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Transceptores SATCOM

Os transceptores SATCOM proporcionam as funções de transmissão e receção necessárias para as comunicações militares por satélite em plataformas aéreas, navais, montadas em veículos, portáteis, fixas e não tripuladas. Dependendo da arquitetura, estes sistemas podem realizar conversão de RF, amplificação, filtragem e condicionamento de sinal.

Esta categoria inclui fornecedores de transceptores SATCOM compatíveis com ligações nas bandas UHF, L, C, X, Ku e Ka para comunicações BLOS, comando e controlo e transferência de dados ISR.

Leia o Visão geral da tecnologia

Fabricantes e fornecedores de transceptores SATCOM

Iridium
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Comunicações via satélite de missão crítica e PNT para a Defesa

Ground Control
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Comunicações via satélite confiáveis, resilientes e seguras e soluções PNT garantidas para aplicações de missão crítica

applied acoustics
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Tecnologias de navegação, posicionamento e levantamento marítimo e submarino para aplicações navais e de defesa

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O Guia Completo sobre Transceptores SATCOM para Comunicações Militares

William Mackenzie

Atualizado:

Introdução aos transceptores SATCOM militares

Os transceptores SATCOM proporcionam as funções de transmissão e receção que permitem as comunicações por satélite entre plataformas de defesa, forças destacadas, centros de comando e sistemas remotos. Dependendo da arquitetura, combinam conversão de radiofrequência (RF), amplificação, filtragem e condicionamento de sinal, ao mesmo tempo que interagem com, ou integram, funções de modem e de banda base.

Transceptor de comunicações por satélite da Iridium

Módulo Iridium 9603 da Iridium

Os transceptores SATCOM militares devem funcionar de forma fiável em condições exigentes de RF e ambientais, cumprindo simultaneamente as restrições da plataforma em termos de tamanho, peso e potência (SWaP), bem como de refrigeração. Os requisitos variam significativamente entre terminais fixos, aeronaves, navios, veículos táticos, equipamentos portáteis e plataformas não tripuladas, tornando a cobertura de frequências, a compatibilidade de formas de onda, a potência de saída, o desempenho do recetor, a interoperabilidade, o desempenho espectral e a arquitetura de alimentação fatores importantes a ter em conta na seleção.

Funções essenciais dos transceptores SATCOM

Transmissão e receção de radiofrequência

Um transceptor SATCOM converte e prepara os sinais de comunicação de saída para transmissão através da antena do terminal, ao mesmo tempo que recebe e processa os sinais provenientes do satélite. O funcionamento eficaz depende da manutenção de uma qualidade de sinal suficiente ao longo de percursos de propagação extensos. As características importantes de RF incluem a potência de transmissão, a linearidade, a pureza espectral, o fator de ruído do recetor e a gama dinâmica, o ruído de fase, a precisão de frequência, a tolerância à interferência e as perdas noutros pontos da cadeia de RF.

Conversão de frequência e processamento de frequência intermédia

A conversão de frequência transfere sinais entre os estágios de banda base ou de frequência intermédia (FI) e a banda de ligação ascendente ou descendente do satélite, utilizando misturadores, osciladores locais e filtragem associada. Dependendo da arquitetura do terminal, os conversores de subida em bloco (BUCs) e os conversores de descida em bloco de baixo ruído (LNBs) podem ser integrados no transceptor ou implementados como componentes de RF separados. O equipamento multibanda pode incorporar percursos adicionais de conversão e filtragem para suportar diferentes serviços de satélite.

Modulação e Demodulação

Nos casos em que as funções de modem ou de banda base estão integradas, a modulação codifica voz, dados, imagens ou outras informações da missão numa portadora para transmissão, enquanto a demodulação recupera as informações dos sinais recebidos. Outras arquiteturas utilizam equipamento de modem separado, ligado ao transceptor através de interfaces de IF ou digitais. Os sistemas SATCOM de defesa podem ter de suportar múltiplos esquemas de modulação, correção de erros avançada (FEC), métodos de codificação, taxas de dados, estruturas de enquadramento e formas de onda, a fim de manter a compatibilidade com diferentes redes e requisitos operacionais.

Amplificação, filtragem e condicionamento de sinal

A amplificação de potência eleva o sinal transmitido ao nível exigido pelo orçamento de ligação, enquanto os estágios de receção de baixo ruído preservam os sinais de entrada fracos com um ruído adicional mínimo. Os amplificadores de potência devem equilibrar a saída de RF, a eficiência, a linearidade e o backoff de saída, particularmente no caso de modulação multiportadora ou de ordem superior. A filtragem suprime a energia fora de banda e as interferências indesejadas. As fontes de alimentação dos transceptores SATCOM devem também fornecer energia elétrica estável, apesar das variações nas exigências de saída de RF e nas condições de entrada da plataforma.

