Uma Análise Profunda da Rede HF/DF da China

Um facilitador fundamental para as capacidades de vigilância e direcionamento de longo alcance da China

Em posts anteriores, avaliamos a estrutura de sensoriamento passivo do PLA, desde radares passivos de localização coerente até satélites SIGINT/ELINT cada vez mais eficientes . Agora, queremos examinar uma das peças mais antigas e ainda centrais dessa abordagem: a detecção de direção de alta frequência (HF/DF).

Ao interceptar e localizar transmissões de rádio fracas, o PLA está construindo uma rede de escuta de longo alcance e em todas as condições climáticas para monitorar e direcionar forças em todo o Indo-Pacífico. Vamos analisar a arquitetura, as capacidades e o emprego operacional HF/DF da China.

Como funciona o HF/DF e por que ele alcança longe

Primeiro, precisamos entender a tecnologia. O espectro de alta frequência (HF), de 3 a 30 MHz, é único. Ao contrário dos sinais de frequência mais alta, que são amplamente limitados pela linha de visão, as ondas de rádio HF podem se propagar no horizonte de duas maneiras principais. As ondas terrestres podem envolver a superfície da Terra, particularmente sobre a água do mar condutora, por várias centenas de quilômetros. Mais importante ainda, as ondas celestes refletem na ionosfera, a camada superior ionizada da atmosfera, retornando à Terra a milhares de quilômetros de distância. Um único "salto" de onda celeste pode transportar um sinal através de uma bacia oceânica inteira.

Quatro tipos de propagação de RF: linha de visão, onda de superfície, onda celeste e NVIS (onda celeste de incidência quase vertical)

Isso torna o HF um recurso resiliente quando os satélites não estão disponíveis e também torna qualquer usuário de HF detectável. Os sistemas HF/DF utilizam conjuntos de antenas para estimar o ângulo de chegada e produzir uma linha de orientação; dois ou mais locais podem fixar um emissor a partir de orientações que se cruzam . O PLA também emprega a diferença de tempo de chegada (TDOA), na qual três ou mais estações sincronizadas registram o sinal e resolvem a geometria hiperbólica de uma posição. O desempenho do TDOA depende da precisão do tempo e da propagação; o suporte de tempo BeiDou reduz a dependência do GPS e melhora a precisão em vários locais sob geometria favorável.

Três métodos de geolocalização HF/DF: triangulação a partir de múltiplas direções, localização de local único usando ângulo de chegada com modelagem de propagação e TDOA a partir de estações sincronizadas

Os sistemas modernos avançaram muito além das simples antenas de loop. A China utiliza matrizes de direcionamento HF de grande abertura, incluindo arranjos circulares e em anel, frequentemente descritos como Matrizes de Antenas Dispostas Circularmente (CDAAs), cujos diâmetros podem abranger centenas de metros e cujos diversos elementos proporcionam alta sensibilidade e precisão de orientação. No Recife Mischief, imagens abertas mostram um grande campo de antenas HF que funciona como um local de HF avançado e melhora a geometria de orientação ao longo do sul do Mar da China Meridional.

Este conjunto “Fixed 20-20” (por causa de suas vinte antenas monopolo internas e vinte externas) está no extremo sul do Mischief Reef

Geografia e Cobertura

A presença de HF/DF da China se estende por locais no continente, Hainan e os grandes postos avançados do Mar da China Meridional, com uma pequena, mas significativa, extensão no exterior. Os conjuntos de ilhas em Fiery Cross, Subi, Mischief e Cuarteron empurram as linhas de base do PLA para o sul do Mar da China Meridional; combinados com receptores em Hainan e ao longo da costa sudeste, permitem aferições multilocalizadas e correções de TDOA na maior parte da bacia, no Mar das Filipinas e nas proximidades do Estreito de Malaca.

No continente, unidades de reconhecimento técnico alinhadas ao teatro de operações operam em locais costeiros e interiores de HF a partir de Fujian e Guangdong, para o Estreito de Taiwan e o sul do Mar da China Oriental; ao norte, através da costa de Xangai-Zhejiang-Shandong, para o Mar da China Oriental e o Mar Amarelo; e a oeste, em Yunnan, Shaanxi e Xinjiang, para criar linhas de base longas que podem contribuir para fixações na Baía de Bengala e no leste do Oceano Índico, sujeitas à frequência e às condições ionosféricas. Além do Indo-Pacífico, a construção em El Salao, Santiago de Cuba, aponta para um CDAA em desenvolvimento que estenderia as linhas de base de HF/DF chinesas para o Caribe e o Atlântico Ocidental, colocando partes das abordagens terrestres dos EUA ao alcance da coleta passiva.

