CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A presente patente de invenção trata de equipamento e método para obtenção de barragem dinâmica para bloqueio ou interferência de sinais de radiocomunicação, especificamente, sinais que viabilizam o acionamento remoto de dispositivos explosivos improvisados e controlados por rádio garantindo, assim, a proteção de comboios, operações táticas e bloqueio de comunicações e drones para a defesa e segurança pública.

[002] O equipamento desenvolvido para aplicar a barragem dinâmica apresenta meios de criticidade elevada pela dificuldade de bloquear toda a banda de comunicação, por exemplo, 20 MHz - 6 GHz através de uma forma de onda cuja transmissão afeta o espectro eletromagnético de sinas de radiocomunicação bloqueando dispositivos de acionamento remoto como controles remotos na faixa de VHF e, também, bandas ISM de 433 MHz, 868 MHz e 915 MHz, Wifi e Bluetooth nas frequências 2.4GHz e 5.8GHz, rádios de comunicação geralmente na faixa de VHF e telefones Celulares GSM /CDMA/3G/ 4G, inviabilizando o acionamento remoto de explosivos numa determinada área móvel configurando, assim, uma solução de alta tecnologia aplicável para a segurança nacional e internacional, como, também ao mercado civil.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[003] É sabido que Produtos Estratégicos de Defesa - PED - são desenvolvidos para Defesa e Segurança Pública nacional e, geralmente, fornecidos por companhias detentoras do certificado de Empresa Estratégica de Defesa - EED - como recebido pela requerente viabilizando o investimento em pesquisas, projetos, desenvolvimentos, industrialização, produção, reparo, modernização ou manutenção destes Produtos Estratégicos de Defesa (PED) no país.

[004] Dentre os produtos desenvolvidos é de amplo conhecimento no mercado radares para vigilância de grandes áreas para o monitoramento de Zonas Econômicas

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) Exclusivas - ZEE Sistemas de Contramedida Eletrônicas, para a proteção contra drones não-autorizados, bem como, meios de bloqueio de explosivos acionados remotamente 'Improvised Explosive Devices' - RCIEDs e 'Remotely Piloted Aircraft System’ - RPAS que consiste num sistema de aeronave pilotada remotamente comumente utilizados por criminosos, vândalos, terroristas, homens-bomba e insurgentes.

[005] Supracitado 'Improvised Explosive Devices' - lEDs - ou dispositivos explosivos improvisados podem ser carregados ou entregues em um veículo, carregados, colocados, ou lançados por uma pessoa, entregue em um pacote ou escondido a beira da estrada, sendo que a extensão dos danos causados depende do tamanho, construção e colocação, e se ele incorpora um alto explosivo ou propelente.

[006] O principal inconveniente reside no fato destes dispositivos explosivos serem acionados remotamente através de sinais de radiocomunicação, sendo, portanto, um cenário consideravelmente desafiador, pois os dispositivos usados para detonar o explosivo não são conhecidos com antecedência, podendo compreender qualquer faixa de frequência entre 20 e 6000 MHz. Além disso, não se sabe o tipo de modulação do sinal, a posição do detonador ou o nível de potência do transmissor.

[007] Atualmente, o mercado possui diferentes soluções para inibir dispositivos explosivos improvisados controlados por rádio ou 'Radio Controlled Improvised Explosive Device’ - RCIED -, sendo que as técnicas de bloqueio mais comuns compreendem por varredura rápida ou barragem estática.

[008] A técnica de varredura rápida consiste em uma geração de sinal na qual uma portadora é deslocada rapidamente no espectro, normalmente da ordem de microssegundos, de forma crescente e decrescente dentro de uma faixa de frequência definida. Embora o sinal seja transmitido ao longo da faixa, em cada instante de tempo, a portadora ocupa apenas uma frequência por vez.

[009] A vantagem dessa solução é que a potência de RF do sistema é concentrada em uma frequência por vez, tornando esse método eficiente contra boa parte das aplicações de bloqueio, em especial para aplicações de RPAS e comunicação celular.

