SISTEMAS DE IDENTIFICAÇÃO DE RÁDIO – IDENTIFICAÇÃO, AMIGO ou FOE ou IFF

 SISTEMAS DE IDENTIFICAÇÃO DE RÁDIO – IDENTIFICAÇÃO, AMIGO ou FOE ou IFF

Desde o tempo em que havia mais de uma entidade viva nesta terra, houve a exigência de que uma identificasse a outra como amigável ou hostil. Esta necessidade muito importante foi considerada ao mesmo tempo que o radar estava sendo desenvolvido em vários países, antes da Segunda Guerra Mundial. O sistema que evoluiu era conhecido como Identificação, Amigo ou Inimigo ou IFFe nos primeiros casos, tanto no Reino Unido quanto nos EUA, consistia em um dipolo simples montado no veículo amigo, ressonante à frequência do radar, e aberto ou em curto, de modo que produzia um eco de radar flutuante como uma característica de identificação. O principal beneficiário do IFF foi a força aérea, mas também foram equipadas unidades terrestres e marítimas. Os primeiros testes foram feitos com um britânico Heyford Bomber que era de construção de madeira e a antena de fio IFF estava apenas presa nas asas. Este sistema simples sofria de falta de distância, variabilidade inaceitável e só podia responder a uma frequência. Resumindo, não funcionou.

PIPSQUEAK. Outra tentativa inicial de identificar aeronaves amigas era conhecida como "Pipsqueak". Nesse sistema, desenvolvido no Reino Unido, mas usado pelos aliados e designado nos EUA como RC-96A, um relógio foi instalado no cockpit, seja no painel de instrumentos ou em um suporte adicional. Este relógio tinha um ponteiro que girava uma vez a cada minuto. Internamente, uma chave operava por um período de 14 segundos, iniciando na posição de 12 horas. Por sua vez, o interruptor acionou o transmissor da aeronave para que as estações de localização de direção pudessem ter uma ideia aproximada da localização da aeronave e determinar se ela era amigável. O relógio foi chamado de Unidade Contator BC-608*, conforme mostrado abaixo.

UNIDADE DE CONTACTOR BC-608-A

O relógio era mecânico e de corda manual, de preferência a cada 12 horas, embora pudesse funcionar por 24 horas. Em operação, o piloto acionaria o botão STOP-RUN do relógio antes da decolagem. Depois disso, o transmissor da aeronave seria acionado para enviar um sinal não modulado por cerca de 14 segundos a cada minuto, ou seja. no quadrante das 12 horas às 3 horas indicadas. A comutação do transmissor pode ser desabilitada pela chave IN-OUT do contator, deixando o relógio continuar funcionando.

Quando o contator estava em operação significava que o piloto não poderia usar seu transmissor ou receptor durante esses 14 segundos, ou se ele estivesse no meio da transmissão quando o contator chegasse à posição de 12 horas, ele seria cortado.

Este sistema foi instalado principalmente em aeronaves de caça e interconectado aos conjuntos SCR-274 (Command) comuns em aeronaves dos EUA e ao TR9 em caças do Reino Unido. Mais tarde, o contator foi instalado nos conjuntos VHF SCR-522 à medida que foram introduzidos nas aeronaves. Aqui a posição D na chave de canal do botão de pressão de 4 posições foi usada para DF. Um relé no transmissor SCR-522 causou um tom de 1000 cps nos fones de ouvido para que o piloto soubesse quando o pipsqueak estava operando.

Na prática, é duvidoso que tenha cumprido o propósito pretendido de identificar a localização de aeronaves amigas e provavelmente foi uma dor para os pilotos, tendo que observar esse relógio antes de transmitir uma mensagem.