Esta compilação de código aberto de locais de antenas circulares HF/DF do CSF ​​destaca uma presença nacional, de Xinjiang e Tibete até a costa leste

Comando e Controle HF/DF da China

Em abril de 2024, Pequim desativou a Força de Apoio Estratégico e criou a Força Aeroespacial (ASF), a Força Ciberespacial (CSF) e a Força de Apoio à Informação (ISF ). A CSF herdou funções estratégicas e conjuntas de SIGINT/EW que antes estavam sob a responsabilidade do Departamento de Sistemas de Rede da SSF. A ISF constrói e opera o sistema de informações em rede do PLA e fornece transporte, temporização e proteção para fluxos de dados, enquanto a ASF fornece ISR baseado no espaço, capaz de refinar sinais HF/DF.

Os locais terrestres de HF/DF e a interceptação de HF implantável são provavelmente administrados por bases/departamentos de reconhecimento técnico das Forças Armadas da Coreia do Norte (CSF) alinhados aos comandos do teatro de operações. Essas unidades realizam a coleta, o controle de qualidade e a fusão inicial de orientações e correções de TDOA a partir de postos avançados costeiros, no Mar de Hainan e no Mar da China Meridional, além de coletas no mar e no ar.

Cinco Bases Regionais de Reconhecimento Técnico da CSF provavelmente supervisionam HF/DF e outros locais de coleta de inteligência técnica em suas respectivas áreas geográficas/teatros. Isso representa apenas o componente de reconhecimento técnico da CSF e não sua estrutura organizacional completa

As brigadas de informação e comunicação da ISF e a Base de Informação e Comunicação transportam saídas HF/DF por fibra óptica, SATCOM, troposcatter e cabos submarinos dos postos avançados para os Centros de Comando de Operações Conjuntas (JOCCs) do Teatro de Operações. A ISF também provavelmente fornece serviços de temporização exigidos pelas redes TDOA.

As células de inteligência do JOCC do teatro de operações correlacionam HF/DF com radares over-the-horizon, ELINT/SAR espacial, AIS e radares de patrulha. As tarefas retornam aos locais da CSF para geometria refinada e à ASF para a próxima passagem de satélite viável. Rastreamentos fundidos fluem através das redes de disparos do teatro de operações para as células de ataque marítimo da Marinha do PLA (PLAN) e os centros de direcionamento da Força de Foguetes (PLARF) para disseminação às unidades de lançamento.

A Cadeia de Morte em Ação: Visando um Grupo de Ataque de Porta-Aviões

Considere um Grupo de Ataque de Porta-Aviões (CSG) dos EUA operando no Mar das Filipinas, observando um rigoroso controle de emissões (EMCON) para minimizar sua assinatura eletrônica. Para C2 essencial, no entanto, ele deve fazer transmissões HF breves e de baixa potência.

Fase 1: Detectar e Localizar. O CSF, operando sua rede de estações HF/DF costeiras e insulares, detecta esses sinais fugazes. Múltiplas estações geram linhas de orientação simultâneas. Um cálculo de TDOA, sincronizado via BeiDou, fornece uma posição de geolocalização, posicionando o CSG dentro de uma elipse probabilística da ordem de dezenas de quilômetros, dependendo do cenário. Essa precisão ainda não é suficiente para um ataque de míssil, mas resolveu a parte mais difícil do problema: encontrar a agulha no palheiro do Oceano Pacífico.

Fase 2: Sinalização e Refinamento. Esses dados iniciais de localização, de forma grosseira, são imediatamente transmitidos pela rede da ISF para a ASF e o Comando de Teatro relevante. A ASF é encarregada de reordenar seus satélites ISR. Um satélite ELINT da série Yaogan é reprogramado para a próxima passagem viável, e um satélite de radar de abertura sintética (SAR) é enfileirado para obter imagens da área. Simultaneamente, radares terrestres sobre o horizonte podem ser sinalizados para concentrar sua energia na mesma área oceânica.

Fase 3: Alvo e Ataque. O satélite SAR capta imagens do CSG, fornecendo um rastreamento de alta confiabilidade e qualidade de alvo. Isso é combinado com os dados HF/DF originais e quaisquer detecções subsequentes. A solução final de alvo é passada para uma brigada da Força de Foguetes do PLA equipada com mísseis balísticos antinavio DF-21D ou DF-26. Nessa cadeia de destruição, o principal valor da rede HF/DF era sua eficiência, reduzindo uma área de busca de milhões de quilômetros quadrados para alguns milhares, permitindo o uso eficaz de recursos de alta demanda, como satélites.