[010] Por outro lado, a técnica de varredura pode deixar lacunas que inviabilizam seu emprego em aplicações de 'Radio Controlled Improvised Explosive Device’ - RCIED que

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) necessitam de bloqueio contínuo, uma vez que, uma única troca de dados bem sucedida entre o controle remoto e o dispositivo de recepção pode resultar na detonação de um explosivo, sendo que para esses casos, a forma de onda mais indicada é a barragem.

[011] No caso da técnica de barragem estática, vários sinais são transmitidos simultaneamente dentro de uma faixa de frequência, formando uma barreira ou barragem no domínio da frequência. A principal vantagem é a persistência dos sinais nas frequências. No entanto, a energia transmitida é dividida entre todos os sinais que produzem a barragem, reduzindo o alcance de cobertura do sistema.

[012] Para que o alcance do sistema de barragem seja maximizado, é necessário aumentar o nível de potência dos sinais. Todavia, essa alternativa afeta drasticamente o custo da solução, visto que amplificadores de potência usualmente representam um dos elementos mais caros de um sistema de transmissão de sinais.

ANÁLISE DO ESTADO DA TÉCNICA

[013] Em pesquisa realizada em bancos de dados especializados foram encontrados documentos referentes à barragem dinâmica para bloqueio ou interferência de sinais de radiocomunicação para não acionamento de dispositivos explosivos improvisados controlados por rádio, tal como, apresentado no documento de n^. CN107666363A que trata de fornece um método de interferência de sinal de comunicação sem fio OFDM. Em primeiro lugar, um sinal analógico de frequência intermediária de banda estreita e um sinal de oscilador local analógico são gerados. Em segundo lugar, o sinal analógico de frequência intermediária de banda estreita e o sinal analógico do oscilador local são submetidos à mistura de frequência para obter um sinal de interferência de radiofrequência. Em terceiro lugar, a frequência central do sinal de interferência de radiofrequência é alterada controlando a frequência do sinal do oscilador local analógico, de modo que o sinal de interferência de radiofrequência atravesse ciclicamente as N subportadoras de um sinal OFDM. Desta forma, a interferência do sinal OFDM é realizada. A interferência do sinal de banda estreita é adotada, e a energia do sinal de interferência é mais concentrada quando a potência do sinal de interferência é limitada. A razão de interferência para sinal de uma posição de subportadora atual do sinal OFDM almejado pelo sinal de interferência é maior e o efeito de interferência é

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) melhor. Um pequeno amplificador de potência é convenientemente adotado e o custo é reduzido. O tamanho é reduzido e a interferência de banda larga é realizada pela adoção do modo de varredura de frequência. A largura de banda do sinal de interferência pode ser controlada de forma flexível dentro de uma faixa de varredura de frequência, e o método é simples em princípio e fácil de realizar. O tamanho é reduzido e a interferência de banda larga é realizada pela adoção do modo de varredura de frequência. A largura de banda do sinal de interferência pode ser controlada de forma flexível dentro de uma faixa de varredura de frequência, e o método é simples em princípio e fácil de realizar. O tamanho é reduzido e a interferência de banda larga é realizada pela adoção do modo de varredura de frequência. A largura de banda do sinal de interferência pode ser controlada de forma flexível dentro de uma faixa de varredura de frequência, e o método é simples em princípio e fácil de realizar.

[014] Supracitado documento apesar de apresentar um método de interferência de sinal de comunicação tem aplicabilidade distinta, bem como, é focada em comunicação de faixa estreita.

[015] O documento de n^. RU2746212C1 trata de dispositivo de proteção contra dispositivos explosivos controlados por rádio contém pelo menos uma antena receptora, uma unidade de processamento de sinal de rádio, pelo menos um amplificador de potência, pelo menos uma antena transmissora e uma unidade de potência, enquanto a unidade de processamento de sinal de rádio, um conversor eletro- óptico, uma unidade de processamento optoeletrônico para sinais de rádio, um conversor optoeletrônico. Pelo menos um divisor óptico conectado a uma linha de atraso de fibra óptica pode ser introduzido na unidade para processamento optoeletrônico de sinais de rádio. Neste caso, um amplificador óptico pode ser introduzido na unidade para processamento optoeletrônico de sinais de rádio.