O IFF Mark I , desenvolvido em 1939, foi um aperfeiçoamento do dipolo passivo e do Pipsqueak, consistindo em um receptor/transmissor transportado na unidade que deveria ser identificada. O conjunto IFF estava normalmente no modo de recepção, mas quando energizado por um sinal de radar, ele entrava em oscilação e se tornava um transmissor. O sinal de retorno misturado com o retorno do radar para fornecer um eco distorcido e identificável. A sintonização do conjunto IFF foi varrida mecanicamente através da banda de frequências coberta pelos radares em uso para que cada radar recebesse uma resposta quando o receptor correspondesse à frequência do radar. Neste momento, os radares CH predominantes do Reino Unido operavam em frequências entre 20-30 Mhz.

O IFF Mark II foi desenvolvido para lidar com as bandas de frequência adicionais dos radares mais recentes e cobriu-os em três faixas de varredura, incluindo a banda IFF MK I original. No entanto, os radares estavam avançando a tal taxa que o IFF MK II logo não cobriu as frequências em uso, então foram produzidas variações para outras bandas de radar, como o IFF MK IIG e o MK IIN, que eram conjuntos britânicos para radares do Reino Unido e os EUA. SCR-535 (ABE) e SCR-535-A que trabalhou com os primeiros radares do Exército dos EUA, como o SCR-268, SCR-270, SCR-271 e SCR-516. Os conjuntos ABE e ABK da Marinha dos EUA trabalharam com radares navais.

O IFF MK II foi projetado para permitir alternar entre qualquer uma das 6 respostas codificadas diferentes, geralmente especificadas para vários tipos de missão. No entanto, na prática, era difícil distinguir um eco de outro, de modo que geralmente apenas a posição 1 (ou A) era usada, enquanto a posição de resposta mais longa e mais ampla era usada universalmente como um sinal de socorro.

A fim de responder ao crescente número de radares em serviço, a aeronave ou o navio geralmente precisavam transportar várias unidades IFF. Os serviços reconheceram que, com a proliferação de radares e outros equipamentos, havia a necessidade de uma faixa de frequência distinta para IFF com uma especificação de equipamento comum. Eles escolheram a banda de 157-187 Mhz.

IFF MK III. Este foi um sistema padronizado usado pelos Aliados, onde IFF MK III se refere ao sistema completo, incluindo o transmissor, receptor, caixas de controle, unidades de codificação etc. Os componentes do IFF MK III incluíam: -

Interrogador. Este era um transmissor de rádio localizado próximo ao conjunto de radar terrestre e conectado a ele para transmitir entre os pulsos do radar.

Responsável. Este era um receptor também conectado ao conjunto de radar (geralmente na mesma caixa do Interrogador) e recebia o sinal de identificação de retorno e o processava para exibição na tela do radar. Foi comutado automaticamente para que não fosse sobrecarregado pelos pulsos do radar.

radar SCR-602. O Interrogador/Responsor IFF é o BC-800-B que pode ser visto
 no canto superior direito ao lado da ventoinha de resfriamento. Ele fez interface com o Display "A" diretamente abaixo.

Transponder. Este era um receptor/transmissor combinado instalado na unidade (aeronaves, navios, etc.) que precisava ser identificado. Ao receber um sinal de interrogação, ele respondeu com um sinal codificado na mesma frequência. A codificação pode ser alterada em forma e duração para missões específicas. O transponder britânico original IFF MK III (R3090) foi copiado nos EUA para sua marinha como ABK e alguns deles foram usados ​​pelo US Signal Corps como SCR-595. O Exército dos EUA tinha um grande número de SCR-695, semelhante ao britânico IFF MK IIIG (R3121). Observe que, para confundir o inimigo, os Transponders receberam nomenclatura do receptor, por exemplo, o Reino Unido usou "Rxxxx" e os EUA usaram "Radio Set, SCR-xxx". (Tenho certeza de que isso manteve o inimigo adivinhando o que eles eram!)

Layout dos componentes do SCR-602-T6 mostrando a posição do BC-800 e da Caixa de Controle BD-142.

