從靜態數據到動態實境：構建六自由度 (6DOF) 與電磁頻譜融合的「全域驗證」生態系

在當前的高科技研發領域，無論是追求極致安全的自動駕駛車輛、需在極端海象下保持連線的低軌道（LEO）衛星終端，亦或是必須在複雜電子戰環境中生存的軍用載具，工程師們都面臨著同一個核心難題：如何在實驗室環境中，同時驗證「機械動力學」與「電磁訊號處理」的交互影響？

過去的測試往往是割裂的，機械部門在振動台或運動平台上測試結構應力與姿態控制；射頻（RF）部門在電波暗室中測試天線場型與抗干擾能力，然而真實世界是耦合的，當一輛自駕車在顛簸路面行駛時，其雷達波束會隨車身晃動；當一艘巡防艦在惡劣海象中執行任務時，其衛星通訊天線必須在劇烈搖晃中精準鎖定數百公里外的衛星；當無人機進行高機動閃避時，其 CRPA 抗干擾天線接收到的干擾源角度（AoA）會瞬間改變。

SANLAB 穩定化平衡系統 涵蓋 6DOF 動態平台、無人機著陸平台 及 陀螺穩定平衡台，廣泛應用於國防、海事與工業領域，確保極致穩定與安全，探索 SANLAB 如何助您征服動盪環境
 

本文將探討一種全新的「全域驗證（Holistic Validation）」思維，透過整合高精度的六自由度（6DOF）運動模擬系統、即時射頻訊號產生技術（如雷達回波與 GNSS 波前模擬），以及高階的量測儀器，構建出一個能同時滿足物理運動與電磁環境的「動態數位雙生」測試場域。

奧創系統提供一站式 CRPA 抗干擾測試方案。整合 OHB XPLORA One 與 R&S FSW，支援 4-16 元件波前模擬、暗室與戶外場域驗證，針對 GNSS 干擾與欺騙 (Spoofing) 威脅，提供客製化戰場情境模擬與零陷 (Nulling) 效能分析。
 

動力學的數位重現：高擬真運動模擬平台的演進

從訓練到驗證：運動平台的角色轉型

運動模擬平台（Motion Platform）過去多用於飛行員或賽車手的訓練，目的在提供前庭系統的體感回饋（Motion Cueing），然而在現代硬體迴路（Hardware-in-the-Loop, HIL）測試中，運動平台的角色已轉變為「物理環境的重現者」。

以 SANLAB 的動態模擬解決方案為例，其採用先進的電動伺服致動器（Electro-mechanical actuators），能夠提供高頻寬的頻率響應與極低的延遲，這對於驗證精密的光電系統（Electro-optical systems）、遙控武器站（RCWS）以及車輛穩定系統至關重要，在國防應用中，當戰術車輛行駛於崎嶇地形時，砲塔或偵測儀器必須進行即時穩定補償，透過 6DOF 平台重現真實路譜（Signal Replication），工程師可以在實驗室內驗證穩定演算法的效能，而無需將昂貴的設備實際開到野外進行破壞性測試。
 

 

高負載與高動態的極限挑戰

針對主力戰車（MBT）或大型船艦模擬器等重型應用，測試平台必須具備巨大的承載能力，新一代的運動平台如 SMotion14000 系列，能夠承載高達 14,000 公斤的有效負載，同時保持精確的六軸運動控制，這種高負載能力使得將整車（Vehicle）或大型天線陣列直接安裝於平台上進行測試成為可能。

在自動駕駛領域，駕駛迴路（Driver-in-the-Loop, DIL）模擬器則結合了運動平台與虛擬視覺系統，透過即時運算車輛動力學模型，DIL 系統能讓駕駛員感受到加速、煞車與過彎的 G 力，這對於評估人機介面（HMI）與 ADAS 系統介入時的駕駛反應至關重要。
 

