Este é o capítulo A da nota C02 sobre rádios táticos e militares - os transceptores portáteis, de canal duplo para comandante, mochila, montados em veículo e de estação que ligam soldados apeados, veículos, aeronaves, sensores e sistemas não tripulados. Responde à primeira pergunta de engenharia feita a um fornecedor de baterias: como funciona realmente um rádio tático, em que difere de um rádio bidirecional civil e que carga elétrica o pack vê durante uma missão. Percorre a arquitetura de rádio definida por software e as bandas de frequência, as medidas de proteção eletrónica em torno do salto de frequência, as redes móveis ad hoc de banda larga que transportam vídeo e dados, a cadeia criptográfica e o perfil de potência de três estados, e termina com uma declaração honesta sobre onde o níquel-hidreto metálico selado se encaixa. O capítulo B converte este perfil em número de células e capacidade, e o capítulo C em provas de ensaio e certificação. Os números citados são valores publicados por fabricantes e forças armadas usados como referências ilustrativas, e cada valor extrapolado é rotulado como tal em vez de apresentado como especificação universal.
Facto 1. Um rádio tático é um transceptor definido por software, não um walkie-talkie de função fixa. Seguindo a arquitetura de comunicações por software herdada do sistema conjunto de rádio tático, as formas de onda são carregadas como software, por isso o mesmo hardware pode executar voz em banda estreita, salto de frequência, rede de banda larga e modos satélite. As formas implantadas são portátil, portátil de canal duplo para comandante, mochila, montado em veículo e de estação, além de pequenos rádios pessoais. Dois tipos representativos implantados são o portátil multibanda monocanal AN/PRC-152 cobrindo 30-512 MHz com potência até 5 W, e o canal duplo AN/PRC-163 com cerca de 30-512 MHz no canal 1, SATCOM UHF incluindo modos relacionados com MUOS e formas de onda MANET de banda larga.
Facto 2. A proteção eletrónica está integrada na forma de onda. O espetro espalhado por salto de frequência desloca a portadora por muitos canais para que um interferidor ou recetor de interceção de frequência fixa não consiga fixar um canal; as taxas de salto militares relatadas vão aproximadamente de 100 a 10 000 saltos por segundo. SINCGARS, o sistema de combate terrestre na banda VHF 30-88 MHz, salta cerca de 100 vezes por segundo em 2 320 canais no modo padrão, enquanto HAVE QUICK II e a segunda geração SATURN servem a banda aérea militar UHF 225-400 MHz. O salto requer uma chave de segurança de transmissão carregada, e o conteúdo vocal é cifrado separadamente.
Facto 3. As redes táticas modernas são redes móveis ad hoc de banda larga. Uma MANET forma-se e repara-se sozinha sem estação base fixa, e cada rádio pode retransmitir o tráfego de outros nós, o que importa em terreno urbano, subterrâneo e montanhoso. A forma de onda de rádio do soldado e a forma de onda de rede de banda larga cobrem os níveis soldado e veículo, enquanto formas de onda proprietárias como TrellisWare TSM com retransmissão Barrage e Persistent Systems Wave Relay/ANW2 alargam a malha a sensores e sistemas não tripulados. Como referência publicada, o rádio MANET MPU5 indica um consumo máximo de transmissão de 40 W, consumo de receção de 1,9 W e consumo em espera de 0,15 W.
Facto 4. A segurança é uma cadeia separada e certificada. Os equipamentos criptográficos NSA Type 1 estão homologados para proteger informação classificada e são controlados como um artigo criptográfico controlado, com chaves carregadas através de dispositivos de enchimento; as chaves de segurança das comunicações protegem o conteúdo enquanto as chaves de segurança de transmissão protegem o salto. Os algoritmos modernos aprovados incluem AES-256 em módulos validados, e os cifradores de rede em linha protegem o tráfego IP na camada de rede. Existem rádios não Type 1 para missões sensíveis mas não classificadas, por isso a classe de rádio é ajustada à informação que transporta em vez de presumida.
Facto 5. O ecossistema de potência é misto e específico da plataforma. Os packs primários como o BA-5590 usam química de lítio-dióxido de enxofre para longa vida em armazém, enquanto os packs recarregáveis como o BB-2590 usam iões de lítio com eletrónica de gestão e duas secções nominais em torno de 14,4 V e 28,8 V. O NiMH selado é realmente usado na defesa - em baterias de campo, rádios HF de patrulha e packs profissionais - mas não é a química principal dos portáteis americanos da linha da frente, e uma declaração honesta não afirma o contrário. Os packs de níquel são enviados sob UN 3496 e tratados como não restritos para o frete aéreo segundo a disposição especial IATA A199.