A sintonização do receptor do transponder IFF MK III foi varrida através de uma banda limitada de frequências alocadas para o efeito, enquanto os interrogadores foram definidos em frequências pontuais dentro do alcance. Isso superou em grande medida os problemas de interferência mútua e respostas múltiplas ao número de radares em qualquer área. Além disso, o interrogador só precisava ser pulsado quando necessário, para obter uma resposta de um sinal de radar desconhecido. Isso era melhor do que ter o transponder sendo ativado o tempo todo pelo radar primário, o que significaria que havia respostas contínuas dos transponders (e isso seria de grande interesse para o inimigo).

O Trace superior mostra dois ecos não identificados. O Trace inferior mostra o que acontece quando o primeiro plano transmite seu sinal IFF, que desvia o Trace para baixo, em resposta a um pulso de interrogação.

No caso mais simples, o retorno IFF foi organizado para dar uma deflexão negativa na tela de alcance do radar (o display "A"), coincidindo com o eco positivo do radar. Esta foi a configuração dos radares da série SCR-602. Em sistemas mais complexos, o retorno IFF era mostrado como um traço separado na tela, como no SCR-268, ou em um display CRO de faixa separada, como no SCR-588. Como o sinal do transponder ativo era geralmente mais forte que o eco do radar, muitas vezes ele aparecia bem antes do eco do radar principal, conforme ilustrado abaixo.

Um típico rastro de responsor IFF descendente mostrando um veículo amigável a 33 milhas, mesmo que o radar ainda não o tenha captado.

Quando usado com radar Ground Controlled Interception (GCI), como o US SCR-588, SCR-527 e SCR-627, que tinha um display PPI e onde era provável que houvesse muitas respostas, os interceptores foram equipados com o Radio Set SCR- 695 (IFF MK IIIG) que tinha um circuito especial comutado que cobria a frequência de controle GCI. Ele pulsava uma resposta em cerca de 5 ciclos por segundo e era mostrado na tela principal do PPI na mesma posição do eco do radar.

Codificação.
O Transponder varreu a faixa de frequências IFF em cerca de 2 1/2 segundos por meio de um capacitor variável acionado por motor. A codificação era realizada por um disco giratório com entalhes acionando um microinterruptor e podia ser configurado para a) Sem resposta, b) um pulso estreito ec) um pulso largo. Um ciclo de codificação consistia em 4 varreduras da banda após as quais a sequência se repetia, com possíveis 6 códigos distintos selecionados por uma caixa de controle no cockpit etc. com um interruptor marcado de A a F. Todo o ciclo levou cerca de 10 segundos. Havia outro interruptor, localizado próximo ao piloto de uma aeronave, que produzia um pulso muito amplo e era usado como sinal de socorro.

Equipamento IFF MK III da Força Aérea do Exército dos EUA.

As Forças Aéreas do Exército dos EUA usaram dois tipos de IFF MK III,
a) Conjunto de rádio SCR-595 que na verdade era um conjunto da Marinha, o ABK. Era a versão americana do Transponder britânico IFF MK III (R3090) e era mecanicamente e eletricamente intercambiável. Foi instalado em bombardeiros e transportes, mas não em caças, que geralmente ficavam sob controle do GCI.

b) Conjunto de rádio SCR-695 que era um conjunto americano construído usado pelas Forças Aéreas do Exército dos EUA, a Marinha dos EUA, bem como a RAF e era semelhante ao britânico IFF MK IIIG (R3121). Poderia ser instalado em qualquer aeronave porque tinha a resposta de frequência fixa adicional para ação GCI.