鎖定移動中的目標：LEO 衛星通訊與 SOTM 動態驗證

機械與電子的雙重追蹤挑戰

低軌道衛星（LEO）通訊是當前航太領域的顯學，與靜止的同步軌道衛星（GEO）不同，LEO 衛星相對於地面終端呈現高速移動，這要求地面天線必須具備極高的追蹤精度，而當地面終端本身也處於移動狀態（如海事衛星通訊 SOTM），問題便呈現幾何級數增長。

為了驗證 SOTM 系統，單純的電子測試不足以模擬載具姿態變化對連線品質的影響，由奧創系統科技整合的「LEO 衛星通訊動態追蹤平台」提出了一種混合式解決方案，該平台整合了可程式化的高負載三軸運動平台（Yaw/Roll/Pitch）與毫米波相控陣列天線（Phased Array Antenna）。

整合 OHM⁺ 毫米波相控陣列天線與客製化高負載三軸平台，專為 B5G/LEO 衛星通訊演算法開發、移動式衛星通訊 (SOTM) 及導航戰測試設計的一站式動態驗證系統。
 

混合式動態追蹤（Hybrid Tracking）實踐

在測試場景中，三軸平台模擬船舶或車輛的劇烈晃動（機械擾動），而毫米波天線模組（如 OHM⁺ DPA）則必須利用電子波束成形（Beamforming）技術，在毫秒級時間內修正波束指向，以維持對衛星的鎖定，這種測試架構能驗證兩個關鍵指標：

1. 機械穩定度：
   伺服機構是否能在大角度傾斜下維持天線底座的基本水平。
2. 電子追蹤韌性：
   在殘餘機械誤差存在的情況下，相位陣列天線的演算法是否能快速掃描並鎖定訊號最強點（Peaking）。

此外，系統內建的毫米波上下變頻器（UDC）可直接介接 Rohde & Schwarz 的訊號產生器與頻譜分析儀，進行誤碼率（BER）與調變品質（EVM）的即時分析，實現從機構到射頻的完整驗證。

導航戰的動態防禦：CRPA 抗干擾與波前模擬

靜態測試的盲點

在電子戰（EW）環境中，全球導航衛星系統（GNSS）接收機面臨著強大的干擾與欺騙威脅，可控輻射場型天線（CRPA）透過調整天線陣列的相位，在干擾源方向形成「零陷（Null）」，是目前最有效的反制手段。

然而，傳統的靜態測試無法完全驗證 CRPA 在高機動載具上的效能，當戰機進行滾轉或無人機遭遇側風時，天線相對於干擾源的角度（AoA）會劇烈變化，如果 CRPA 的零陷演算法收斂速度不夠快，載具就會在姿態改變的瞬間失去定位鎖定。

4-16 元件波前模擬與 HIL 整合

先進的 CRPA 測試方案必須引入「波前模擬（Wavefront Simulation）」技術，奧創系統整合的解決方案支援 4 至 16 元件（甚至更多）的相位一致性訊號輸出，這套系統可以與 6DOF 運動平台或飛行模擬軟體進行硬體迴路（HIL）連線。

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。
 

在 HIL 測試中，飛行模擬器將載具的即時姿態（Attitude）數據傳送給 GNSS 模擬器（如 OHB XPLORA One 或 R&S SMBV100B），模擬器根據這些數據，即時計算出每顆衛星訊號與干擾訊號到達每個天線單元的相位差與延遲，並動態調整輸出，這讓工程師能在實驗室內，逼真地模擬出「戰機在 3G 轉彎時遭受地面干擾車攻擊」的複雜場景，驗證 CRPA 是否能持續維持零陷，確保導航韌性。

虛實融合的極致：汽車雷達 ViL 與模擬器技術

從道路實測到實驗室復現

自動駕駛技術已邁向 Level 3+，傳統的道路實測（Road Test）已難以覆蓋所有邊角案例（Corner Cases），且成本極高，整車迴路（Vehicle-in-the-Loop, ViL）測試因此成為主流，在 ViL 架構中真實車輛被放置在滾筒試驗台（Dynamometer）上，車輪轉動但車身保持靜止（或由致動器模擬路感）。

