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<p class="thanks">Merci !</p>
<p class="thanksMsg">À très bientôt ! </p>
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<p>Que souhaitez-vous faire ? Nous sommes là pour vous aider à bien démarrer.</p>
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en matière de tests et de technologie.
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Accueil Solutions Aérospatiale et défense Radar et guerre électronique
Considérations clés pour les systèmes de test radar
NI fait désormais partie de la nouvelle division opérationnelle de test et
mesure d'Emerson.
En savoir plus
CONSIDÉRATIONS CLÉS POUR LES SYSTÈMES DE TEST RADAR
CRÉÉ LE 20 févr. 2023
*
*
APERÇU
De nombreuses tendances favorisent l'innovation pour faire progresser les
technologies dans plusieurs industries. Les plates-formes multifonctions et
logicielles changent la façon dont les gens interagissent avec leurs téléphones
grâce aux plus de 2 millions d'applications iPhone et aux plus de 3,8 millions
d'applications Android désormais disponibles. Le traitement à faible latence
crée des opportunités pour que les gens interagissent différemment avec le monde
grâce à la réalité virtuelle et à la technologie de gestes. Un monde plus
connecté a conduit à l’Internet des objets (IoT), à la 5G et aux voitures
connectées. Le traitement des Big Data et l’exposition aux informations
permettent aux entreprises d’optimiser la logistique et d’aider les médecins à
faire des avancées médicales. Le machine learning et l'intelligence artificielle
permettent de reconnaître des patterns dans des ensembles de données plus grands
que n'importe quel homme peut traiter et rendent possibles les véhicules
autonomes. Ces mêmes tendances faisant progresser les technologies dans les
produits commerciaux sont en constante évolution des systèmes de radar et de
guerre électronique (EW) qui intègrent la fusion de capteurs, les armes
hypersoniques, les capteurs multistatiques, les drones, un ordre de bataille
électronique en réseau, le radar cognitif et la guerre électronique cognitive ou
prédictive.
CONTENU
* Tendances dans le secteur des radars et de la guerre électronique
* Considérations relatives aux nouveaux tests sur les composants et le système
des radars et de la guerre électronique
* Considérations et tendances en matière d'instrumentation de test
* Répondez aux nouvelles attentes du secteur en introduisant la simulation dès
le début du processus de conception avec l'instrumentation de test modulaire
TENDANCES DANS LE SECTEUR DES RADARS ET DE LA GUERRE ÉLECTRONIQUE
Dans le secteur des radars et de la guerre électronique tout particulièrement,
l’environnement et les exigences d’exploitation des radars militaires évoluent
rapidement, et les tendances dans le secteur des radars comme celles présentées
ci-dessous augmentent considérablement le niveau de complexité de ces systèmes.
* La prolifération de l’architecture des radars, par exemple avec les radars à
antenne active (AESA), bistatiques et passifs, dotés d’un nombre apparemment
infini de techniques logicielles au sein des radars « cognitifs » et des
radars LPI, augmente l’étendue des tests requis par les systèmes de test.
* La miniaturisation des plates-formes entraîne la consolidation des systèmes
RF. Les futurs radars, récepteurs de guerre électronique et communications
partageront probablement la même plate-forme de détection et seront testés en
tant qu’unité.
* Une autonomie similaire à celle disponible sur le marché des véhicules
utilitaires augmentera considérablement le nombre de tests requis sur les
systèmes à capteurs et à plates-formes multiples pour assurer leur sécurité
et leur fiabilité.
Figure 1. Les tendances dans le secteur des radars et de la guerre électronique
exigent une modélisation des radars et une simulation de cibles à toutes les
étapes du processus de conception, à la différence d’autres types de tests qui
ne sont effectués qu’à certaines étapes du processus de conception.
La modélisation des radars et la simulation de cibles constituent les seuls
types de tests pouvant être appliqués tout au long du processus de conception.
Face à la complexité accrue des systèmes de radar, la flexibilité de la
modélisation et la simulation des radars au cours du développement devient
cruciale pour réduire les frais importants liés aux tests du système complet,
pour détecter et réduire les problèmes de conception plus tôt dans le processus
et pour réduire les risques liés à la planification.