Duplexação e operações simultâneas de transmissão e receção

Muitos terminais SATCOM precisam de transmitir e receber sem que um caminho de sinal prejudique o outro. Duplexadores, diplexadores, filtros, blindagem, planeamento de frequências e isolamento de RF impedem que a energia do transmissor desensibilize ou sobrecarregue o recetor. Isto torna-se especialmente importante quando os circuitos de transmissão de alta potência operam próximo de componentes eletrónicos sensíveis do recetor, no interior de terminais compactos.

Aplicações de defesa dos transceptores SATCOM

Comunicações aéreas e «Beyond-Line-of-Sight» (BLOS)

As aeronaves utilizam transceptores SATCOM para alargar as comunicações para além do alcance das redes de rádio terrestres e para suportar a conectividade «Beyond-Line-of-Sight» (BLOS) em vastas áreas operacionais. O equipamento aéreo deve equilibrar o desempenho da ligação com a localização da antena, as restrições aerodinâmicas, a disponibilidade de potência, a compatibilidade eletromagnética, a gestão térmica e os limites de tamanho e peso impostos pela plataforma anfitriã.

ISR e conectividade em missões remotas

As plataformas de Inteligência, Vigilância e Reconhecimento (ISR) podem utilizar ligações SATCOM para transferir dados de sensores, dados de comando, informações de missão e o estado do sistema entre recursos remotos e utilizadores distribuídos. As missões com taxas de dados mais elevadas impõem exigências adicionais à largura de banda disponível, ao desempenho de RF, ao ganho da antena, à capacidade de processamento, à disponibilidade da ligação e à fiabilidade de toda a cadeia de comunicações por satélite.

SATCOM Naval e Marítima

Transceptores SATCOM submersíveis da Applied Acoustics

Receptores submersíveis MiniPod da Applied Acoustics

As embarcações de superfície e outras plataformas marítimas dependem das comunicações por satélite nos casos em que a infraestrutura terrestre não está disponível ou é impraticável. Os transceptores marítimos podem ter de funcionar em conjunto com inúmeros sistemas de RF a bordo, ao mesmo tempo que se adaptam ao movimento da embarcação, a ambientes salinos, a locais limitados para a instalação de antenas, a interferências eletromagnéticas e aos requisitos de conectividade contínua em vastas áreas geográficas.

SATCOM montado em veículos e portátil

Os veículos táticos e as forças a pé necessitam de equipamento capaz de estabelecer ligações por satélite úteis sem um esforço excessivo de configuração. Os sistemas montados em veículos podem suportar maior abertura de antena, potência de saída de RF e consumo de energia, enquanto um transceptor portátil para comunicações por satélite privilegia a portabilidade, a autonomia da bateria, o funcionamento simplificado e a compatibilidade com serviços de satélite de banda estreita adequados.

Sistemas não tripulados e plataformas remotas

As aeronaves não tripuladas, os veículos terrestres e os sistemas marítimos podem utilizar transceptores SATCOM para comando e controlo, telemetria, dados de carga útil e retransmissão de comunicações para além da cobertura da rede terrestre. Estas instalações impõem frequentemente restrições rigorosas em termos de SWaP e podem exigir a aquisição autónoma de ligação, reaquisição, transferência ou gestão de ligação quando a intervenção direta do operador é limitada.

Bandas de frequência SATCOM

Os transceptores SATCOM podem operar em várias gamas de frequências, sendo que a seleção da banda influencia as dimensões da antena, a largura de banda disponível, o desempenho de propagação, o projeto dos componentes de RF, a arquitetura do terminal e as redes de satélite compatíveis.

Banda SATCOM Características principais Utilizações militares típicas
UHF Banda estreita, SATCOM militar consolidada com características úteis de propagação móvel Voz e dados táticos, terminais portáteis e móveis
Banda L Conectividade móvel com largura de banda modesta e atenuação relativamente baixa causada pela chuva Comunicações móveis, aéreas, de localização e marítimas
Banda C Propagação fiável, mas requer geralmente antenas de maiores dimensões para obter um ganho comparável Ligações por satélite fixas e transportáveis
Banda X SATCOM militar de Superalta Frequência (SHF) que suporta ligações de maior capacidade SATCOM de comando, de campo, naval e aéreo
Banda Ku Capacidade de banda larga com antenas compactas de alto ganho e maior sensibilidade às condições meteorológicas Dados ISR, banda larga, terminais móveis e aéreos
Banda Ka Largura de banda de alta capacidade com maior atenuação pela chuva e requisitos de orientação SATCOM militar e comercial de elevado débito

Um transceptor SATCOM multibanda pode alargar o acesso à capacidade de satélite disponível, mas esta flexibilidade também aumenta a complexidade em termos de RF, antenas, filtragem, comutação, conversão de frequência e integração.

