Radiostacja osobista WB Electronics PERAD

TOMASZ KWASEK

Radiostacja osobista

WB Electronics PERAD

Jednym z zasadniczych wymagań stawianych w ramach, prowadzonych w wielu krajach – w tym w Polsce, programów nowych systemów wojskowej łączności indywidualnej, jest zdolność do funkcjonowania w cyfrowym, sieciocentrycznym środowisku, charakteryzującym współczesne pole walki. Podsystem łączności każdego członka drużyny powinien realizować transmisję danych zarówno do żołnierza, jak i pobieranie informacji od niego, a co za tym idzie zwiększać zdolności bojowe jego oraz grupy, w ramach której realizuje zadania. Wymogi stawiane dzisiejszym urządzeniom łączności wojskowej wymuszają przyjęcie takich rozwiązań, które zapewniają nie tylko pewną komunikację głosową, ale również możliwość wymiany danych cyfrowych.

Firma WB Electronics S.A. od kilku lat realizuje projekt badawczy poświęcony opracowaniu technologii i skonstruowaniu polskiej, szerokopasmowej radiostacji osobistej. Prace te zostały uruchomione w listopadzie 2010 r., w ramach prac rozwojowych prowadzonych ze środków własnych firmy. Radiostacja PERAD (PErsonal RADio) to stacja bazowa wielkości najnowszych radiotelefonów, pozwalająca na tworzenie sieci połączeń między poszczególnymi żołnierzami w zespole bojowym, dysponująca mechanizmami zarządzania energią umożliwiającymi jej autonomiczną pracę w terenie przez kilka dni z jednego zestawu akumulatorów.

RADIOSTACJA DO TYTANA
Wymagania projektowe, które powinno spełniać urządzenie łączności należące do integralnego wyposażenia żołnierza, to m.in.:

• realizacja komunikacji głosowej w obszarze działania drużyny, w tym w terenie otwartym, obszarze leśnym i zurbanizowanym;
• możliwość pracy – w pełnej konferencji FDC – co najmniej 10 użytkowników (drużyna piechoty/ zespół bojowy);
• zdolność do wydzielenia grup rozmownych (sieci radiowych);
• możliwość utworzenia łącza cyfrowego o przepustowości co najmniej 1 Mbit/s;
• zdolność do tworzenia topologii sieciowej MESH (sieci kratowej).

Radiostacja powinna być także wyposażona w standardowe interfejsy (Ethernet, USB), wbudowany odbiornik GPS i mieć możliwość użycia różnych zestawów nagłownych, w tym bezprzewodowych, a także podłączenia bezprzewodowej tangenty. Od urządzenia wymagano także elastycznej architektury, pozwalającej na łatwe rekonfigurowanie radiostacji jako programowalnej. Istotna była również odporność na zakłócenia naturalne i sztuczne oraz możliwość pracy w różnych pasmach radiowych. Dynamika działań i obciążenie żołnierza w walce powinny determinować także łatwość obsługi zarówno samego urządzenia, jak i oprogramowania z nim dostarczanego (intuicyjność). Z uwagi na fakt, że radiostacja będzie urządzeniem personalnym, istotne są również takie wymogi jak: mały pobór energii, a co za tym idzie długi czas pracy na integralnym zasilaniu, małe wymiary i masa – każdy kilogram przyrostu masy indywidualnego wyposażenia żołnierza zwiększa bardzo poważnie jego fizyczne obciążenie (dwa załadowane 30-nabojowe magazynki do kbk Beryl to nieco ponad kilogram).

Istotną decyzją, którą należało podjąć podczas projektowania radiostacji, był wybór zakresu częstotliwości jej pracy. Badania propagacji fal elektromagnetycznych elektromagnetycznych i szumu tła wskazują, że najlepszym zakresem roboczym, ze względu na wymagany zasięg, był przedział 200–600 MHz. Wymogi formalne narzucają jednak wykorzystanie pasma L (1–2 GHz). Wymusiło to na konstruktorach urządzenia zastosowanie wymiennych głowic wysokiej częstotliwości, które umożliwiają pracę w różnych podpasmach.

Biorąc pod uwagę opracowane wymagania i harmonogram prac, w WB Electronics opracowano projekt koncepcyjny radiostacji PERAD, w tym koncepcję toru cyfrowej obróbki sygnału oraz optymalnej struktury urządzenia ze względu na zapotrzebowanie mocy obliczeniowej. W latach 2010– –2012 przeprowadzono szereg badań związanych z realizacją miniaturowego generatora częstotliwości bazowej i opracowano rozwiązania dla radiostacji, w tym niskoszumowy, przestrajany napięciem generator heterodyny, niskoszumowy generator z bezpośrednią syntezą częstotliwości oraz miniaturowy niskoszumowy układ zasilania bloków generatorów. Przygotowano również sprzęt i narzędzia programowe do prostej aktualizacji konfiguracji oraz oprogramowania radiostacji, w tym z użyciem urządzenia fill gun do instalowania kodów kryptograficznych. Na poszczególnych etapach prac modyfikowano również kształt i ergonomię bloku urządzenia, dostosowując ją do intuicyjnej obsługi i „montażu” na ekwipunku żołnierza. Wybrany sposób modulacji sygnału i założenia związane z jednoczesną obsługą co najmniej 10 połączeń głosowych, zmianą sposobu formowania sygnału, obsługą wielu interfejsów, działaniem stosów TCP i USB, wymagały znacznej mocy obliczeniowej radiostacji. Z tego względu wyposażono radiostację zarówno w układ programowalny, jak i procesor cyfrowej obróbki sygnału.

Pełna wersja artykułu w magazynie NTW 9/2014