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CONSIDÉRATIONS RELATIVES AUX NOUVEAUX TESTS SUR LES COMPOSANTS ET LE SYSTÈME DES
RADARS ET DE LA GUERRE ÉLECTRONIQUE
Les grandes tendances de l’industrie telles que les plates-formes logicielles et
polyvalentes, la faible latence, un monde connecté, les big data, le machine
learning et l’intelligence artificielle accélèrent l’innovation dans les
systèmes de radar et de guerre électronique. Avec toutes ces innovations, vous
devez vous familiariser avec certains des défis de test à l’avenir afin de
pouvoir les relever dès le début du processus de conception de test. Cela
implique de comprendre les considérations initiales de test au niveau des
composants et du système pour les nouvelles innovations suivantes dans
l’industrie des radars et de la guerre électronique : chasse à jet de cinquième
génération, armes hypertensives, capteurs multistatiques et drones, ordre de
bataille électronique en réseau, radar cognitif et EW cognitif ou prédictif.
L’avion de chasse à jet de cinquième génération est un avion piloté par logiciel
doté de plus de 10 millions de lignes de code permettant de contrôler et de
connecter une série de capteurs fonctionnant ensemble afin que l’avion puisse
effectuer des modifications de vol plus rapidement. Pour les systèmes qui
combinent des données d'un groupe de capteurs et effectuent des ajustements
basés sur ces données, deux principaux tests de composants sont essentiels : le
test de variance de waveform pour les antennes et le test d'intégrité du signal
pour les entrées et sorties (E/S) du système. Comme les antennes sont
polyvalentes, vous devez les tester pour tenir compte de la variance des
waveforms et vérifier que leur isolation et leur direction sont toutes deux
élevées. En raison du mélange de capteurs et des données générées par ces
capteurs, les E/S du système sont complexes. Vous devez effectuer des tests
d'intégrité du signal pour garantir et maintenir un débit de données élevé et
être capable d'utiliser des E/S système personnalisables. Pour les tests au
niveau du système, la suite logicielle lourde et l’intégration nécessitent des
tests supplémentaires avec une série de simulations multifonctions pour vous
assurer que le logiciel est prêt et capable de gérer les erreurs potentielles ou
les entrées inattendues.
Les systèmes d’armes hypertension et les plates-formes réactives ont besoin de
systèmes fiables à faible latence pour s’adapter suffisamment rapidement à
l’environnement. Par conséquent, les systèmes radar et EW ont des exigences de
portée plus élevées, de sorte que leurs systèmes d'antenne au niveau des
composants doivent comporter plus d'éléments par antenne pour que le radar
puisse effectuer un pilotage de faisceau plus précis avec un contrôle de phase
et d'amplitude. Au niveau du système, vous avez besoin de tests à faible
latence, en particulier des vitesses de mise à jour rapides pour les
simulations, pour vous assurer que votre système peut suivre la vitesse
hypertension et la prise de décision des armes ou du système anti-armes. Pour
aider les simulateurs à se mettre à jour plus rapidement et à tester ces
systèmes plus rapides, vous avez besoin de systèmes de test capables de traiter
les données rapidement et de mettre à jour l’état actuel des modèles pour
représenter avec précision l’environnement de simulation.
La nécessité de connaître plus tôt des informations sur les cibles radar plus
petites ou un environnement a conduit à une demande accrue de systèmes
multistatiques et drones, qui doivent fonctionner ensemble pour fonctionner
efficacement dans un monde plus connecté. Avoir des systèmes connectés au niveau
des composants entraîne le besoin de composants à bande plus large qui sont
linéaires et qui nécessitent peut-être de comprendre et de tester les
déficiences non traditionnelles. Pour les éléments des antennes à tableau phasé,
un gain et une direction élevés garantissent que chaque élément a de meilleures
performances sur une zone plus petite, tandis que tout le système d'éléments
garantit une couverture correcte pour l'antenne à tableau phasé globale. Avoir
une direction élevée et des faisceaux plus serrés permettent au radar de trouver
des cibles plus éloignées et plus petites. Au niveau du système, les tests haute
résolution et à large bande à faible latence, avec une synchronisation
étroitement alignée sur plusieurs voies, sont essentiels. Pour tester la
robustesse et la précision de ces systèmes radar, vous devez équilibrer
davantage de voies avec une simulation EW détaillée et haute densité.
