Sự phát triển của công nghệ tác chiến điện tử

Tác chiến điện tử (TCĐT) đã trải qua 4 giai đoạn (hình minh họa). Giai đoạn thứ nhất bắt đầu từ Chiến tranh thế giới thứ nhất, sử dụng công nghệ bán dẫn và các phương pháp gây nhiễu tín hiệu thông tin liên lạc đơn giản.

Đến những năm 70 của thế kỷ 20, cuộc chạy đua vũ trang giữa Hoa Kỳ và Liên Xô đã thúc đẩy công nghệ quân sự nói chung và công nghệ tác chiến điện tử nói riêng lên một tầm cao mới. Giai đoạn này, công nghệ số đã được sử dụng thay cho công nghệ bán dẫn, cho phép nghiên cứu và triển khai các thuật toán xử lý tín hiệu số phức tạp để giải quyết nhiều vấn đề thực tế như tự động phát hiện và phân tích tín hiệu, định hướng, định vị, bắt bám, nhận dạng và chế áp mục tiêu.

Giai đoạn thứ ba bắt đầu bùng nổ vào thập niên 2010 với việc sử dụng nền tảng công nghệ SDR (viết tắt của Software-Defined Radio), trong đó các mạch vi xử lý khả trình FPGA (viết tắt của Programmable Gate Array) đóng vai trò cốt lõi. Nền tảng công nghệ SDR cho phép nghiên cứu, thiết kế và nâng cấp tính năng sản phẩm bằng phần mềm mà không phải thay đổi thiết kế phần cứng.

Giai đoạn thứ tư chính là thời điểm hiện nay khi nền tảng công nghệ tác chiến điện tử nhận thức (Cognitive EW) đang được nghiên cứu và phát triển tại rất nhiều quốc gia trên thế giới. Nền tảng công nghệ Cognitive EW cho phép tự động phát hiện mục tiêu, đánh giá nguy cơ và đưa ra các biện pháp đối phó phù hợp, thích nghi với điều kiện tác chiến dựa trên công nghệ trí tuệ nhân tạo với sự hỗ trợ của nền tảng tính toán hiệu năng cao.

Hiện nay, hầu hết các thiết bị máy thông tin và radar hiện đại đều sử dụng công nghệ SDR, cho phép khả năng nhảy tần, trải phổ và thay đổi tham số hoạt động (tần số, băng thông, dạng điều chế, độ rộng xung, chu kỳ lặp xung, công suất…) theo yêu cầu của người dùng. Những sản phẩm này đang được trang bị những nền tảng công nghệ hiện đại hơn là công nghệ vô tuyến nhận thức (Cognitive Radio) cho các sản phẩm máy thông tin và công nghệ radar nhận thức (Cognitive Radar) cho các thiết bị radar.

Nhờ sử dụng những thành tựu mới nhất trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo và học sâu, những công nghệ “Cognitive” này cho phép khả năng quan sát, đánh giá và truy cập động phổ tần số tín hiệu; đồng thời thay đổi các tham số (tần số, băng thông, dạng điều chế, công suất…) trong quá trình hoạt động để tối ưu hóa hiệu năng và chống TCĐT.

Như một nhu cầu tất yếu, các hệ thống tác chiến điện tử hiện đại cần phải được trang bị công nghệ Cognitive EW để đối phó với những sản phẩm thông tin quân sự và các thiết bị radar thế hệ mới. Một hệ thống TCĐT hiện đại được trang bị công nghệ Cognitive EW sẽ phải hội tụ những nền tảng công nghệ sau:

(1) công nghệ thiết kế và chế tạo anten có khả năng tự động điều chỉnh định hướng búp sóng thích nghi để nâng cao hiệu quả trinh sát và chế áp,

(2) công nghệ thiết kế và chế tạo các bộ thu phát cao tần dải rộng với băng thông lên đến 1GHz và tần số đến 40GHz,

(3) nền tảng phần cứng hỗ trợ tính toán và xử lý dữ liệu tốc độ cao,

(4) nền tảng phần mềm để triển khai các tính năng của hệ thống,

(5) các thuật toán xử lý tín hiệu thông minh dựa trên công nghệ trí tuệ nhân tạo và học sâu.

Với công nghệ Cognitive EW, các hệ thống TCĐT hiện đại có khả năng nhanh chóng phát hiện và trích xuất đặc trưng cơ bản về những mối nguy cơ mới, tự động tổng hợp và triển khai các giải pháp tác chiến tối ưu, ngay lập tức đánh giá hiệu quả của giải pháp dựa trên thông tin thu thập từ môi trường, và liên tục cải tiến thuật toán cho những hoạt động trong tương lai.

Xu hướng tương lai của ngành tác chiến điện tử là phát triển các hệ thống TCĐT tích hợp (Integrated EW Systems), bao gồm các giải pháp hỗ trợ điện tử, tấn công điện tử và bảo vệ điện tử, với công nghệ Cognitive EW đóng vai trò cốt lõi. Một hệ thống TCĐT trong tương lai có khả năng tự động phân tích và quyết định tác chiến tối ưu mà không cần hoặc ít cần sự can thiệp của con người.

Nguồn: Quân đội Nhân dân