Os EUA construíram vários modelos diferentes de Interrogator/Responsor para cobrir as diferentes frequências de pontos operacionais associadas a cada tipo de radar. Eles consistiam de um Transmissor, um Receptor, uma unidade de interconexão para fazer a interface com o radar específico, um sistema de antena e, em alguns casos, uma unidade de exibição. Estes foram:- 

RC-127 para radar SCR-527	RC-184 para radar SCR-584
RC-136 para radar SCR-296	RC-188 para radar SCR-588
RC-145 para radar SCR-545	RC-192 para radar SCR-602
RC-148 para radar SCR-268	RC-207 para radar SCR-627
RC-150 para radar SCR-270	RC-215 para radar SCR-615
RC-151 para radar SCR-271	RC-282 para radar SCR-682
RC-182 para  radar SCR-582	RC-316 para radar SCR-516

Os modelos RC-148, RC-150, RC-151 e RC-188 são muito semelhantes aos Interrogadores/Responsores da Marinha chamados BLx (onde “x” é o número do modelo). Por exemplo, os radares terrestres da RAAF australianos usaram o BL4, fabricado pela Hazeltine nos EUA. (A Hazeltine continua hoje como um grande fabricante de sistemas IFF muito sofisticados). Os vários componentes dos equipamentos RC-xxx tinham números de peça como BC-800, que era a unidade transmissora/receptora real usada no RC-192 e outros sistemas.

O Exército dos EUA desenvolveu o Interrogator SCR-729 no ar para uso em caças equipados com radares equipados com o SCR-517, SCR-520, SCR-540 e outros radares posteriores. As marinhas britânica e norte-americana também utilizaram este equipamento. Também poderia ser usado sem radar.

Os vários conjuntos IFF e os interrogadores aos quais eles respondem são:

CLASSE	MARCO II N	MARCO III	MARCO III G
12V Exército                 dos EUA Marinha dos EUA                   Britânico	ABD	SCR-595-AZ ABK, ABK-2, -4, -6 R3067	SCR-695-AZ ABF R3120
24V          Exército                 dos EUA Marinha dos EUA                  Britânico	ABD-1	SCR-595-A ABK-1, -3, -5, -7 R3090	SCR-695-A ABF-1 R3121

RESPONDE A:

RAF	CHL, GCI, MRU/TRU, AI MK IV, V, VI MK II	Todos os radares devem ter equipamento auxiliar interrogador e responsor capaz de estimular e receber respostas deste transponder	A s para MK III mais uma frequência fixa especial usada para controle GCI de caças
Marinha Real	79, 279, 286
Exército britânico	SLC, CD, LW, AA No.5
Marinha dos Estados Unidos	CXAM, SA, SC, SK, ASE, ASVC	Interrogadores BLx (onde “x” é um modelo nº.) O radar terrestre da RAAF usou o BL4
Exército americano	SCR-268, -516, -527, -588, SCR-627, -602, -521	RC-148 para SCR-268 RC - 150 para SCR-270, etc

 

CLASSE	MARCO II	MARK II G Britânico	MARK II G Americano	MARK II N Britânico
12V Exército                dos EUA Marinha dos EUA                 Britânico	---- ---- R2003	R3077	SCR-535-AZ ABE	R3108
24V          Exército                 dos EUA Marinha dos EUA                 Britânico	---- ---- R3003	---- ---- R3078	SCR-535-A ABE-1	R3109

RESPONDE A:

RAF	CH MRU/TRU	CHL, GCI AI MK IV, V, VI	CHL, GCI AI MK IV, V, VI ASV MK II	CHL, GCI MRU/TRU
Marinha Real	79, 279, 280	280	286	79, 279, 286
Exército britânico	GL MK I, II	GL MK I, II SLG, CD AA No.5, AA No.5	SLC, CD, LW, AA No.5	SLC, CD, LW, AA No.5
Marinha dos Estados Unidos		CXAM, SA, SC, SK (parte da banda)	CXAM, SA, SC, SK, ASE, ASVC	CXAM, SA (parte da banda), SC, SK
Exército americano		SCR-268, -527, -627, SCR-588, -516	SCR-268, -516, -270, SCR-217, -527, -588, SCR-627, -602, -521	SCR-268, -527, -588, SCR-627, -602, -516

Em 1940, o Laboratório de Pesquisa da Marinha dos EUA desenvolveu sistemas IFF mais sofisticados, incluindo o IFF MK IV, operando em torno de 470-500 Mhz, mas por uma questão de padronização sobre um grande número de equipamentos britânicos e aliados na Europa, ele não foi usado. O NRL (US National Radio Laboratories) IFF MK V trabalhando na banda de 950-1150 Mhz foi desenvolvido no final da guerra em várias versões, das quais o transponder APX-6 é o mais conhecido, pois pode ser convertido para o amador banda de 1296 Mhz, quando apareceu no mercado de excedentes do pós-guerra.