Les tendances du monde connecté et des Big Data ont également inspiré un ordre
de bataille électronique en réseau, qui consiste en une série de nouveaux types
de capteurs et de périphériques fonctionnant ensemble pour identifier, localiser
et classer les mouvements, capacités et hiérarchie d'autres groupes. Avec la
large gamme de capteurs utilisés, les tests au niveau des composants requièrent
des analyses d'E/S plus complexes. Le niveau système englobe les structures de
test agrégées qui nécessitent des tests parallèles et des analyses de données à
grande vitesse. Les systèmes ont également besoin de simulateurs complexes
capables d'offrir une plus grande fidélité et de gérer des scénarios de menace
plus complexes.
Tous ces systèmes produisent plus de données à des vitesses plus rapides avec
une série de capteurs travaillant ensemble pour utiliser le logiciel pour
contrôler les systèmes. À mesure que davantage de données sont générées à une
vitesse plus élevée, vous avez besoin de systèmes plus rapides que les humains
pour prendre des décisions et organiser les données. C’est pourquoi les systèmes
de radar cognitifs et de EW cognitifs ou prédictifs ont été inventés. Pour ces
systèmes, les ensembles de programmes de test de composants et de sous-systèmes
impliquent une plus grande gamme de fréquences et de bandes passantes que les
autres systèmes. De plus, les tests paramétriques traditionnels ne suffisent
probablement pas pour comprendre pleinement les performances du système, ce qui
signifie que vous devez effectuer des tests de modélisation et de simulation en
amont du processus de test. Au niveau du système, les simulateurs en boucle
ouverte ne sont plus une option viable, et les actifs de test doivent émuler
plus précisément les cibles et les environnements au lieu de s’appuyer sur des
bases de données de menaces traditionnelles qui n’évaluent pas toutes les
capacités d’un système radar cognitif.
Au fur et à mesure que la complexité croissante des systèmes entraîne de
nouvelles avancées technologiques, vous avez besoin d’instruments de test qui
s’adaptent aux niveaux des composants et du système. Vous avez également besoin
d’une méthodologie de test bien pensée pour répondre aux nouvelles exigences,
garantir la robustesse du système et respecter les calendriers de test.
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CONSIDÉRATIONS ET TENDANCES EN MATIÈRE D'INSTRUMENTATION DE TEST
Quatre approches de test traditionnelles sont utilisées pour l’intégration et
les tests des systèmes de radar : lignes à retard, instrumentation compatible
FPGA commerciale sur étagère (COTS) ou systèmes RF sur puce (RFSoC), générateurs
de cibles radar COTS et solutions de test et de mesure clés en main. Chacune de
ces méthodes de test présente ses propres forces et faiblesses.
Les lignes de retard sont des solutions robustes et rentables, plus faciles à
acheter et à développer et répondant aux exigences de latence très faible.
Cependant, leurs capacités sont très limitées et ne fonctionnent que pour les
tests simples de fonctionnalité du système. Ils n'offrent pas de techniques de
contre-mesures électroniques (ECCM) et de simulations d'environnements ou de
scénarios réels rencontrés par les radars modernes tels que l'encombrement et
les interférences.
L’instrumentation compatible FPGA COTS ou les RFSoC présentent un faible coût en
capital, des capacités de faible latence et la souplesse pouvant être adaptées
aux systèmes complexes avec des exigences uniques. Mais ils nécessitent
d’importants coûts liés à l’homme, tels que les coûts d’ingénierie non
récurrents lors du développement initial. En raison de la complexité du codage,
cette instrumentation peut être difficile à maintenir et pas toujours fiable. En
général, ce n’est pas un équipement de test réel, vous devez donc faire beaucoup
de travail sur le firmware et le logiciel pour mettre le système en marche
efficacement au début de tous les nouveaux programmes de test.
