أجهزة معالجة صغيرة في نظم الحرب الإلكترونية والدفاع

مقدمة: الدور الحاسم للمنتجات الدقيقة في النظم العسكرية الحديثة

وتتوقف نظم الحرب الإلكترونية الحديثة والدفاع على أجهزة تجهيزات دقيقة لتجهيز البيانات المستشعرة في الثانية، وتنفيذ تدابير مضادة في الوقت الحقيقي، وضمان الاتصالات الآمنة، وقد تطورت هذه الرقائق الصغيرة من أجهزة التحكم البسيطة إلى أجهزة متطورة قادرة على أداء بلايين العمليات في الثانية في أشد البيئات صعوبة، وبدون أجهزة متقدمة تعمل على معالجة الجراثيم، وتحديات في مجال الحماية الإلكترونية الناشئة.

Foundations of Microprocessor Technology in Defense

وتُستخدم المجهزات الصغيرة كأدمغة لكل منصة عسكرية حديثة تقريباً، من الطائرات المقاتلة والسفن البحرية إلى محطات الرادار الأرضية وأجهزة الاتصال المحمولة، وتتمثل مهمتها الرئيسية في تنفيذ التعليمات بسرعة ودقيقة، وتحويل مدخلات الاستشعار الخام إلى معلومات استخبارية قابلة للتنفيذ، وفي تطبيقات الدفاع، يجب أن تعمل أجهزة التجهيز الجزئي في ظروف متطرفة: درجات حرارة واسعة، وازدياد اليقظة، والتعرض للإشعاع، وضرار الصارم في عمليات الإنتاج.

الاحتياجات الرئيسية من الأداء

ويجب على أجهزة الدفاع الجزئية أن تقدم أداء محددا في الوقت الحقيقي، وفي الحرب الإلكترونية، قد يعني التأخير في حتى الثلثين الفرق بين التشويش الناجح لصاروخ التهديد ومعاناة ضربة، وبالتالي فإن المجهزين كثيرا ما يبنىون بدعم من أجهزة التقاطع المحددة، وضبط المكات، والوصول المباشر للذاكرة، مما يكفل فترات التنفيذ التي يمكن التنبؤ بها، بالإضافة إلى أن سمات الكشف عن الأمن مثل بيئات الإعدام الموثوق بها،

مقارنة مع أجهزة تجهيزات صغيرة تجارية

ومع ذلك، فإن مجهزي المواد الدفاعية يركزون على زيادة متوسط الأداء لكل وعاء من العوالق بالنسبة لحجم العمل مثل القمار وبث الفيديو، فإن أجهزة معالجة الجراثيم الدفاعية تعطي الأولوية للموثوقية والأمن وأسوء أداء، وعلى سبيل المثال، فإن أي نظام أساسي تجاري من نوع " إنتل " قد يتيح ذروة من خلال الإنتاج، ولكن لا يمكن أن يضمن التوقيت في بيئة عالية الإشعاع، وعلى النقيض من ذلك، فإن المجهزين مثل نظام " BAEE RAD750 " أو " ، أو " ، المصممين " ، هما " ،

أجهزة تجهيز صغيرة في نظم الحرب الإلكترونية

وتعتمد الحرب الإلكترونية على الطيف الكهرومغناطيسي للشعور والحماية والهجوم، إذ أن المجهزات الدقيقة هي في صميم نظم EW، وتقوم بعمل استخبارات الإشارة، وتحليل التهديدات، وتنفيذ تدابير مضادة، وتطالب الركائز الرئيسية الثلاث للدعم الإلكتروني الذي تقدمه EW-electronic، والهجوم الإلكتروني، والطاقات الإلكترونية للتجهيز على كل من مستوى الحماية الإلكترونية بقدرات محددة.

الدعم الإلكتروني وتجهيز الإشارات

:: نظم الدعم الإلكتروني التي تضبط وتتعرف على الانبعاثات الكهرومغناطيسية من الرادارات العدو والاتصالات والأسلحة، والتي تتطلب أجهزة استقبال واسعة النطاق ترقم إشاراتها بمعدلات متعددة الأطراف، وتستخدم نظم التصنيف الحديثة للأجهزة المزودة بأجهزة الإرسال ذات الترددات العالية في الميدان، إلى جانب أجهزة تصنيع الإشارات الرقمية (DSPs) لتجريب نماذج سريعة من نوع " FTs " ، وأجهزة كشف الأشعة فوق البنفسجية

التحديات المتعلقة بالتحليل الفعلي للعلامات

والتحدي الرئيسي في نظام التعليم العالي هو إدارة معدلات البيانات الضخمة، وقد يولد جهاز استقبال نموذجي للشبكة مئات من الجيب في الثانية من بيانات شركة الحفريات الخام، ومن أجل معالجة هذا الأمر، يستخدم مهندسو النظم مزيجاً من البرمجيات الحرة والمفتوحة المصدر لكشف الرش والنبضات الأولية، ثم ينتقلون إلى أجهزة الاستنشاق المجهزة لأغراض التحليل الدقيق، وأخيراً إلى وحدات الاحتباس الحراري ذات الأغراض العامة من أجل اتخاذ قرارات ذات مستويات عالية.

