作战人员在电子战测试场景中使用 DRBE 系统的概念渲染图。

美国国防部面临着日益复杂的电磁环境,雷达和电子战(EW)的快速发展需要新的开发、测试和训练工具。DARPA(美国国防高级研究计划局)的数字射频战场模拟器(DRBE)项目迎接了这一挑战,打造出全球最大的高保真、实时虚拟射频(RF)测试靶场 —— 实现了电子战场景仿真中前所未有的规模和真实性。

与传统的建模、仿真和露天测试方法不同,DRBE 系统能够在完全软件定义的环境中,让合成射频实体同时进行复杂交互。这为测试人工智能驱动的电子战能力和加速下一代射频系统的开发提供了强大的新工具。

“DRBE 是我们在针对复杂对手的射频系统准备和装备方面取得的一大飞跃,”DARPA 微系统技术办公室的 DRBE 项目经理安娜・陶克 - 佩德雷蒂博士表示,“DRBE 不仅为实时仿真树立了新标杆,还加快了我们开发和完善先进电子战能力的速度,以应对不断出现的威胁。”

DRBE 的核心是实时高性能晶圆级计算架构,即 “实时高性能计算(Real-Time HPC)”,由全球最大的处理器提供动力。该计算系统能实现海量吞吐量且延迟极低,这对于以现代电子战战术所需的时间精度来仿真复杂的射频对抗至关重要。

首个 DRBE 系统将于 2025 年末移交至美国海军实验室,并将整合到国防部的测试与评估基础设施中。

“DRBE 是一个催化剂,重新定义了我们开发电子战载荷和应对复杂挑战的规模。它使我们的实验室能够打造出前所未有的精密解决方案,显著增强了我们对产品有效性和可靠性的信心,” 美国海军飞机与频谱集成环境首席技术专家詹妮弗・科赫表示。

拓展 DRBE 的范围

在这一势头的基础上,DARPA 现正寻求扩展 DRBE 的架构,以进一步提升性能和数据流量。下一阶段的开发将把尖端光学互连集成到 DRBE 系统中,大幅增加带宽,并实现数百个晶圆级计算机之间的可扩展连接。

这些增强功能将为更大规模的射频场景创造可能,同时也为 DRBE 架构支持更多任务领域开辟道路,包括战场自主性、材料科学和数字孪生技术。

“DRBE 不仅仅是一个测试工具;它有潜力成为下一代国防技术的战略赋能者,” 陶克 - 佩德雷蒂表示,“通过突破实时仿真和计算的边界,我们正在为更智能、更快速、更具韧性的电子战系统奠定基础。”

DRBE项目旨在创建世界上首个大规模虚拟射频(RF)环境,用于开发、训练和测试先进射频系统,如雷达和电子战(EW)系统。

目标 DRBE 环境将使多个射频系统能在全闭环射频环境中相互作用,复制密集、响应迅速的真实世界射频环境。

射频系统正越来越多地运用人工智能(AI)来助力自动化并增强国防领域的能力。为满足这些人工智能驱动系统全年无休的测试与训练需求,虚拟模拟器成为必要工具。在其他领域,例如现代战斗机飞行员训练中,模拟器已被用于补充真实飞机的飞行时长。然而,当前的模拟环境依赖传统计算方式,无法生成足够的计算吞吐量和速度来准确复现真实世界的射频交互,也无法模拟物理测试靶场的规模,或满足更复杂系统的技术要求。

DRBE 正在探索新型计算架构,以打造一种名为 “实时高性能计算(Real Time HPC,简称 RT-HPC)” 的新型高性能计算模式。RT-HPC 的目标是实现两位数千万亿次浮点运算(petaFLOPs)级别的计算性能,同时保持个位数微秒级的端到端延迟。通过平衡计算吞吐量与极低延迟,DRBE 应能生成高保真的射频环境。

为支持 RT-HPC 和虚拟射频测试靶场的创建,DRBE 将:

● 开发新型处理器和专用集成电路(ASICs),以实现低延迟、高计算能力的愿景

● 将这些 ASICs 组装成多处理器 RT-HPC 系统

● 设计并集成必要工具,以展示 RT-HPC 作为大规模虚拟射频测试靶场的应用

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