Les systèmes de génération de cibles radar COTS ont un investissement non
récurrent en coûts d’ingénierie plus faible en raison de leur point de départ
logiciel de niveau supérieur et de leur capacité à être personnalisés aux
besoins d’application spécifiques. Cela permet aux experts du domaine d’utiliser
leurs connaissances plus tôt dans le processus de conception du système de test.
Cependant, les générateurs de cibles radar COTS coûtent généralement plus cher,
nécessitent un support pour la mise à niveau et la maintenance et manquent de
flexibilité car une grande partie de leurs fonctionnalités est déjà définie.
Comme leurs capacités de test évoluent plus lentement, vous devez vous fier aux
fournisseurs de tests pour implémenter de nouveaux modes ou fonctionnalités pour
ces générateurs.
Les solutions de test et de mesure fermées ou clés en main sont définies et
livrées comme des solutions complètes, ce qui produit une grande gamme
dynamique, un support bien étalonné et bien connu basé sur un modèle COTS de
base et la possibilité d’être rapidement exploité par plusieurs programmes. Mais
les solutions de test et de mesure clés en main sont limitées aux
fonctionnalités définies par le fournisseur et sont difficiles à configurer pour
répondre aux besoins uniques du système. Elles produisent également une latence
plus élevée car elles ne sont pas optimisées pour un test spécifique, ne sont
généralement pas cohérentes de phase et sont souvent des systèmes prescrits ou
en boucle ouverte. En raison de ces défis, vous devez compter sur les
fournisseurs pour ajouter de nouvelles fonctionnalités pour répondre à
l’évolution rapide des exigences, ce qui produit un système très difficile à
évoluer vers des systèmes RF multivoies pour les technologies telles que AESA et
l’interférométrie et limite votre capacité à effectuer des tests en boucle
fermée.
Figure 2. Les tendances du secteur qui font rapidement évoluer les nouvelles
technologies de radar et de guerre électronique rendent également
l’instrumentation de test hautement adaptable, pilotée par logiciel et modulaire
pour répondre aux besoins accrus en tests de modélisation et de simulation.
Les tendances du secteur qui affectent les nouvelles technologies de radar et de
guerre électronique génèrent également de nouvelles tendances en matière
d’instrumentation de test, telles que la convergence de l’industrie, les
plates-formes logicielles, la maintenabilité des systèmes de test et les
architectures de système de test.
Les fournisseurs d’équipements de test servent généralement à plusieurs
industries, ce qui leur permet d’utiliser des instruments dans plusieurs
industries telles que l’automobile, la 5G et la défense. Au fur et à mesure que
les technologies et les tests de ces industries convergent dans notre monde
nouvellement connecté, l’instrumentation de test doit étendre la couverture de
fréquence et travailler sur des bandes passantes de fonctionnement plus larges
avec des nombres de voies plus élevés. Les fournisseurs de test et de mesure
investissent davantage dans les plates-formes logicielles pour exécuter leurs
instruments et gagner davantage de revenus au fur et à mesure que les clients
choisissent rapidement la flexibilité, la vitesse et la fiabilité des logiciels
plutôt que les systèmes de test manuels antérieurement. Comparés aux autres
options en boucle fermée pour les tests radar, les fournisseurs d’équipements de
test peuvent tirer parti de leurs équipements dans plusieurs industries et voir
des économies d’échelle réduisant le coût des solutions d’instrumentation de
test tout en créant des instruments de test plus performants.
L’industrie montre que les instruments en boîtier pour les tests doivent durer
de 8 à 12 ans. Les mises à jour du firmware sont requises tous les 18 à 24 mois,
et les mises à niveau matérielles auront probablement lieu tous les 18 à 36
mois. Les instruments en boîtier émulent les périphériques de téléphones
cellulaires en incorporant des écrans tactiles avec moins de boutons physiques.