[016] Assim, é fato que os documentos citados nos parágrafos acima, apesar de pertencerem a campo de aplicação relativo, não apresentam nenhuma das características do objeto ora aperfeiçoado, garantindo, assim, que o mesmo atenda aos requisitos legais de patenteabilidade.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) [017] É, portanto, objetivo desta invenção apresentar equipamento para obtenção de barragem dinâmica para bloqueio ou interferência de sinais de radiocomunicação, especificamente, cujos sinais gerados no citado equipamento impedem o acionamento remoto de dispositivos explosivos improvisados e controlados por rádio garantindo, assim, a proteção de comboios, operações táticas e bloqueio de comunicações e drones para a defesa e segurança pública.

[018] É outro objetivo desta invenção apresentar equipamento para obtenção de uma barragem dinâmica visando o bloqueio de toda a banda de comunicação, por exemplo, 20 MHz - 6 GHz através de uma forma de onda cuja transmissão afeta o espectro eletromagnético de sinas de radiocomunicação bloqueando, ainda, dispositivos de acionamento remoto como controles remotos na faixa de VHF e, também, bandas ISM de 433 MHz, 868 MHz e 915 MHz, Wifi e Bluetooth nas frequências 2.4GHz e 5GHz, rádios de comunicação geralmente na faixa de VHF e telefones Celulares GSM /CDMA/3G/ 4G inviabilizando o acionamento remoto de explosivos numa determinada área móvel configurando, assim, uma solução de alta tecnologia aplicável para a segurança nacional e internacional, como, também ao mercado civil.

[019] É, ainda, objetivo desta invenção apresentar equipamento para obtenção de barragem dinâmica que prevê desempenho de bloqueio definido através da relação de distâncias relativas entre o dispositivo de acionamento, o dispositivo RCIED e o equipamento de bloqueio.

[020] Outro objetivo desta invenção é apresentar equipamento e método para obtenção de barragem dinâmica para bloqueio ou interferência de sinais de radiocomunicação para não acionamento de dispositivos explosivos improvisados controlados por rádio que tem programação via interface homem máquina para definição de parâmetros diversos como quantidades de portadoras, espaçamento entre elas, velocidade da varredura e outros.

[021] A vantagem do equipamento e respectivo método para obtenção de barragem dinâmica compreende a junção dos aspectos positivos individuais das técnicas de varredura rápida e barragem estática, onde a varredura rápida de várias portadoras mantém a ocupação espectral, elevando a persistência de bloqueio em cada frequência

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) dentro da faixa.

[022] Essas características produzem aumento do alcance de cobertura em comparação com a técnica de barragem fixa. Além disso, a barragem dinâmica produzida pelo equipamento e método inovados reduz a janela de comunicação para dispositivos que possam ser usados para acionamento de explosivos sem demandar aumento significativo no nível de potência de transmissão do sistema.

[023] Outra vantagem reside no fato do equipamento que compõem a barragem dinâmica ser conectado com antenas na parte inferior de viaturas objetivando a complementação do volume de cobertura, visto que a própria estrutura do veículo pode ocasionar em regiões sem irradiação de sinal, provendo brechas para um eventual acionamento.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[024] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, um conjunto de desenhos, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou seu funcionamento:

[025] a figura IA apresenta um diagrama de blocos da arquitetura do equipamento de obtenção da barragem dinâmica;

[026] a figura 1B revela uma vista em perspectiva do equipamento em si, ilustrando os módulos que constituem os canais que operam numa faixa de frequência pré-definida instalados em chassis 4U 19" para montagem em caixa padrão militar, visualizada mais adiante;

[027] a figura 1C representa uma vista em perspectiva de um módulo do equipamento ilustrando os componentes internos;

[028] a figura 1D mostra uma vista frontal do equipamento ilustrando os módulos que compõem os canais instalados em chassis 4U 19" para montagem em caixa padrão militar;

[029] as figuras IE e 1F revelam vistas em perspectiva e frontal dos módulos que compõem o equipamento em questão ilustrando a montagem em caixa padrão militar;

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) [030] a figura 2 mostra um diagrama de blocos método para obtenção da barragem dinâmica obtida por equipamento de geração analógica;