雷達回波的動態產生與 OSI 整合

ViL 的核心挑戰在於「欺騙」車輛的感測器，使其以為車輛正在真實道路上行駛，對於雷達感測器，這需要使用雷達回波產生器（Radar Echo Generator）。

R&S AREG800A 搭配 R&S QAT100 天線陣列，是目前業界最先進的解決方案：

• 極短距離模擬：
  AREG800A 能模擬低至 4 米甚至空氣間隙（Air Gap）距離的物體，這對於驗證自動緊急煞車（AEB）等近距離防撞功能至關重要。
• 動態多目標產生：
  透過 QAT100 的電子切換陣列，系統可以模擬多個具有獨立距離、速度（都普勒頻移）和雷達截面積（RCS）的動態目標，且無需機械移動部件，大幅提高了測試速度與可靠性。
• 開放模擬介面（OSI）：
  AREG800A 支援 ASAM OSI 標準，能與主流的虛擬模擬軟體（如 Vector DYNA4, IPG CarMaker, AVL）無縫對接，虛擬世界中的物件參數會即時串流至 AREG800A，轉化為射頻回波，實現「虛擬場景、真實訊號」的閉環測試。

這種配置允許工程師在實驗室中重現 Euro NCAP 的複雜測試場景，如行人橫穿（NCAP CPTA）或車輛切入（Cut-in），並精確量化雷達的反制反應時間。

隱形的攻防：RCS 動態量測與 ISAR 成像

轉台上的隱身戰機

雷達截面積（RCS）是衡量物體被雷達偵測難易程度的指標，對於匿蹤戰機或艦艇，RCS 的縮減是生存的關鍵，RCS 量測不僅僅是讀取一個數值，更需要進行成像診斷，找出船艦或飛機上的「強反射點（Hotspots）」。

逆合成孔徑雷達（ISAR）成像技術

奧創系統科技提供的全頻段 RCS 量測方案，整合了 R&S ZNA 向量網路分析儀與重載轉台（可承載 >2000kg），與傳統靜態測量不同，ISAR 技術利用目標物在轉台上的旋轉運動，產生合成孔徑效果，從而獲得高解析度的二維雷達影像。

• 全頻段覆蓋：
  系統支援 1 GHz 至 40 GHz 的寬頻測試。低頻段使用高線性度固態放大器，高頻段則整合高功率行波管放大器（TWTA），以克服高頻路徑損耗，確保在遠場條件下仍有足夠的訊號雜訊比（SNR）。
• 背景雜訊抑制：
  透過 R&S ZNA 內建的時域閘門（Time Gating）技術，系統可以濾除測試環境中的地面反射與支架干擾，即使在非標準暗室的環境下（如戶外測試場），也能獲得高精度的 RCS 數據。
• 動態與靜態結合：
  系統不僅能測量靜態飛機模型的 RCS，還能結合轉台的動態旋轉，模擬飛行姿態變化下的 RCS 波動，為隱身設計提供全方位的數據支援。

建構具備數位韌性的未來

從 LEO 衛星的極速追蹤到 CRPA 的抗干擾演算法，從自駕車的 ViL 驗證到隱身戰機的 RCS 診斷，我們正處於一個「跨域整合」的時代，單一維度的測試已不足以應對未來的挑戰。

透過將精密機械控制（SANLAB 6DOF 平台、重載轉台）與 先進射頻模擬（R&S AREG800A、GNSS 模擬器、ZNA 網分儀）深度融合，我們構建出了一個高度擬真的「動態數位雙生」驗證環境，這不僅大幅縮短了產品的研發週期，更重要的是，它在絕對安全且可控的實驗室環境中，預演了未來戰場與道路上的極限挑戰，為國防安全與智慧交通提供了最堅實的數位韌性保障。