Wie man CRPA-Anti-Jam-Antennentests durchführt

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Validierung von CRPA-Anti-Jamm-Antennensystemen gegen NAVWAR-Bedrohungen

Antennen mit kontrolliertem Empfangsmuster (CRPAs), auch bekannt als Störsenderantennen, bilden eine wichtige Verteidigungslinie gegen Bedrohungen der Navigationskriegsführung. Sie bieten eine räumliche Filterung, die Positions-, Navigations- und Zeitsysteme (PNT) in umkämpften Umgebungen schützt. Störsenderlösungen schützen Plattformen, indem sie zwischen erwünschten GNSS-Signalen und Bedrohungen in der HF-Umgebung unterscheiden – darunter leistungsstarke Störsignale und irreführende, gefälschte Signale, die legitim erscheinen sollen. CRPAs werden in militärischen und zivilen Anwendungen in Flugzeugen, Bodenfahrzeugen, Drohnen, präzisionsgelenkten Hyperschallraketen, Marineplattformen, Langstrecken-Loitering Munitions und Gefechtsführungssystemen zur Zeitsynchronisation und Datenintegrität eingesetzt.

Im Gegensatz zu Antennen mit festem Empfangsmuster nutzt eine CRPA (Composite Reconnaissance Probability) mehrere Antennenelemente und adaptive Signalverarbeitung, um dynamisch auf die HF-Umgebung zu reagieren. Das System analysiert die an jedem Antennenelement empfangenen Signale und passt Amplitude und Phase in Echtzeit an, um die Nullstellen in Richtung der Störungen zu lenken und gleichzeitig den Empfang in Richtung der gewünschten Satellitensignale aufrechtzuerhalten oder zu verbessern. Ein Array mit N Elementen kann bis zu N-1 unabhängige Nullstellen erzeugen. Größere Arrays fokussieren den Empfang präziser und trennen Signale aus ähnlichen Richtungen besser. Mit der Skalierung von CRPA-Systemen von herkömmlichen 4- und 7-Element-Arrays hin zu Systemen mit 16 und mehr Elementen wird die Validierung der Störfestigkeit immer anspruchsvoller. Die Tests müssen realistische Signalpegel, Bedrohungsgeometrie, Einfallswinkel und dynamische Plattformbedingungen simulieren. Ingenieure können dann vor dem Einsatz Kennzahlen wie Nullstellentiefe und Lenkgenauigkeit, Störfestigkeit gegenüber dem Signal sowie GNSS-Erfassung und -Verfolgung bewerten.

CRPA Anti-Jam Antennen-Testlösungen

Die Leistungsfähigkeit von CRPA-Antennen lässt sich im Labor durch Wellenfrontmessungen oder Over-the-Air-Tests (OTA) in einer Messkammer validieren. Das PNT X CRPA-Testsystem von Keysight nutzt eine direkt eingespeiste Wellenfrontsimulation, um synchronisierte GNSS-, Stör- und Spoofing-Signale an jedes CRPA-Element zu senden. Dieser Ansatz ermöglicht die präzise und reproduzierbare Steuerung der Dynamik von Szenarien mit sechs Freiheitsgraden, einschließlich vollständiger Flugprofile, zum Testen der Antennenelektronik und des Empfängers. Eine stabile Architektur gewährleistet die Phasenausrichtung und Kalibrierung während der gesamten Szenarioausführung und vermeidet so eine Laufzeit-Neukalibrierung sowie die Phasendiskontinuitäten, die durch eine kontinuierliche Kalibrierung entstehen können.

Bei OTA-Tests wird die physische Antenne in den Test einbezogen und sendet GNSS- und Bedrohungssignale in einer Kammer aus, um das gesamte CRPA-System zu bewerten. Das PNT X OTA-Testsystem von Keysight bietet ein patentiertes Zonenkammerverfahren für mehr Realismus und längere Testzeiten. OTA ermöglicht zwar eine durchgängige Validierung, die Szenariodynamik ist jedoch im Vergleich zu Tests vor Ort eingeschränkter. Zusammen bieten beide Methoden eine komplementäre Validierung auf Subsystem- und Systemebene.

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