Cadeia de destruição HF/DF da China: desde a interceptação de uma breve transmissão de rádio da Marinha dos EUA até o lançamento de mísseis balísticos antinavio, mostrando como os dados fluem pelos centros de fusão CSF, redes ISF e JOCCs do Teatro para converter sinais fugazes em alvos de precisão para sistemas de ataque PLAN e PLARF

Desafios e o caminho para a guerra inteligente

Apesar de suas capacidades crescentes, a rede HF/DF do PLA enfrenta limites reais. A física da propagação das ondas celestes continua sendo um obstáculo significativo. A ionosfera é um meio turbulento e imprevisível, e suas flutuações constantes podem introduzir erros nos cálculos de geolocalização. Para um alvo em movimento rápido como um CSG, essas imprecisões podem significar a diferença entre um ataque bem-sucedido e um fracasso.

As comunicações militares modernas dependem de técnicas de baixa probabilidade de interceptação — formas de onda de curta duração, saltos e esquemas adaptativos — que são difíceis de detectar. Documentos técnicos chineses reconhecem que detectar e geolocalizar esses sinais LPI avançados é um grande obstáculo técnico . O sistema também apresenta vulnerabilidades físicas. Embora a rede de coleta seja distribuída, o processamento e a fusão de dados provavelmente dependem de um número menor de data centers centralizados. Esses nós, juntamente com os grandes e imóveis locais de CDAA, são alvos de alto valor para ataques de precisão.

O ELP está trabalhando ativamente para superar essas limitações à medida que avança em direção à "intelectualização" (智能化) . No contexto de HF/DF, isso provavelmente se manifestará em três áreas principais:

1. Processamento de sinais orientado por IA: sistemas futuros usarão algoritmos de IA para detecção de espectro em tempo real, detectando e classificando automaticamente sinais LPI novos e complexos que escapariam dos sistemas tradicionais.
2. Modelagem ionosférica preditiva: o PLA provavelmente utilizará IA para analisar grandes quantidades de dados de sensores para criar modelos preditivos mais precisos da ionosfera, melhorando a precisão da geolocalização.
3. Integração mais profunda entre espaço e solo: a fusão de dados das redes HF/DF terrestres da CSF e dos satélites ISR da ASF se tornará mais automatizada e contínua, criando um sistema ISR passivo multidomínio mais resiliente.

Implicações para os Estados Unidos e Aliados

O amadurecimento da rede HF/DF do PLA tem profundas implicações estratégicas. Representa a erosão contínua da furtividade multidomínio; uma aeronave ou navio torna-se visível no momento em que utiliza seu rádio ou radar. Isso aumenta o risco para as forças navais dos EUA e aliadas, comprimindo os prazos de tomada de decisão e elevando a ameaça de um ataque surpresa com mísseis a centenas ou milhares de quilômetros de distância.

Combater isso requer medidas em camadas: negar interceptações por meio de mensagens EMCON e burst disciplinadas, adicionar caminhos alternativos, como links ópticos direcionais, e adotar formas de onda LPI modernas.

O empreendimento ISR da China está avançando para o Hemisfério Ocidental, como visto em El Salao, Santiago de Cuba, onde as fundações (em março de 2024) para uma matriz circular de 16 elementos e anéis concêntricos indicam um local CDAA HF/DF em desenvolvimento

As forças americanas também podem se envolver em dissimulação (veja post anterior para mais ideias de D&D ). Uma rede de plataformas não tripuladas de baixo custo poderia ser implantada para atuar como iscas, emitindo sinais de HF simulados para imitar a assinatura eletrônica de um CSG. Isso confundiria a rede DF do PLA, forçando-o a gastar valiosos recursos de ISR em alvos falsos e criando incerteza em seu cenário operacional.

Por fim, as vulnerabilidades na cadeia de destruição HF/DF do ELP podem ser exploradas. A inteligência dos EUA deve priorizar a identificação e o mapeamento dos principais centros de fusão de dados do ELP e dos hubs de comunicação críticos da ISF. Em um conflito, ataques cinéticos e cibernéticos contra esses nós podem cortar a conexão entre os sensores do ELP e seus atiradores, efetivamente cegando o sistema.

Em conclusão, a rede HF/DF do ELP é uma capacidade madura, doutrinariamente integrada e tecnologicamente avançada. É um componente potente de seu complexo de reconhecimento e ataque de longo alcance, representando uma séria ameaça à liberdade operacional no Indo-Pacífico. Combater essa ameaça exige um foco renovado na disciplina eletromagnética e no desenvolvimento de contramedidas inovadoras, projetadas para neutralizar, enganar e interromper o sistema passivo de reconhecimento e ataque cada vez mais sofisticado do ELP.

Fonte:
https://ordersandobservations.substack.com/p/the-plas-high-frequency-direction