Pour augmenter la flexibilité, les fabricants de systèmes en boîtier incorporent
des périphériques modulaires dans ces systèmes pour faciliter les mises à
niveau. Ils créent également des « super-boîtes », ou des ensembles
d’instruments en boîtier, pour une couverture de test plus étendue à partir de
systèmes uniques.
Les instruments modulaires connaissent la croissance la plus importante dans
l’industrie avec une augmentation des frontaux radio, des architectures
multiprocesseurs et des besoins en matière de rapports et de stockage. En
utilisant des plates-formes matérielles et logicielles modulaires, vous pouvez
adapter vos systèmes de test à une grande variété de besoins, de la conception
plus rapide à la réduction des risques de planification en passant par la
conformité aux exigences système futures et plus complexes. Les nouveaux
systèmes modulaires connaissent une flexibilité accrue grâce au matériel FPGA et
RF dans le même périphérique. Cela signifie que vous pouvez utiliser le même
instrument pour effectuer davantage de types de tests en basculant entre des
périphériques tels qu’un processeur temps réel, un moniteur de spectre, un
simulateur de voie et un contrôleur DUT. Avec la modularité, il y a également un
compromis entre les systèmes de test haute densité pour les systèmes de test
hautes performances. Vous pouvez inclure une instrumentation polyvalente dans
vos systèmes modulaires si vous pouvez sacrifier des capacités de performance de
test pour des fonctionnalités supplémentaires. Les instruments de mesure
modulaires polyvalents offrent également une meilleure IP de mesure, de
meilleurs composants (en particulier des convertisseurs analogiques/numériques
et numériques/analogiques), des avancées dans le traitement du signal, ainsi que
de meilleures accessibilité et architectures logicielles. De plus,
l’instrumentation de test modulaire a conduit à des systèmes de test plus
compacts, de sorte que plusieurs fonctionnalités d’instruments en boîtier
peuvent s’adapter à un instrument ou système modulaire plus petit basé sur PXI.
Dans l’ensemble, l’instrumentation de test évolue pour répondre aux besoins des
nouvelles technologies de radar et de guerre électronique en tirant parti de la
convergence du secteur, de l’instrumentation logicielle, de l’instrumentation de
test polyvalente et des instruments de test modulaires ou en s’y adaptant.
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RÉPONDEZ AUX NOUVELLES ATTENTES DU SECTEUR EN INTRODUISANT LA SIMULATION DÈS LE
DÉBUT DU PROCESSUS DE CONCEPTION AVEC L'INSTRUMENTATION DE TEST MODULAIRE
De nombreuses tendances favorisent les progrès technologiques dans plusieurs
industries, y compris les radars et les EW. Les plates-formes logicielles et
polyvalentes, les exigences à faible latence, un monde connecté, le traitement
des Big Data et l’exposition à l’information, ainsi que le machine learning et
l’intelligence artificielle, inspirent l’innovation dans les tests à la fois au
niveau des composants et du système. Pour accélérer le rythme des avancées
technologiques dans les radars et les EW et garantir la robustesse de la
conception, les fabricants adaptent les équipements de test et de mesure
traditionnels pour répondre aux nouvelles exigences. Grâce aux instruments
modulaires et à davantage de modélisation et de simulation pendant différentes
phases de test, vous pouvez relever ces tendances des systèmes radar et de
guerre électronique. La modélisation et la simulation réduisent également les
tests complets coûteux et vous aident à identifier et à résoudre les problèmes
plus tôt dans le processus de test pour réduire les risques liés aux délais.
Avec de nouveaux types de technologie de radar et de guerre électronique à
l’horizon, vous devez relever les nouveaux défis de test plus tôt dans le
processus de conception de test pour trouver le système de test approprié
capable de répondre aux nouvelles exigences et aux besoins spécifiques à votre
application.
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RESSOURCES SUPPLÉMENTAIRES
* Voir le guide de ressources pour les tests RADAR de NI
* Découvrez comment relever les défis des systèmes RF multicanaux cohérents en
phase
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* Découvrez les défis fondamentaux en matière de recherche pour la conception,
l’intégration de systèmes et les tests de systèmes radar
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