الهجوم الإلكتروني والنشر المضاد

ويستلزم هذا الهجوم الإلكتروني استخدام الطاقة الكهرومغناطيسية لتحلل أو تحييد أو تدمير القدرة القتالية للعدو، كما أن المجهزين البالغ الصغر يتحكمون في توليد موجات التضخيم، وتوقيت عمليات الإطلاق بالزجاج، وضبط الإشارات الخداعية، وفي التشويشات الرقمية للترددات الراديوية، وخزن المشغلات الدقيقة، وإعادة تحويلات الرادار ذات الرقمي بعد تطبيق التأشيرات المزورة.

دال - متطلبات الأسلحة والمعالجة المباشرة

كما أن استخدام أسلحة الطاقة الموجهة، مثل الموجات الدقيقة العالية والليزر، يعتمد أيضا على أجهزة تجهيزات دقيقة لتوجيه الأشعة، وتتبع الأهداف، وإدارة الطاقة، والحمولة الحاسوبية لهذه النظم هائلة، وتتطلب خوارزميات بصرية متطورة جدا، وثغرات رقابة متوقعة.

الحماية الإلكترونية وصلاحية النظام

كما أن تدابير الحماية الإلكترونية تضمن الاستخدام الوافي للطيف الكهرومغناطيسي وتحمي النظم من هجمات العدو على الأسلحة النووية، كما أن المجهزين البالغ الصغر يقومون بتنفيذ عمليات التكرار، ووسيلة الانتشار، وأجهزة التشفير التي تجعل الإشارات مقاومة للتشويش والاعتراض، كما أن أجهزة البرمجيات الحديثة المحددة الأهداف، يتعاملون مع معالجة الترددات الأساسية بينما تعجل نماذج البرمجيات المتحركة غير المتوقعة وتخفف من المرونة.

أجهزة معالجة صغيرة في نظم الدفاع الأوسع نطاقا

وإلى جانب برامج الحرب الإلكترونية المكرسة، فإن المجهزات الدقيقة جزء لا يتجزأ من كل نظام دفاعي حديث تقريباً - من توجيه القذائف إلى شبكات حقول القتال - ويؤثر أداؤها تأثيراً مباشراً على الدقة والاستجابة والموثوقية.

الذخائر المصحوبة بالدليل ونظم الأسلحة

وتعتمد القذائف الموجهة والقنابل وقذائف المدفعية الذكية على أجهزة مجهرية للملاحة وتتبع الأهداف والتبخير، وفي صاروخ متحرك جواً مثل جهاز AIM-120 AMRAAM، يتعامل المجهزون المتعددون مع البيانات من وحدات القياس غير المتحركة، ومتلقيات النظام العالمي لتحديد المواقع، والرادارات أو الباحثين عن الأشعة تحت الحمراء، ويدير جهاز الصواريخ المزودة بالأشعة المتناظرية

المراقبة، إعادة التوازن، نظم الاستخبارات

وتولد المركبات الجوية غير المأهولة، والسواتل، ونظم المراقبة الأرضية أحجاماً هائلة من الصور وبيانات الإشارات، وتُجري أجهزة التجهيز الدقيقة في هذه النظم عمليات الصعود على متن السفن لتقليل الاحتياجات من الترددات وزوارق الترددات، وعلى سبيل المثال، تستخدم الطائرة الآلية المتعددة الترددات في الترددات العالية الترددات الفوقية في أجهزة التتبع الاصطناعية لتجريب نماذج كشف الأجسام التي تحدد المركبات والأفراد في فيديو الاستبانة الحالية.

نظم القيادة والمراقبة والاتصالات والحواسيب والاستخبارات (C4I)

(ج) يجب أن يتعامل جهاز الإنذار المبكر مع أجهزة الاستشعار والقناة وصانعي القرار، ويجب أن يُعنى المجهزون البالغ الصغر في أجهزة الراديو وموجهات الشبكة ومراكز دمج البيانات بالاتصالات المشفرة، وعرض الوعي بالوضع، وأدوات التخطيط التعاوني، ويُتوخى أن تكون هذه الأجهزة ذات القدرة الأمنية المتدنية على مستوى القاعدة شبكة شبيهة بالسحابة حيث تُبث البيانات من كل فرع من فروع الخدمة باستخدام أجهزة الاستخبارات.

النهوض بتكنولوجيا الميكروبات الصغيرة لأغراض الدفاع

وهناك اتجاهات تكنولوجية عديدة ترسم الجيل القادم من المجهزات الدقيقة المستخدمة في الأسلحة النووية والدفاع، ويزيد الجيش من تشجيع الاستثمار التجاري مع إضافة الإجهاد والأمن المتخصصين.