Um transceptor tático combina uma cabeça de rádio, um modem reconfigurável por software, um módulo de criptografia e um controlador que gere o teclado, o ecrã e o carregamento das formas de onda. Na receção, a antena passa por filtros e um amplificador de cabeça até um misturador e demodulador, após o que um descodificador reconstrói voz, vídeo ou dados e aciona a saída de áudio ou rede. Na transmissão, a fonte é codificada, cifrada, modulada e enviada através do amplificador de potência apenas quando o rádio é acionado ou o calendário de rede exige uma transmissão. Como a forma de onda é software, um rádio pode ser atualizado no terreno para novos modos de salto ou rede sem substituir o hardware, que é a ideia central da arquitetura de comunicações por software.
As bandas de frequência correspondem à missão. O HF de 1,6 a 30 MHz oferece longo alcance e onda ionosférica de incidência quase vertical para rádios de patrulha e mochila. O VHF baixo de 30 a 88 MHz é a banda de combate terrestre SINCGARS, o VHF alto de 108 a 174 MHz cobre o uso profissional e a banda aérea adjacente, e o UHF de 225 a 400 MHz é a banda aérea militar e a região satélite UHF. Os rádios multibanda estendem-se até 512 ou 520 MHz, com opções 762-870 MHz e banda L/S para modos de banda larga e satélite. O AN/PRC-152, por exemplo, cobre 30-512 MHz até 5 W, com uma opção que se estende a 762-870 MHz, e o AN/PRC-163 vai de 250 mW a 5 W em modos portáteis, 10 W em SATCOM e 3,2 W na banda L/S, com imersão até 20 m e uma massa de cerca de 1,13 kg com bateria.
O salto de frequência é a clássica contramedida eletrónica. Em vez de permanecer num canal, o rádio muda de frequência segundo um plano sincronizado, permanecendo apenas brevemente em cada salto. Um interferidor que não conhece plano nem chave deve espalhar a sua potência por toda a banda ou perseguir a portadora, enquanto um recetor de interceção não pode montar uma chamada completa numa única frequência. As taxas de salto publicadas vão aproximadamente de 100 a 10 000 saltos por segundo, e um salto mais rápido encurta a janela disponível em cada canal. SINCGARS usa cerca de 100 saltos por segundo em 2 320 canais, e o sistema necessita de um conjunto de variáveis carregadas, incluindo uma chave criptográfica e uma chave de segurança de transmissão, antes que a rede possa funcionar.
O equivalente aerotransportado é HAVE QUICK e HAVE QUICK II na banda UHF 225-400 MHz, com SATURN como evolução de segunda geração de salto mais rápido. Os mesmos rádios geralmente suportam também modos monocanal e direto, e a baixa probabilidade de interceção e deteção é um objetivo de projeto a par da criptografia. O salto altera a carga da bateria e o perfil de segurança: o sintetizador de frequência e o motor de criptografia trabalham em cada salto, e a sincronização de rede mantém o controlador ativo mesmo entre chamadas vocais, parte da razão pela qual as correntes de espera e receção não podem ser tratadas como zero.
A rede de banda larga transformou o rádio tático de um dispositivo de voz num nó de rede. Uma rede móvel ad hoc forma-se automaticamente quando os rádios entram em alcance e repara-se quando os nós saem, e cada nó pode retransmitir tráfego por isso uma mensagem atravessa vários saltos sem infraestrutura fixa. A forma de onda de rádio do soldado serve o nível soldado e sensor com tráfego ponto a ponto de alta taxa como vídeo e imagens, enquanto a forma de onda de rede de banda larga liga as sub-redes de veículo e nível superior. As formas de onda nacionais e de fabricantes implementam a mesma ideia de modo diferente: TrellisWare TSM usa a retransmissão Barrage, na qual os sinais simultâneos de retransmissão são combinados cooperativamente em vez de roteados pacote a pacote, e Persistent Systems Wave Relay usa roteamento dinâmico para ligar pessoas, drones, robôs e câmaras.
O funcionamento em malha adiciona uma carga de rede contínua. Os retransmissores devem receber, descodificar e retransmitir o tráfego vizinho mesmo quando o operador não fala, por isso as correntes de receção e espera de um rádio MANET importam tanto como o seu pico de transmissão. A referência MPU5 ilustra a dispersão: 40 W na transmissão máxima por três cadeias, 1,9 W a receber e 0,15 W em espera. Como segunda referência diferente, uma especificação nacional de forma de onda descreve o suporte de malhas IP autoorganizadas com roteamento unicast até 10 saltos. Os valores precisos são específicos do modelo, mas o padrão é coerente: a transmissão domina a potência de pico, enquanto receção e espera dominam a energia integrada de uma longa missão.
