HF-radio som står inför 2000-talets tekniska utmaningar och geostrategiska frågor

- Annons -

International Telecommunications Union (ITU) placerar HF-bandet mellan 3 och 30 MHz, teknisk användning utökar dess användning från 2 till 30 MHz. Denna del av spektrumet, även om den är begränsad med hänsyn till tillgänglig bandbredd, förtjänar särskild uppmärksamhet. Behärskning av HF-domänen är ett stort område när det gäller telekommunikation och elektronisk krigföring, som maritima, cyber-, luft- och rymddomäner. Frånvaron av fysiska gränser och dess förmåga att göra interkontinentala resor ger det strategiskt djup.

Denna förmåga hos vågor att täcka hela världen genom systemet av jonosfäriska studsar avslöjar ett intervall som förvisso är känt sedan radions början men fortfarande mycket krävande när det gäller kraven för att upprätta en förbindelse. 

HF-intervallet: svagheter och styrkor.

Fram till introduktionen av de första geostationära telekommunikationssatelliterna på 60-talet var HF-radio den enda lösningen för att upprätta en länk mellan mobilstationer. Radiooperatörens kunnande var då väsentligt, han var tvungen att utvärdera miljöförhållandena, välja den bästa frekvensen efter dygnets timmar, årstider, anpassa flödeshastigheten för sin sändare, återsända sina meddelanden i händelse av förluster...

- Annons -

Tillkomsten av satelliter kommer att förenkla operatörens arbete, ge nya och värdefulla tjänster men också medföra nya begränsningar till ytan. Att upprätta en länk på en geostationär satellit kräver faktiskt att man kan rikta in satelliten, vilket inte alltid är lätt när man rör sig i begränsade utrymmen (byggnader, avlastning, skogar, etc.) och är geografiskt begränsade i täckning: Till exempel, Inmarsat-tjänster är endast möjligt upp till 75 eller 76 grader nord eller syd (med en förlust av genomströmning från 65 grader). Dessutom förblir denna teknik dyr, priset på satellitlänken förblir ett hinder för dess hegemoni.

Rafale F3R Marine Defense Analysis | Kommunikations- och försvarsnätverk | Frankrike
Det växande och ständiga behovet av kommunikation i moderna vapensystem ger HF-bandet ett nytt liv

Andra faktorer kunde också ha lett till en minskning av användningen av HF, särskilt under 90-talet: V/UHF-länkar med högre hastigheter, tillkomsten av GSM, HF-modem begränsade i hastighet, etc. På den tiden inför de framväxande behoven på nätverken (bild och video) verkar HF:n dåligt utrustad. Men intresset för detta frekvensband ligger i dess flexibilitet med möjligheten att ta emot signaler i bergen, i djungeln, i en kanjon, under några meter vatten, kort sagt i miljöer där de andra frekvensområdena ofta inte fungerar.

För att vara så exakt och uppdaterad som möjligt bör leverantörer av satellittjänster noteras. Den strategiska aspekten av Arktis har faktiskt lett till att ett företag som Inmarsat investerat som en del av sin Global Express-utveckling på två satelliter med hög elliptisk omloppsbana, "Arctic Satellites Broadband". Elon Musks berömda SpaceX-raket förväntas skjuta upp de två satelliterna på en Falcon 9-raket i slutet av 2022.

- Annons -

Varför nämna detta polarområde? Utan att (nödvändigtvis) veta om det konsumerar du HF-bandet när du till exempel tar ett Paris/New York-flyg. Den stora cirkelrutten tar dig mycket norrut, flygplanet kommer regelbundet att skicka sin position i HF via HFDL-systemet (High Frequency Data Link), på denna dataöverföringsfrekvens som inte har något militärt i sig men som har sin anledning att vara pga. mycket låga driftskostnader och behovet av redundans av flygresurser. Mer än 3000 4 enheter är utrustade och trafiken representerar mer än XNUMX miljoner meddelanden per månad. 

HF-serien: komplex miljö att bemästra men ständiga tekniska förbättringar.

Det som gör HF-anslutningar speciella är att det kräver perfekt kunskap och förståelse för utbredningsförhållandena. Det är uppenbart möjligt att gå från (sällsynta) förhållanden där det är praktiskt taget omöjligt att upprätta en förbindelse på grund av solaktivitet (blackout) till en situation med onormal förstärkning av signaler (de berömda kanalerna och andra mycket regelbundna maritima ytledningar t.ex. hög värme). Mellan dess två ytterligheter genererar utbredning sin andel av mottagning av samma signal via flera vägar, och variation i effekt vid mottagning (fading fenomen), interferens mellan signaler som kommer från de tre olika regionerna i International Telecommunications Union. 

För att underlätta operatörernas arbete kommer automatisk länketablering (Automatic Link Establishment 2G sedan 3G) att revolutionera kontakten mellan stationer med kapacitet för automatiskt val på bästa frekvens och konvergens mot IP-adressering. Man-maskin-gränssnittet kommer också att utvecklas med mjukvarugränssnittsradio (Software Defined Radio). 

- Annons -

Men det är den mycket tydliga förbättringen av flödeshastigheten som idag placerar HF i ett gynnsamt läge. Genom att samtidigt kombinera mer än tio kanaler på cirka 3 kHz, kan hastigheterna överstiga 100 kbps och projekt som det från THALES HFXL/Salamander ger ny fart åt detta intervall av respektabel ålder.