هدر الإشعاع والاعتماد عليه

وتواجه المنابر الفضائية وخطوط العرض العالية قصفاً مستمراً من الأشعة الكونية والجسيمات الشمسية، وتشمل المجهزات المحتوية على الإشعاع، مثل سلسلة " BAE Systems RAD5500 " ، وتستخدم عمليات التصنيع المتخصصة (مثلاً، المكتبات التجارية المجهزة بالسواتل - غير المُعدة) وذاكرة التصحيح المُعدّة لتخفيف آثار الإشعاع المفردة - المُصنّفة عادةً.

التكامل المتجانس وتصميمات النظم - المتجانسة

وتحتاج نظم الدفاع الحديثة إلى مزيج من النواحي العامة الغرض، وأجهزة دعم البرامج، ووحدات الشرطة الوطنية، ووحدات الشرطة الوطنية، وأجهزة الدفاع عن النفس، وأجهزة الدفع المتحركة، وأجهزة الإرسال المتجانسة، وأجهزة التغليف المتطورة (مثلاً، 2-5 دال و3 دال) تسمح لمتعهدي الدفاع بدمج أنواع مختلفة من المجهزين دون زيادة حيز الإدارة، على سبيل المثال، سلسلة أجهزة الاشارات المستثمرة

استخبارات فنية وتعلم الآلات في إدج

وتتحول نظم الطاقة الكهربائية إلى حرب إلكترونية، وتستعمل نظم التعزيز المعرفية للتشويش على رادارات العدو بمزيد من الفعالية، كما أن مجهزي شركة إدج آي، مثل برنامج " جي - آكس أورين " التابع لشركة إنتل موفيديوس ميرياد، يقدمون الأداء اللازم للشبكات العصبية على متن الطائرات المقاتلة فوق البنفسجية وأجهزة الصواريخ، وتقدم هذه المجهزات نظاماً لتحديد المواقع (خط الثاني) في مظار الطاقة.

الأمن السيبرى والحساب الإلكتروني المؤمن

ويجب أن تقاوم الأجهزة الصغيرة في نظم الدفاع الهجمات الإلكترونية التي يمكن أن تغير عملياتها، كما أن وحدات الأمن ذات البرمجيات الصلبة التي تدمج في نظام الوجبات الغذائية المجهزة توفر تخزيناً رئيسياً آمناً وتسريعاً في البرمجيات المشبعة بالوصاية، وتضمن الوحدات التي تعمل بالمنصات الموثوقة فقط البرمجيات المثبتة، وتشمل بعض المجهزات، مثل نظام آرميتكس - إي - 78 ألفا، سمات التي تفصل عبء العمل الحرجى وغير الموثق.

التحديات والاتجاهات المستقبلية

وعلى الرغم من التقدم السريع، لا تزال هناك تحديات كبيرة، إذ أن تلبية طلبات شركة " ساو ب " من الطائرات الصغيرة بدون طيار ونظم EW المحمولة تتطلب مزيداً من التقليل إلى أدنى حد وكفاءة الطاقة، والإدارة الحرارية في طوابق المحيط المكتظة، هي اختناقات، ويجري بحث التبريد السائلي والوعات الحرارية المتقدمة، ولكن إضافة إلى ذلك، فإن النظام الإيكولوجي البرمجي لمجهزي البيوتر الشحيحة هو برمجة.

وثمة تحد آخر يتمثل في التصدي للتقدم في مجال الخصومات، حيث أن الصين وروسيا تطوراً في نظم الأسلحة النووية المتقدمة، يجب على الولايات المتحدة والقوات المتحالفة أن تواصل تحسين قدرات مجهزيها، ويعني سرعة الابتكار أن المجهز الذي صمم اليوم قد يكون عفا عليه الزمن في خمس سنوات، وأن وزارة الدفاع تقوم، من أجل البقاء، باستكشاف نهج قائمة على البحث مثل هيكل النظم المفتوحة الحساسة التي توحد التفاعلات وتتيح رفع مستوى الوصلات.

وفي انتظارنا، يمكننا أن نتوقع زيادة إدماج مجهزي الصور الضوئية في تجهيز الإشارات فوق البدائية، والذاكرة العمودية التي تجمع بين عدم التواطؤ مع السرعة، ومسرعات التبريد الكمي المقاومة للكم، وسيظل الخط الفاصل بين أجهزة الاستشعار والمجهزات غير واضح كجلد ذكي مع القفل المحوسب على مستوى قياسي على الطائرات والسفن.

خاتمة

ومن أجهزة الاستقبال الرقمية في جناح الحرب الإلكترونية إلى أجهزة التوجيه في القذائف الزائفة، فإن أجهزة التجهيز الجزئي تتيح سرعة وملاءمة وتكييف القوى العسكرية الحديثة، والمطالب الفريدة من نوعها في مجال الطاقة النووية، والمحددة في الوقت الحقيقي، والأمن، والموثوقية الطويلة الأجل، وهي عوامل تقترض من الابتكارات التجارية، وتضيف في الوقت نفسه إلى ما يلزم من مجالات القدرة على الصمود.