[031] a figura 3 ilustra um diagrama de blocos do método para obtenção da barragem dinâmica obtida por equipamento de geração digital direta;

[032] a figura 4 revela uma vista esquemática do efeito da barragem dinâmica obtida pelo equipamento e método ora inovados;

[033] a figura 5 representa um gráfico da capacidade de bloqueio; e

[034] a figura 6 representa uma vista da interface para a acessibilidade do sistema operacional e redefinição de novos parâmetros.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[035] A presente patente de invenção se refere à "EQUIPAMENTO E MÉTODO PARA OBTENÇÃO DE BARRAGEM DINÂMICA PARA BLOQUEIO OU INTERFERÊNCIA DE SINAIS DE RADIOCOMUNICAÇÃO PARA NÃO ACIONAMENTO DE DISPOSITIVOS EXPLOSIVOS IMPROVISADOS CONTROLADOS POR RÁDIO", mais precisamente trata-se de equipamento (10) e método (MT) para obtenção de barragem dinâmica (BD) do tipo aplicada para bloqueio ou interferência de sinais de radiocomunicação, especificamente, sinais (SN) que viabilizam o acionamento remoto de dispositivos explosivos (DE) improvisados e controlados por rádio garantindo, assim, a proteção de comboios, operações táticas e bloqueio de comunicações e drones para a defesa e segurança pública.

[036] Segundo a presente invenção, dito equipamento (10) para obtenção da barragem dinâmica (BD) pode ser embarcado em veículo móvel, por exemplo uma viatura (VT), e que é compreendido por uma ou mais caixas (11a), cada qual formada por um conjunto de módulos (11B) que constituem seis canais (C1)/(C2)/(C3)/(C4)/(C5)/(C6) cada qual atuando com potência de saída de 10W e passível de expansão sob demanda e onda, cada canal (C1)-(C6) operando numa faixa de frequência (Fl)/(F2)/( F3 )/( F4)/( F5 )/( F6) de 20 a 6000 MHz (ver figuras IA a 4) onde a emissão simultânea das referidas faixas de frequência (F1)-(F6) configura uma onda híbrida em todas as frequências que interfere no espectro eletromagnético de sinas de radiocomunicação (SN), bloqueando constantemente dispositivos de acionamento

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) remoto (DR) como controles remotos na faixa de VHF e, também, bandas ISM de 433 MHz, 868 MHz e 915 MHz, Wifi e Bluetooth nas frequências 2.4GHz e 5.8GHz, rádios de comunicação geralmente na faixa de VHF e telefones Celulares GSM/CDMA/3G/ 4G, inviabilizando o acionamento remoto de explosivos (DE) ou outros como drones de determinada área (AR).

[037] Cada caixa (11a) que compõe o equipamento (10) e integra os módulos (11B) pode integrar chassis (13a) do tipo 4U 19" para montagem em case (13) padrão militar (EDAK) para instalação em diferentes tipos de viaturas (VT).

[038] Cada módulo de RF (11B) para a produção dos sinais de bloqueio e amplificação a um nível de potência adequado para transmissão é composto por três elementos, quais sejam: i) Módulo digital 'Rádio Definido por Software' (SDR) que gera os sinais de bloqueio, em especial, sinais de barragem; ii) Placa de circuito impresso 'RF Front-End' (RFFE) responsável por realizar gerar sinais de varredura para transmissão direta ou sinal de oscilador local para conversão de frequência do sinal gerado pelo Módulo digital (SDR); iii) amplificador de potência (PA) para elevar o nível de amplitude dos sinais disponibilizados pela placa (RFFE).

[039] Ditos módulos (11B) são conectados com módulo 'Placa-mãe' | Backplane (11c) que compreende uma placa de 19 polegadas localizada na parte traseira do gabinete da caixa (11a) para a geração das tensões de alimentação CC para o equipamento (10), além de monitorar, controlar e configurar o equipamento (10). Dito módulo 'Placa-mãe' | Backplane (11c) contém uma plataforma embarcada | Single Board Computer (SBC) que se comunica com os módulos (SDR), além de um microcontrolador para monitoração e configuração geral do equipamento (10).