Normas e interoperabilidade das comunicações por satélite militares

O equipamento de SATCOM de defesa pode ter de estar em conformidade com requisitos específicos do programa em termos de interface, forma de onda, ambientais e eletromagnéticos. As normas relevantes incluem as seguintes:

  • MIL-STD-188-164: Estabelece requisitos de RF, frequência intermédia (IF) e de interoperabilidade associados para terminais terrestres de SATCOM SHF que operam com canais militares da banda X e da banda Ka.
  • MIL-STD-188-168: Define os requisitos mínimos de interoperabilidade e desempenho para o equipamento de banda base utilizado nos terminais de SATCOM SHF aplicáveis.
  • MIL-STD-188-181: Define os requisitos de interoperabilidade relativos à modulação, à correção de erros avançada (FEC), ao entrelaçamento e às características de desempenho associadas utilizadas com canais de SATCOM UHF de banda estreita aplicáveis.
  • MIL-STD-188-183: Define os requisitos de interoperabilidade associados ao funcionamento em acesso múltiplo em canais SATCOM UHF de 5 kHz e 25 kHz, incluindo as estruturas relevantes de Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA) e os protocolos de acesso.
  • MIL-STD-188-184: Abrange a forma de onda de controlo de dados utilizada para funções de controlo de dados aplicáveis em canais SATCOM UHF de 5 kHz e 25 kHz.
  • MIL-STD-810: Fornece orientações de engenharia ambiental e métodos de ensaio laboratorial que podem ser adaptados ao ambiente de serviço previsto, em vez de prescrever um regime de qualificação universal.
  • MIL-STD-461: Estabelece requisitos de emissão e suscetibilidade à interferência eletromagnética (EMI), bem como métodos de verificação associados, para equipamentos e subsistemas eletrónicos e elétricos aplicáveis do Departamento de Defesa (DoD).

As normas aplicáveis, as revisões, os requisitos de forma de onda e os perfis de ensaio dependem, em última análise, do transceptor, da plataforma anfitriã, da rede de satélites e do programa de aquisição.

Tecnologias emergentes de transceptores SATCOM

As arquiteturas de SATCOM estão a evoluir no sentido de terminais de utilizador mais flexíveis, capazes de manter a conectividade em redes, condições de espectro e ambientes operacionais em constante mudança. Os desenvolvimentos atuais incluem:

  • Arquiteturas definidas por software: O processamento reconfigurável permite que os transceptores acomodem formas de onda adicionais, configurações de canais, planos de frequência e funções de comunicação através de implementações controladas por software.
  • Conectividade multi-órbita: As arquiteturas dos terminais estão a ser cada vez mais desenvolvidas em torno do acesso a combinações de serviços de Órbita Terrestre Geoestacionária (GEO), Órbita Terrestre Média (MEO) e Órbita Terrestre Baixa (LEO), em vez de dependerem de uma única arquitetura orbital. A operação multiorbita também pode impor requisitos adicionais em termos de compensação Doppler, sincronização, transferência entre satélites e rastreamento de antenas.
  • SWaP reduzido: Componentes eletrónicos de RF mais pequenos, processadores, sistemas de gestão de energia e estágios de conversão integrados estão a permitir instalações de SATCOM mais capazes em plataformas móveis, aéreas, não tripuladas e outras com restrições de espaço.
  • Mitigação automatizada de interferências: O processamento digital de sinais, a monitorização do espectro, a filtragem adaptativa, a agilidade de frequência e as técnicas de comunicações protegidas assumem uma importância crescente para a manutenção de ligações em ambientes de RF congestionados ou deliberadamente contestados. As arquiteturas táticas protegidas de SATCOM também privilegiam a resiliência das comunicações face a bloqueios e interferências.

Em conjunto, estes desenvolvimentos estão a impulsionar os transceptores SATCOM no sentido de uma maior flexibilidade, resiliência, integração de RF e adaptabilidade de rede, mantendo simultaneamente a interoperabilidade necessária para as comunicações de defesa conjuntas.