Microondas de armas eletromagnéticas
Microondas de armas eletromagnéticas
A segunda parte do artigo apresenta os aspectos técnicos e táticos dos ataques com armas eletromagnéticas de micro-ondas em alvos, que são sistemas de combate equipados com dispositivos eletrônicos complexos, como veículos de combate. São discutidos vários tipos de ataques baseados nessas armas, que estão em serviço nas forças armadas dos Estados Unidos, Rússia, Alemanha e outros países ou são oferecidos por sua indústria. Esses tipos de armas de última geração e tecnologicamente avançados são cada vez mais utilizados nos exércitos do mundo, com a expectativa de seu uso em conflitos de grande escala e assimétricos. Também na Polônia, está em andamento o desenvolvimento de armas eletromagnéticas de micro-ondas.
A primeira parte do artigo, publicada em Wojsko i Technica 11/2020, apresenta os princípios de operação das armas eletromagnéticas, classifica seus tipos e considera os mecanismos específicos de seu efeito destrutivo em componentes e sistemas eletrônicos embutidos em quase todos os equipamentos militares modernos . equipamento. Os principais mecanismos de ação sobre esses objetos com a ajuda de HF-OPV são descritos e seus parâmetros elétricos são fornecidos. Apresenta-se o estado de desenvolvimento destas novas, mas já avançadas soluções nos países membros da NATO e na Polónia.
Comparação de tamanhos de filtros usados para proteger circuitos de alimentação de 230 V CA contra EMI e interferência industrial.
Métodos de perigo e proteção contra RF-ROSS
O ataque eletromagnético a alvos selecionados sem reconhecimento prévio, incluindo sua localização, projeto e uso, é um processo complexo. É cuidadosamente analisado e planejado com antecedência, embora pareça ser um processo fácil de implementar. Ondas de irradiação, atingindo o alvo através de cabos, sensores, furos e fendas no corpo, provocam ressonâncias elétricas nos circuitos de suas partes internas em frequências que podem até diferir significativamente da frequência principal da onda de radiação. Assim, correntes e tensões são geradas nesses circuitos que destroem sistemas eletrônicos. Cada alvo tem propriedades elétricas diferentes em termos de vulnerabilidade RF-DEW. Os impactos de banda estreita do tipo HPM no impacto da "porta da frente" na faixa de operação dos dispositivos eletrônicos têm uma eficiência de impacto muito alta e, portanto, podem ser efetivamente emitidos a longa distância do alvo, especialmente quando não estão adequadamente blindados. O mesmo tipo de interação, mas fora do alcance operacional, também é eficaz, mas requer mais energia da fonte ou impacto no alvo a curta distância. As exposições do tipo UWB, devido à sua natureza de banda larga, interagem efetivamente “na frente” e “na retaguarda”, mas a uma distância menor do que os impactos da MIA mencionados acima. Não existe uma arma RF-DEW universal que possa atingir efetivamente vários tipos de objetos abertos.
A maneira mais fácil de se proteger contra o impacto dos NVGs é criar zonas de acesso controlado em torno de objetos e sistemas importantes. A largura desta zona de proteção deve estar entre 1000 e 2000 m e geralmente aumentará a eficácia da proteção contra ataques de RDF terrestres ou de veículos. As zonas de acesso controlado não protegem contra ataques aéreos. Ao contrário da proteção EMI usada em equipamentos industriais, onde apenas um ou alguns componentes são usados para proteger os circuitos, em aplicações militares, a proteção contra SPDs de RF deve ser abrangente, abrangendo todos os circuitos devido à penetração multipercurso do alvo por ondas. Em todas as unidades e instalações eletrônicas, medidas de segurança eletrônicas especializadas e soluções apropriadas para o projeto mecânico desses dispositivos devem ser incorporadas e funcionar perfeitamente, mesmo quando estão parados. A proteção somente contra RF-DEW em veículos militares não oferece resistência a outras influências, como: raios, faíscas ou surtos de energia. Assim, os sistemas de proteção de equipamentos militares que estão sendo construídos devem ser abrangentes, cobrindo todas as ameaças acima em termos de escala de impacto, o que, infelizmente, aumenta a complexidade, peso, tamanho e preço. Não existe proteção universal contra todos os tipos de exposição. Portanto, a resistência ao RF-DEW deve ser assumida desde o início do trabalho no dispositivo. Por exemplo, a figura da primeira parte do artigo (WiT 11/2020) mostra formas de onda de tensões de ruído induzidas em cabos de energia monofásicos sobrepostos a uma tensão de alimentação de 230 VAC (50 Hz). A amplitude do sinal de impacto é várias vezes maior que a tensão de alimentação e tem um efeito devastador nos circuitos conectados a eles.