| Modo / forma de onda | Função | Nível / banda |
|---|---|---|
| Monocanal / direto | Voz rádio a rádio ou de rede a frequência fixa | Todas as bandas, sinalização mais simples |
| Salto SINCGARS | Cerca de 100 saltos/s em 2 320 canais, ECCM | VHF 30-88 MHz combate terrestre |
| HAVE QUICK II / SATURN | Salto ECCM aerotransportado, SATURN segunda geração | UHF 225-400 MHz banda aérea |
| SRW / WNW | Rede IP de banda larga para soldado e veículo | Níveis soldado e veículo |
| TSM / Wave Relay (ANW2) | Malha MANET proprietária, retransmissões e ligações de sensores | Apeado, não tripulado e urbano/subterrâneo |
| SATCOM UHF / MUOS | Voz satélite e dados de banda larga de tipo celular | Satélite UHF, além da linha de vista |
A segurança é paralela à forma de onda. Os equipamentos NSA Type 1 estão certificados para informação classificada e são tratados como artigo criptográfico controlado durante fabrico, distribuição, uso e eliminação. As chaves são carregadas com dispositivos de enchimento, e as duas funções são mantidas separadas: as chaves de segurança das comunicações cifram o conteúdo, enquanto as chaves de segurança de transmissão protegem o plano de salto. Os módulos modernos usam algoritmos validados como AES-256, com políticas de segurança publicadas que nomeiam os modos aprovados e funções hash, e os cifradores de rede em linha como os dispositivos HAIPE protegem o tráfego IP antes de entrar na malha. Nem todas as missões precisam de Type 1: são implantados rádios não Type 1 para essa classe de informação, e o tipo de rádio é escolhido conforme os dados que transporta.
Em todos estes modos o pack vê três estados elétricos. A espera mantém controlador e sincronização com ciclos de sono, a receção faz funcionar cabeça e descodificador a escutar a rede, e a transmissão aciona o amplificador de potência em impulsos ou rajadas programadas. As referências publicadas tornam concreta a dispersão. Para o rádio MANET MPU5 os valores são 0,15 W, 1,9 W e 40 W; para outro rádio EPM portátil uma ficha técnica lista correntes de transmissão de 1,6 A a potência nominal, 0,65 A reduzida e 3,2 A aumentada; um rádio portátil antigo mediu 41 mA em receção silenciosa, 76 mA a volume máximo e 350 mA em transmissão. Nenhum valor se transfere entre modelos, mas cada pack deve fornecer um impulso elevado sob demanda enquanto passa a maior parte da vida a baixa carga.
Duas convenções de ciclo de serviço convertem estes estados em horas de autonomia. A convenção 5-5-90 significa 5 por cento transmissão, 5 por cento receção e 90 por cento espera, a convenção móvel terrestre também usada no marketing tático. A convenção 1:9, uma parte transmissão para nove partes receção sem espera separada, é usada pelos fabricantes de rádios HF e de patrulha. Um valor de autonomia só é comparável com convenção e temperatura correspondidas. Nos veículos, um eliminador de bateria faz o rádio funcionar a partir do bus veicular de 28 V segundo MIL-STD-1275, que exige proteção contra polaridade inversa, picos e sobretensões, com geradores de teste a produzir picos em circuito aberto em torno de 500 V; as plataformas aéreas usam antes MIL-STD-704.
O níquel-hidreto metálico selado tem um verdadeiro registo na defesa, exposto com sobriedade e sem exagero. As grandes baterias de campo usam NiMH: uma bateria de campo britânica é uma unidade NiMH de 12 V 64 Ah com aquecedores e conectores com grau IP68, e uma bateria de campo NiMH de 24 V de segunda geração tem o seu próprio número de inventário NATO. O HF de patrulha oferece um exemplo de rádio mais próximo: uma mochila de patrulha implantada lista uma opção NiMH de 13 Ah dando cerca de 50 horas sob a convenção 1:9, a par de uma opção de lítio-ferrofosfato de 17 Ah com cerca de 65 horas. Os packs profissionais bidirecionais nos formatos 7,2 V e 9,6 V, construídos a partir de células de 1,2 V, são amplamente oferecidos com vidas de serviço da ordem de 500 ciclos. Em contrapartida, os portáteis americanos da linha da frente como PRC-152 e PRC-163 são projetados em torno de packs de lítio, e Weijiang não afirma que o NiMH selado os substitua nos rádios de combate implantados.
Os nichos honestos do NiMH selado são, por isso, rádios de treino e guarnição, HF de patrulha onde o vendedor oferece NiMH, packs profissionais e de segurança, acessórios e compradores que necessitam de logística mais simples. A química de níquel é enviada sob UN 3496 e tratada como não restrita para o frete aéreo quando a disposição IATA A199 é cumprida, e o patamar plano de 1,2 V e a construção sem cádmio mantêm-na prática onde os packs NiCd são aposentados. Weijiang fabrica células NiMH seladas e packs montados; não fabrica células NiCd ou iões de lítio, e qualquer trabalho de lítio é montagem de packs, não produção de células.