Um típico transponder IFF baseado em terra, um BC-800, com o receptor na parte superior e o transmissor abaixo.

As unidades terrestres e móveis IFF MK III pareciam muito semelhantes do lado de fora. A maioria compreendia dois chassis de alumínio costas com costas com o transmissor na parte inferior e o receptor na parte superior. As tampas superior e inferior separadas permitiram que as duas unidades fossem atendidas e ajustadas independentemente. No entanto, o transponder IFF que foi instalado na aeronave tinha um genemotor aparafusado na parte inferior junto com os circuitos de transmissão. O genemotor fornecia as tensões para o transmissor/receptor e acionava uma caixa de redução que girava a roda de código e tinha uma alavanca que se projetava na seção de recepção para girar o capacitor de ajuste variável para frente e para trás na faixa de frequência. O outro chassi, com a eletrônica do receptor, aparafusado na parte superior do chassi de potência/transmissor. Além de tomadas elétricas na lateral do chassi, a unidade possuía um detonador, acionado por um interruptor de impacto na aeronave. As primeiras versões eram de 12 volts, mas à medida que as aeronaves mudaram para sistemas de 24 v., os motores genéticos IFF também foram para 24 volts.

O Interrogador/Responsor baseado em terra, como o BC-800 na foto acima, incluía uma fonte de alimentação de 80V ou 115V CA de 400-1200 ciclos para um transformador e dois retificadores. O 80v ac era o fornecimento padrão para o conjunto de radar. A fonte de alimentação BC-800 usava um retificador HT médio 5U4 e um retificador de alta tensão 2X2. Em vez de um genemotor, a unidade tinha um ventilador de refrigeração no chassi inferior.

O transmissor BC-800 utilizava uma válvula 2C26, com 2500v na placa, modulada por um 6SN7. Produziu pulsos de 8 microssegundos a uma frequência de repetição de pulso (PRF) de 400 por segundo. A potência média de saída foi de 2,4 watts, mas a potência de pico pode ser de 1000 watts. Os transponders da aeronave, navio ou outro veículo usavam o mesmo circuito transmissor, mas apenas cerca de 500v HT no 2C26.

O receptor no Interrogador/Responsores tinha 956 válvulas bolotas como 1º e 2º amplificadores de RF, um 956 como misturador, com uma válvula bolota 955 como oscilador local. O IF consistia em 5 estágios, todos 6AC7 seguidos por um 2º detector 6H6GT e depois um 1º amplificador de vídeo 6AC7 e um 2º amplificador de vídeo 6V6GT. De fato, era muito semelhante ao receptor de radar no conjunto de radar e o mesmo que o receptor nos transponders, com a exceção de que nos transponders o capacitor de sintonia variável no LO era girado mecanicamente em 90 graus. para variar a frequência de varredura.

Um pulso de sincronização do radar foi alimentado a um circuito de sincronização e supressor compreendendo um amplificador/limitador 6AC7 e dois 6SL7GT como clipper e amplificador supressor. Isso garantiu que o pulso IFF fosse transmitido em sincronismo com o pulso do radar principal e desligado ao aguardar um eco de retorno. Os transponders não necessitavam deste circuito.

Referências.
A história do IFF (Identificação de Amigo ou Inimigo). IEE Proceedings, Vol.132, Pt.A, No.6, outubro de 1985.
Desenvolvimento de radar para 1945. IEE, publicado em 1988. Editor R. Burns.
TM 11-1133, Manual Técnico, Equipamento de Rádio RC-192-A, 1943.