[040] Dito equipamento (10) prevê, ainda, especificamente, conectado aos módulos (11B) interface RF (lld) para realizar as interconexões dos módulos de (RF) com as antenas (12A)/(12B) para a proteção contra sinal em sentido reverso (alto VSWR). Além disso, a interface (lld) extrai amostras dos sinais em níveis menores por meio de acopladores direcionais para transmissão pelas antenas inferiores (12B).

[041] Dito equipamento (10) integra módulo de refrigeração (llf) e conversor (llg) CA/CC e é alimentado por módulo externo (lie) provido de bateria (lie'), fonte de

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) alimentação ininterrupta (lie") e gerador de corrente alternada (lie'").

[042] Dito equipamento (10) pode ser conectado em antenas ( 12A)/( 12 B) posicionadas na parte superior e inferior do local onde o equipamento (10) é embarcado como, por exemplo, viatura (VT), sendo que as antenas superiores (12A) são do tipo monopolo, com polarização vertical e padrão de irradiação omnidirecional em azimute, seguindo padrão militar, com bases flexíveis e instaladas na parte superior da viatura (VT) por meio de suportes individuais (não ilustrados), enquanto que as antenas inferiores (12B) são compostas por antenas de baixo perfil com padrão de irradiação omnidirecional em azimute e baixa capacidade de potência, da ordem de 1 W.

[043] Os parâmetros para a configuração dos canais (C1)-(C6) operando nas faixas de frequências (F1)-(F6) podem ser configurados por interface (IF) (ver figura 6) homem- máquina por meio de plataforma acessível através de computador ou outro tipo de aparelhos eletrônicos (não ilustrados) configurando o modo de operação, modo de barragem, frequência inicial e final, entre outros parâmetros.

[044] O método (MT) para obtenção de barragem dinâmica (BD) através do equipamento (10) e conjunto de módulos (11B) compreende, assim, as etapas:

[045] - Etapa (El) - Nos módulos (11B) o bloco (Bl) gera um sinal OFDM de N portadoras com espaçamento de frequência de Af. Os sinais podem ser gerados por diferentes tipos de circuitos, tais como conversor D/A (Digital/Analógico), circuito integrado 'Digital Direct Synthesis’ - DDS -, transceptor | transceivers e módulos de rádio (11B) definido por 'Rádio Definido por Software' | 'Software Defined Radio' (SDR). Esses sinais são gerados em banda base ou em frequência intermediária;

[046] - Etapa (E2) - Na sequência os sinais são direcionados para um filtro do tipo passa-baixo (B2), para eliminação de sinais em frequências harmônicas para minimizar a produção de sinais indesejados no instante de modulação dos sinais;

[047] - Etapa (E3) - Paralelamente, o sinal de varredura é criado pelo bloco (B3) da Placa de circuito impresso 'RF Front-End' (RFFE) com banda ABW e tempo de varredura At. O sinal de varredura pode ser gerado por conversor D/A, circuito integrado DDS, transceivers, módulos de rádio (11B) definido por software (SDR) e por circuito integrado de PLL com capacidade de geração de varredura (chirp ou sweep);

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) [048] - Etapa (E4) - Os dois sinais são encaminhados para um mixer de frequência (B4) ocorrendo a modulação dos sinais e conversão de frequência para a faixa de interesse pela Placa de circuito impresso 'RF Front-End' (RFFE);

[049] - Etapa (E5) - O sinal de saída do mixer (B4) é então direcionado para um filtro passa-faixa (B5) com resposta adequada para eliminar produtos de intermodulação indesejados, resultantes do processo de modulação.

[050] Numa variação para geração do sinal de barragem dinâmica (BD') em domínio digital (ver figura 3), onde a geração ocorre a partir de um modelo matemático que é processado e reproduzido em domínio analógico formado por dispositivos capazes de realizar esse tipo de processamento compreendidos por transceivers, módulos de rádio (11B) definido por software e conversores D/A de alta capacidade.

[051] É certo que quando o presente invento for colocado em prática, poderão ser introduzidas modificações no que se refere a certos detalhes de construção e forma, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada não teve a finalidade de limitação.

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26)