Thales MFSK HF-modem Försvarsanalys | Kommunikations- och försvarsnätverk | Frankrike
THALES HFXL-modem erbjuder en trans-horisont HF-dataanslutningslösning utan satelliter med mer än 100 kbps

Det återstår att lösa problemet med antennplacering. Frankrike ligger inte efter när det gäller utbredningsberäkning och nätplanering. Vi måste hälsa ATDI-företagets arbete med dess särskilda arbete med detta frekvensområde.

HF-sortimentet: klassiska användare och nya användare

Det finns många användare av det här utbudet: räddningstjänst, radioamatörer, diplomatiska tjänster, taktiska militära dataöverföringar, civil luftfartsröst på transoceaniska flygningar, maritim övervakningshelikopter, flygdatalänkar, militära och civila flottor, militära luft- och landstyrkor, säkerhetstjänster , kommersiella analoga eller digitala radioapparater, etc.

Men en användare av HF-bandet sticker ut på grund av storleken på dess bandbredd: radar, med en mycket speciell signatur på spektrumet, närvarande i kustnära havsövervakning såväl som i strategisk luftövervakning.

Multiplikationen av HF-radar

Inom detta redan begränsade band konsolideras användningen av radar år efter år. Inför mål vars radarekvivalenta ytområden (SER) är mycket väl studerade sticker HF-radar ut. Förlusterna i atmosfären är mycket lägre i HF och många nationer har utvecklat eller installerat radar som fungerar på detta frekvensområde. Två typer av system finns huvudsakligen: de som är avsedda för kustövervakning och de som är avsedda för flygövervakning (Over The Horizon Radar).

Kustnära HF-radarer är multistatiska, det vill säga de sänder på flera sändare, och tar emot på flera mottagare, i vertikal polarisation för att söka efter fortplantning med ytvåg, vid havsnivå. De användes ursprungligen för att mäta havsströmmar och gör det nu möjligt att säkerställa ytövervakning över cirka 200 nautiska mil och därmed svara på problemet med att övervaka den exklusiva ekonomiska zonen. USA (med företaget CODAR), Frankrike (Stradivarius-projektet), Tyskland (WERA), Italien, Spanien, Kroatien, Kina, Ryssland, Saudiarabien, Marocko (bland andra) använder dessa radarer som till och med kan övervaka onormala meteorologiska fenomen som t.ex. tsunamis.

Hur Stradivarius fungerar Analyserar försvar | Kommunikations- och försvarsnätverk | Frankrike
Presentation av driften av den franska Stradivarius av diginext

Dessa ytvågsradarer sänder ofta i frekvensmodulerad kontinuerlig våg (FMCW).

OTH-radarer å sin sida är mer frekvent orienterade mot "luftövervakning" vid pulserad sändning, med mycket lång pulsrepetitionstid, det vill säga med en lyssningstid kalibrerad för maximal teoretisk övervakning på 6000 kilometer. Användare av denna typ av radar är Australien med JORN-projektet, Frankrike med Nostradamus, USA, Storbritannien med Pluto-radarn (i FMCW) belägen i Akrotiti (Cypern), Iran med Ghadir-radarn, Ryssland med Rezonans och Kontayner radar, Israel, Kina, Rumänien, Ukraina... Det som utmärker dessa system är deras bandbredd på minst 25 kHz per sändare, vilket kan nå 160 kHz i Kina och till och med 1 MHz i Iran, runt 28 MHz. En typisk användare upptar mindre än 3 kHz i ett sidband.

Dagliga sammandrabbningar på HF-spektrumet

Detta intervall ser också stater som kolliderar genom störningar på kommersiell radio. Således stör Kina regelbundet sändningarna från Taiwans radio "Sound Of Hope" riktade mot dess territorium, Sydkorea stör sändningarna från den officiella nordkoreanska radion, Etiopien stör på den eritreanska radion med sina HF-störsändare.

Ur icke-statliga aktörers synvinkel förekommer även icke-kompatibla användningar. På ytan av Indiska oceanen och i synnerhet Arabiska havet, detta område känt för sina olagliga aktiviteter, finns också pirater i HF. Deras bristande kunskap om gränser för frekvenstilldelning leder dem regelbundet till utbyte på icke-maritime frekvenser. Vi ser att deras illegala aktiviteter också berör spektrumockupation och i radiovärlden kallas denna typ av ockupanter för "inkräktare".

Som ett mer fridfullt exempel, i Atlanten, består dessa "inkräktare" av fiskare som sänder med röst och varningssignaler förknippade med drivande fiskenät. Mer allmänt över hela världen är vissa ryska militära överföringssystem regelbundet ute av sina tilldelningar och stör officiella användare. 

Utan att spela Cassandra är det möjligt att föreställa sig framtida konfrontationer genom prismat av kombinerade attacker (fysiska och/eller cyber) på ubåtskablar och satellitlänkar, vars effekt förblir låg. Infrastrukturerna, både för kablarna och mark/telemetrisegmentet av satelliterna skulle kunna visa sina sårbarheter, och i detta sammanhang skulle HF återgå till ett prioriterat kommunikationsmedel, säkert, kombinera mobilitet, rusticitet och avancerade moduleringar för att säkerställa konkurrenskraftiga hastigheter.

Mikael Riot

Specialist i elektronisk krigföring

- Annons -

För vidare

SOCIALA NÄTVERK

Senaste artiklarna