É construído em torno de proteção eletrónica, criptografia certificada e rede de banda larga. Salta frequências para resistir a interferências, usa criptografia certificada Type 1 ou equivalente, forma malhas MANET autorreparáveis e pode alcançar redes satélite, e é qualificado segundo normas militares de ambiente e compatibilidade eletromagnética. Um portátil comum não tem essa cadeia certificada mesmo que por fora se pareça.
Protege contra interferência e interceção de frequência fixa. Ao deslocar a portadora por muitos canais num plano sincronizado e protegido por chave, o rádio obriga um interferidor a espalhar energia pela banda e impede um recetor de interceção de montar uma chamada completa num canal. Continua a precisar de criptografia separada, porque o salto por si só esconde o plano mas não o conteúdo perante um adversário bem equipado.
A malha mantém-se sozinha. Os rádios sincronizam a cadência, retransmitem o tráfego vizinho, atualizam o roteamento e escutam os nós que entram ou saem da rede, por isso as correntes de receção e espera permanecem ativas mesmo entre chamadas. A transmissão domina a potência de pico, mas receção e espera dominam a energia total integrada numa longa missão.
Sim, em locais específicos: grandes baterias de campo, alguns rádios HF de patrulha onde o NiMH é uma opção oferecida, e packs profissionais. O limite honesto é que os portáteis americanos da linha da frente usam packs de lítio, por isso o NiMH é apresentado como apto para treino, guarnição, patrulha e aplicações sensíveis à logística e não como substituto universal.
UN 3496 é a entrada de transporte terrestre para baterias de níquel-hidreto metálico, e a disposição especial IATA A199 permite ao NiMH devidamente preparado ser enviado por via aérea como não restrito. O número ONU não é usado na descrição da carta de transporte aéreo, e o tratamento difere das regras de baterias de lítio, uma vantagem logística da química de níquel.
As chaves COMSEC protegem o conteúdo da comunicação por criptografia, enquanto as chaves TRANSEC protegem a transmissão em si, incluindo o plano de salto de frequência. São variáveis separadas carregadas através de dispositivos de enchimento, e uma rede de salto precisa de ambas antes de poder funcionar em segurança.
Referências de sistema e arquitetura: a arquitetura de comunicações por software e a herança do sistema conjunto de rádio tático aparecem em material de forças e fabricantes; as características de AN/PRC-152 e AN/PRC-163 vêm de brochuras e fichas técnicas de fabricantes, do registo NATO de garantia da informação e das listas de aprovisionamento. As descrições de salto de frequência e ECCM para SINCGARS, HAVE QUICK II e SATURN baseiam-se em documentos de programa das forças, referências de formação e referências espectrais técnicas. O material MANET abrange SRW, WNW, TrellisWare TSM e Persistent Systems Wave Relay/ANW2, incluindo documentos técnicos de fabricantes e revisões académicas de redes. A cadeia criptográfica remete para a prática NSA de artigos controlados Type 1, políticas de segurança de módulos publicadas e fichas de cifradores de rede em linha.
Referências de célula, pack e transporte: as características de BA-5590 e BB-2590 vêm de fichas de fabricantes, e as referências de corrente e potência de três estados vêm de fichas publicadas de rádios e MANET usadas como referências ilustrativas, não especificações universais. A potência veicular segue MIL-STD-1275 e a aérea MIL-STD-704. As células e packs de níquel são qualificados segundo IEC 61951-2 e IEC 62133-1 e enviados sob UN 3496, com a disposição IATA A199 a definir a via aérea não restrita; os exemplos de baterias de campo e rádios de patrulha NiMH trazem números de inventário NATO publicados ou fichas de fabricantes. Nenhuma estatística foi inventada, e o âmbito da química reflete a prática implantada em vez de uma afirmação de que uma química substitui todas as outras.
Weijiang Power fornece células NiMH seladas e packs NiMH montados para rádios táticos de treino, guarnição e patrulha e packs de segurança profissionais, construídos segundo a geometria e retenção do rádio com proteção a nível de pack. As células são qualificadas segundo IEC 61951-2 e IEC 62133-1 e os packs são enviados sob UN 3496 com a via aérea não restrita segundo IATA A199. Envie-nos o modelo do rádio, tensão nominal, nível de potência de transmissão, forma de onda e convenção de ciclo, temperatura e organização de carga, e trabalharemos número de células, capacidade e projeto da corrente de impulso e suportaremos as provas para a sua avaliação. Veja a gama de produtos NiMH Weijiang para formatos de packs padrão, ou contacte a nossa equipa OEM com a especificação do rádio e perfil de carga.