Os filtros mostrados na figura acima são classificados para as mesmas tensões e correntes nominais e são projetados para funcionar em circuitos desse tipo, mas neutralizam vários tipos de interferência.
Os filtros de proteção HPEM pesam mais de 5 kg e têm um volume de vários dm³. Isso se deve à necessidade de filtrar sinais interferentes muito fortes, principalmente aqueles que interagem continuamente e com sua ampla faixa de frequência, e a necessidade de dissipar o calor gerado neles. O uso de tais filtros em equipamentos militares regulares na maioria dos casos é impossível.
A blindagem metálica de equipamentos e sistemas militares deve ser selada eletromagneticamente, criando uma gaiola de Faraday sem fendas e orifícios através dos quais as ondas de radiação possam penetrar, causando tensões prejudiciais em circuitos elétricos e ondas estacionárias prejudiciais e oscilações ressonantes descontroladas nos sistemas. No entanto, não é prático colocar os dispositivos em uma gaiola de Faraday, pois eles devem ser conectados eletricamente a outros dispositivos externos apropriados. Portanto, existem vias potenciais de exposição à radiação, o que torna difícil protegê-las de forma eficaz.
Os cabos externos blindados multicamadas incluídos nos dispositivos utilizados para tais conexões devem ser protegidos com filtros que reduzam os sinais de interferência neles induzidos. Ao mesmo tempo, os filtros devem ser resistentes a danos causados por altas tensões e potências transmitidas nos fios causados por sinais que atuam sobre eles, e atender aos requisitos básicos para eliminar as interferências eletromagnéticas que ocorrem durante a operação normal dos dispositivos.
Os conectores nos cabos para essas aplicações possuem filtros e supressores de surto internos integrados para evitar a intrusão de sinais de interferência.
Para conexões de sinal, é muito vantajoso usar cabos de fibra óptica especializados que não contenham elementos metálicos de suporte de carga e reforço mecânicos internos que conduzem e introduzem sinais induzidos por ondas de impacto nos dispositivos. Por si só, as fibras ópticas não conduzem sinais elétricos.
Absorvedores que absorvem radiação eletromagnética também são usados para reduzir a exposição à radiação RF-DEW. As superfícies externas e as paredes internas dos dispositivos são revestidas com absorvedores para suprimir as ressonâncias eletromagnéticas que surgem neles. Os absorventes são preenchidos com materiais magneticamente absorventes e estão disponíveis na forma de folhas finas para colagem, espumas ou tintas para pintar superfícies de instrumentos.
Uma das principais formas de proteção contra os efeitos do orvalho de RF é o aterramento do equipamento. Ao contrário do que parece, este não é um método fácil, pois vários tipos de aterramento são usados para proteger os equipamentos contra intempéries ou choques elétricos, e outros da exposição a exposições de banda larga, como HF-DEW. Todos os elementos de proteção HPM, UWB e HIRF possuem parâmetros técnicos que diferem significativamente dos elementos industriais, bem como dos elementos militares em geral. Sua seleção e aplicação requerem experiência e os recursos de teste de microondas de alta potência descritos anteriormente (também testados através do trabalho da OTAN-RTO). Tais itens de segurança são muito difíceis de obter ou mesmo sujeitos a restrições de exportação, especialmente como ITAR (International Arms Trade Regulations) nos Estados Unidos.
Em geral, o método de construção de segurança é fortemente guardado por fabricantes e usuários de equipamentos militares em todo o mundo. Observa-se, entre outras coisas, uma concorrência acirrada nesse sentido entre os membros europeus da OTAN e os Estados Unidos. Por outro lado, o trabalho e os resultados alcançados no campo da proteção contra RF-ROSA na Rússia caracterizam sua filosofia específica e método de construção de equipamentos militares. Nas publicações disponíveis, os russos afirmam claramente que os elementos e dispositivos de proteção ocidentais possuem parâmetros técnicos que não correspondem ao catálogo e que não repetem os parâmetros mesmo dentro do mesmo lote de fornecimento. Indicam também a indisponibilidade de componentes de segurança mais avançados no mercado militar. Esta é a experiência adquirida durante a compra desses componentes no Ocidente, e não necessariamente diretamente pelos próprios russos. Portanto, na Rússia, estão sendo desenvolvidas soluções específicas nesta área, baseadas não em tecnologias de semicondutores, mas em estruturas feitas de vários tipos de materiais embutidos em sistemas eletrônicos passivos e utilizando os efeitos de suas interações e campos de radiação eletromagnética dessas estruturas. Essas soluções fazem uso extensivo do conhecimento sobre fenômenos materiais e ondulatórios no campo da física e da eletrônica. Os parâmetros de segurança publicados dessas soluções são muito bons e sua qualidade nunca foi questionada.
