導航戰的生存法則
CRPA 抗干擾天線與波前模擬的終極驗證

在現代不對稱戰爭與高階無人載具（UAV）的應用場景中，全球導航衛星系統（GNSS）的訊號穩定性已成為任務成敗的關鍵，隨著干擾（Jamming）與欺騙（Spoofing）技術的門檻大幅降低，單一接收天線已不足以保障導航安全，這促使了可控輻射場型天線（CRPA, Controlled Reception Pattern Antenna）成為戰場上的標準配備，然而如何在其部署前驗證其在複雜電磁環境下的「絕對韌性」，是一項極具挑戰性的工程難題，本文將深入探討 CRPA 的技術核心，以及如何透過高階的波前模擬（Wavefront Simulation）與硬體迴路（HIL）技術，在實驗室中重現嚴苛的電子戰場景。

零陷技術：在雜訊中開闢通路的藝術

CRPA 的核心價值在於其對抗干擾的能力，這主要依賴於波束成形（Beamforming）零陷技術（Nulling），不同於傳統天線的全向接收，CRPA 由多個天線單元（通常為 4 到 16 個，甚至更多）組成陣列。

根據 N-1 原理，一個擁有 N 個陣列單元的天線系統，理論上最多能同時抵銷 N-1 個干擾源。系統透過數位訊號處理演算法，即時分析各天線單元接收訊號的相位與振幅差異，計算出干擾源的來向（Angle of Arrival, AoA）。接著，系統會在該方向上產生極深的「零陷點」（Null），將天線增益降至最低，從而物理性地屏蔽干擾訊號，同時保持對衛星訊號的高增益接收。這種技術使得載具即便在強烈的電子干擾下，仍能鎖定微弱的衛星訊號進行定位。

從傳導到空間：波前模擬的必要性

驗證 CRPA 性能的最大挑戰在於，傳統的單孔傳導測試（Conducted Test）無法模擬真實的空間訊號特徵，在真實世界中，衛星訊號與干擾訊號是以電磁波的形式，從不同角度接觸天線陣列，導致每個單元接收到的訊號存在微小的相位差（Phase Difference）。
為了在實驗室內重現這種物理現象，必須採用波前模擬（Wavefront Simulation）技術，這需要一套高精度的多通道 GNSS 模擬器，能夠同步輸出多路射頻訊號，並精確控制每一路訊號的相位與延遲，以模擬特定入射角度的波前，例如當模擬一個來自 45 度仰角的干擾源時，模擬器必須精確計算該訊號到達陣列中每個單元的時間差，讓 CRPA 的處理單元「誤以為」訊號真的來自空中，這類測試通常需要在電波暗室（Anechoic Chamber）中配合 OTA（Over-The-Air）設置，或透過相位校準電纜直接注入，以驗證天線的實際場型與零陷深度。

奧創 CRPA 測試系統範例 — 從戰場情境定義 (Scenario Config)、動態衛星星空圖 (Skyview) 到硬體迴路控制的無縫整合介面
 

動態整合：當 CRPA 遇上六軸運動平台

靜態的抗干擾測試僅是第一步，在實戰中，戰機、飛彈或無人船是在劇烈運動的，當載具進行俯仰（Pitch）或翻滾（Roll）機動時，天線相對於干擾源的角度會瞬間改變，這考驗著 CRPA 演算法的收斂速度與追蹤能力。

因此，最頂尖的驗證方案會導入硬體迴路（HIL, Hardware-in-the-Loop）六自由度（6DOF）動態平台整合，工程師可以讓天線在物理上進行真實的運動，同時模擬器根據即時的姿態數據（Attitude Data），動態調整射頻訊號的輸出；例如，利用史都華平台（Stewart Platform）模擬無人機在高G力轉彎時的姿態，同時測試 CRPA 是否能持續抑制來自地面的干擾源。這種毫秒級的同步整合，確保了導航系統在「動態」與「電磁」雙重壓力下的可靠性。
 

結論

從 N-1 的零陷原理到複雜的波前模擬，CRPA 測試技術的演進反映了電子戰的白熱化，單純的訊號模擬已不足以應對未來的威脅，唯有透過整合高精度的相位控制、電波暗室環境以及高擬真的動態模擬平台，才能在實驗室中打造出接近實戰的驗證環境，這不僅是技術指標的測試，更是對國防安全底線的堅守。

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• 訊號分析與驗證：
  整合 R&S FSW 高階頻譜分析儀，具備超寬頻分析能力，能精準量測干擾訊號比（J/S ratio）與訊號品質，確保抗干擾效能。
• 動態 HIL 整合測試：
  SANLAB 全系列六軸運動平台（如 SM 系列），可與 GNSS 模擬器進行 HIL 整合，實現從無人機到重型載具的動態抗干擾驗證。
• 客製化戰場情境：
  提供標準件天線與開放式 API，協助客戶建立專屬的戰場干擾劇本與測試腳本，從演算法驗證到最終驗收（FAT）提供一站式服務。

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