Rádio Subaquático, qualquer um?

[Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar esta imagem]

Aqui está uma coisa fácil esquecer quando você está conversando em seu telefone celular ou lançando canais na sua TV inteligente: embora a comunicação sem fio parece nada menos do que mágica, é uma aplicação brilhante, realidade ancorada da física e da engenharia em que os sinais de rádio viajam a partir de um transmissor para um receptor sob a forma de campos eléctricos e magnéticos tecidas em ondas electromagnéticas rápido-aS-luz. Naquele mesmo física impõe alguns limites estritos, incluindo os que frustram o Departamento de Defesa. Chave entre estes é que os sinais de frequência de rádio bater paredes verdadeiras e literais quando se deparam com materiais como água, solo, e de pedra, que pode bloquear ou não arruinar os sinais de rádio. É por isso que amigos mergulhadores contam com a linguagem de sinais e há zonas de rádio morto dentro de túneis e cavernas.

Com sua recém-anunciada Um esforço Mecanicamente Based Antena (AMEBA), gerente do programa Troy Olsson de Microsystems Tecnologia Gabinete do DARPA está apostando em um aspecto pouco explorado da física eletromagnéticas que poderiam expandir a comunicação sem fio e transferência de dados em submarino, no subsolo, e outros ambientes onde tais capacidades, essencialmente, têm estado ausentes. A base para estes potenciais novas habilidades são ultra-low-frequência (ULF) de ondas electromagnéticas, queridos entre centenas de hertz e 3 kilohertz (kHz), que pode penetrar a alguma distância em meios como água, solo, rocha, metal e materiais de construção . Uma banda vizinha de muito baixa frequência (VLF) sinais (3 KHz a 30 KHz) abre possibilidades de comunicação adicionais, porque para estes comprimentos de onda do corredor atmosférica entre a superfície da Terra e o ionosfera parte mais alta e elétrico-charge-rica do superior atmosfera se comporta como um guia de ondas de rádio em que os sinais podem propagar-se do outro lado do planeta.

"Se formos bem sucedidos, os mergulhadores seria capaz de usar um canal ULF para comunicações de baixa taxa de bits, como mensagens de texto, para se comunicar uns com os outros ou com submarinos, navios, retransmitem bóias, UAVs e ativos baseados em terra nas proximidades, através do solo comunicação com pessoas em bunkers profundos, minas ou cavernas também poderia se tornar possível ", disse Olsson. E por causa desse efeito de guia de onda atmosférica, sistemas VLF pode em última análise, permitem a comunicação direta soldado-to-soldado texto e voz em todos os continentes e oceanos.

Até à data, tem havido um carinho enorme e caro para realmente retirar comunicação de rádio de baixa freqüência nas formas versáteis que Olsson tem em mente. Os comprimentos de onda de VLF e sinais de rádio ULF rivalizar com as distâncias entre as cidades e estados, respectivamente. E desde que os comprimentos de onda mais longos têm exigido antenas mais altos, comunicações nestas bandas de frequência implicaram a construção de estruturas transmissor enormes e caros. Uma antena de VLF que a Marinha construído em uma península remota no Cutler, Maine, no calor da Guerra Fria para enviar apenas um fio de dados para submarinos faz o ponto: o complexo transmissor gigantesca ocupa 2.000 acres, dispõe de 26 torres de até 1.000 pés de altura, e opera com níveis de megawatt de energia.

Com o programa AMEBA, Olsson pretende desenvolver inteiramente novos tipos de VLF e Ulf transmissores que são suficientemente pequeno, leve e eficiente de energia a ser realizado por combatentes individuais, sejam eles em terra, na água ou no subsolo. Ao invés de confiar em circuitos electrónicos e amplificadores de potência para criar correntes elétricas oscilantes que, quando conduzido em antenas, iniciam sinais de rádio, o novo VLF de baixa frequência e antenas ULF procurado no programa AMEBA iria gerar os sinais de materiais mecanicamente móveis que abrigam forte elétrica ou campos magnéticos.

Em princípio, isso é tão simples como tomar um ímã de barra ou um-um eletreto substância isolante, tal como um cilindro de quartzo (sílica) de vidro, na qual cargas elétricas positivas e negativas são permanentemente segregados para criar um dipolo elétrico e movê-lo a taxas que irá gerar freqüências ULF e VLF. Para abrir novas capacidades práticas em contextos de segurança nacional, no entanto, os desafios incluem a embalagem mais poderosos campos magnéticos e elétricos em volumes menores com requisitos de energia menores do que jamais foi alcançado antes por um transmissor ULF ou VLF. Isso exigirá inovações em química e materiais (novos ímãs e eletretos), design (formas e geometrias de embalagem desses materiais), e engenharia mecânica (meios de mover mecanicamente os ímãs e eletretos para gerar os sinais de RF).

"A comunicação de baixa frequência Mobile tem sido um problema tecnológico tão difícil, especialmente para ligações de longa distância, o que temos visto pouco progresso em muitos anos", disse Olsson. "Com AMEBA, esperamos mudar isso. E se nós catalisar as inovações que temos em mente, devemos ser capazes de dar aos nossos combatentes extremamente valioso de missão expandir canais de comunicação que ninguém tinha antes. "

DARPA tem agendada uma Dia proponentes em 6 de Janeiro de 2017, na Conferência de Hamilton Centro Booz Allen em McLean, VA, para pôr totalmente a visão, metas de tecnologia e desafios do programa AMEBA I & D e para responder às perguntas dos potenciais proponentes. O registo avançado, que está aberto apenas para os potenciais proponentes, é necessária. Detalhes adicionais sobre o evento estão disponíveis em Aviso Especial ( SN - DARPA-SN-17-12 ). Detalhes do programa completo, incluindo instruções para a apresentação de uma proposta, estão disponíveis em uma agência anúncio Amplo (BAA) disponível no website Oportunidades de Negócios Federal .

Legenda: O programa Mecanicamente Based Antena (AMEBA) poderia permitir a comunicação de rádio através da água do mar e da terra. e directamente entre warfighters centenas e, finalmente, milhares de quilómetros de distância. Clique na imagem abaixo para alta resolução.


- Fonte