象となる設計作業
- レーダー・電子戦・無人機対処向けRFシステムのアーキテクチャ: 捜索、警戒、方向探知、対処支援をアンテナ、コヒーレントチャネル、周波数変換、利得、スイッチングへ割り当てる
- レーダー・電子戦・無人機対処向けRFシステムの設計要件: 周波数範囲、パルスまたは変調、ダイナミックレンジ、時刻、環境をブロックごとの要求へ落とし込む
- レーダー・電子戦・無人機対処向けRFシステムの統合: チャネル間のRF、基準クロック、制御、校正、電源、熱、機構インターフェースを整合させる
- レーダー・電子戦・無人機対処向けRFシステムの試験と検証: 配備前にパルス、位相、振幅、感度、回復、アイソレーション、シナリオ性能を証明する
ミッションモードとRF基準面を固定する
監視、追尾、目標照射、レーダー警戒、電子支援、記録、方向探知、UAS検知、または許可された対処支援ごとに、アンテナポート、偏波、ビームまたはセクター、同時チャネル数、Tx/Rx状態、同調範囲、瞬時帯域幅、遅延を記録します。伝導測定面と放射測定面は分けます。増幅段後の感度を現場の探知性能へ結び付けるには、アンテナ、伝搬、走査、信号処理の条件が必要です。
波形、時刻、マルチチャネルコヒーレンスを管理する
搬送周波数範囲、パルス幅、PRIまたはPRF、バースト、チャープまたは位相符号、パルス内変調、立上り・立下り、デューティ比、許容周波数・位相誤差を定めます。マルチチャネル受信機やアレイには共通基準に加えて、相対振幅、位相、群遅延、トリガースキューの限度が必要です。方向探知とビームフォーミングは、10 MHzを共用するだけでなく、周波数、レベル、温度、再構成後の校正安定性で決まります。
受信感度と瞬時ダイナミックレンジを同時に成立させる
受信経路はアレイ、デュプレクサまたはT/Rスイッチ、リミッタ、プリセレクタ、LNA、周波数変換、IF、ADCで構成されます。雑音指数、利得、入力P1dB、IP3、イメージ・スプリアス抑圧、ADCヘッドルーム、大信号後の回復時間を配分します。高いパルス密度、複数エミッタ、自局送信漏れ、クラッタ、帯域外ブロッカを含めて確認し、漏れ後に受信不能が続く経路は不合格とします。
パルスおよび変調送信性能を規定する
必要な距離または効果をアンテナ基準面の線形電力に変換し、PA出力、給電損失、アンテナ利得、波形バックオフ、デューティ比へ配分します。ピーク・平均電力、パルスドループ、オーバーシュート、立上り・立下り、パルス間振幅・位相安定度、チャープ直線性、必要時のEVM、高調波、スプリアス、占有帯域を測定します。負荷不整合、反射電力保護、熱蓄積、ブランキング、送信禁止、安全状態への移行時間も含めます。
アイソレーション、経路切替、校正を構成に組み込む
各スイッチ状態についてポート間、チャネル間、Tx/Rx間のアイソレーションを規定します。カプラ、検波器、校正信号注入、ループバック、BITE点には既知の方向性、レベル、基準面が必要です。制御データには構成、周波数、利得、ビームまたはチャネル、時刻、故障状態を残します。アレイや分散センサでは、交換、温度サイクル、保守の後もケーブルとモジュールの位相を追跡できるようにします。
現実的で制御可能な電磁シナリオで検証する
校正したSパラメータ、雑音、圧縮、パルス、位相雑音、チャネル整合の測定後、周波数、パルス密度、振幅、到来角の手掛かり、遅延、ドップラー、干渉、切替順序を変えた再現可能な単一・複数エミッタシナリオで試験します。結果には校正、測定不確かさ、波形定義、ファームウェア、状態を保存します。無人機対処用の検知は代表的な対象と誤検知要因で評価しますが、検知だけで意図は判断できず、能動的な対処には別の法的・運用上の権限が必要です。
レーダーおよび電磁スペクトラムRF経路の最小配分
| 判断項目 | 必要な入力 | 受入れ証拠 |
|---|---|---|
| モードと環境 | 捜索、追尾、警戒、DF、検知、エミッタ、クラッタ、ブロッカ | シナリオと基準面を含むモード表 |
| 波形と時刻 | 帯域、帯域幅、パルス、変調、PRF、位相、トリガー、遅延 | 校正済み時刻・周波数・パルス・位相結果 |
| 受信 | 雑音、利得、ダイナミックレンジ、回復、チャネル、ADC限界 | 感度、阻害、漏れ、回復、チャネル整合データ |
| 送信 | ピーク/平均、デューティ、バックオフ、スペクトラム、不整合、熱 | パルス、電力、安定度、スペクトラム、保護記録 |
| 統合 | アイソレーション、経路、校正、制御、クロック、電源、環境 | 状態表、校正移管、環境・故障証拠 |
試験可能なレーダー/EW経路に必要なRFQ情報
- ミッションモード、配備環境、RFハードウェアと信号処理の境界
- 周波数範囲、瞬時帯域幅、同調、同時チャネル数
- パルス幅、PRI/PRF、バースト、チャープまたは変調、デューティ、スペクトラム限度
- アンテナ/アレイポート、偏波、ビーム、走査条件、基準面
- 感度、雑音指数、利得、ブロッカ、パルス密度、回復、ADC余裕
- ピーク/平均電力、バックオフ、パルス忠実度、安定度、不整合
- チャネル間振幅、位相、群遅延、トリガースキュー、校正周期
- スイッチ状態、Tx/Rxアイソレーション、ブランキング、経路、ループバック、BITE
- クロック、制御、時刻、テレメトリ、電源、冷却、機構、環境
- シナリオ、校正、不確かさ、合否限度、証拠形式
ソリューションの境界
対象はレーダー、電子戦センシング、許可された無人機検知または対処支援のRF・マイクロ波ハードウェア構成です。対象の意図を判断せず、運用上の対処を選ばず、検知・識別アルゴリズムを代替せず、周波数利用や能動的対処を許可するものでもありません。これらはミッション、法務、安全、規制の責任範囲です。
