Transcript ESM - nlda
Faculteit Militaire Wetenschappen Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 2 - ESM KTZ b.d. D.M. Ooms MSc Email: [email protected] Kennis elementen – inzet EOV – 1 Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e college Inleiding ESM, relatie met IOPS Toepassing ESM ESM apparatuur ESM kwantitatief Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 2 Faculteit Militaire Wetenschappen Huiswerkvraag Een patrouille in Mali gebruikt een VHF zendontvanger (Combat Net Radio) voor verbinding vanuit de Bushmaster met de CP in de compound. Het is vlak terrein. Wanneer de patrouille een sitrep wil verzenden naar de CP ontdekken ze dat ze buiten VHF bereik zijn geraakt. Met behulp van een boom construeren een gerichte antenne (folded dipole) waarvan ze weten dat die 3dB gain oplevert tov de sprietantenne op de Bushmaster. Daarmee lukt het net om weer verbinding te maken. Ze zijn op dat moment 40 km verwijderd van de compound. Stel dat de patrouille geen antennemateriaal had meegenomen, hoeveel km zou de patrouille dan richting de compound hebben moeten rijden om weer VHF verbinding te kunnen maken? Kennis elementen – inzet EOV – 3 Faculteit Militaire Wetenschappen Opzet & overzicht colleges datum onderwerp literatuur 05/11 Introduction EW, propagation EW101 ch 1&2 tot 2.4 (p.1-20) Wikipedia art. EW (p. 1-3) Payne ch 6 intro (p. 83) Allen para 10.4.4 (p. 251-252) 19/11 Electronic Support Payne ch 6 basic electronic combat receivers (p. 83-86) EW101 para 8.2, 8.4, 8.5, 8.7 tot 8.7.4, 8.8 (20 p) Allen fig 4.1, para 10.1.2 (p.227-228) 26/11 Electronic Attack Notg 3/12 Electronic Protection notg Kennis elementen – inzet EOV – 4 Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e college Inleiding ESM, relatie met IOPS Toepassing ESM ESM apparatuur ESM kwantitatief Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 5 Faculteit Militaire Wetenschappen Definitie Electronic Warfare • Military action to exploit the EM-spectrum, which encompasses: - The interception and identification of EM-emissions, - The employment of EM-energy, including directed energy, to reduce or prevent hostile use of the EM-spectrum, - And actions to ensure its effective use by friendly forces. ATP 1 vol 1 pt. 5101 Kennis elementen – inzet EOV – 6 Faculteit Militaire Wetenschappen Definitie Electronic Warfare Electronic Support • Military action to exploit the EM-spectrum, which encompasses: - The interception and identification of EM-emissions, - The employment of EM-energy, including directed energy, to reduce or prevent hostile use of the EM-spectrum, - And actions to ensure its effective use by friendly forces. ATP 1 vol 1 pt. 5101 Kennis elementen – inzet EOV – 7 Faculteit Militaire Wetenschappen EOV stamboom EW ES EA EP Electronic Support; Electronic Attack; Electronic Protection Kennis elementen – inzet EOV – 8 Faculteit Militaire Wetenschappen SIGINT: toepassing van ES SIGINT ELINT COMINT Signal Intel; Electronic Intel; Communications Intel Kennis elementen – inzet EOV – 9 Faculteit Militaire Wetenschappen Definitie ES Electronic Support That division of EW involving action taken to search for, intercept and identify electro- magnetic emissions and locate their sources for the purpose of immediate threat recognition. It provides a source of information required for immediate decisions involving EA, EP and other tactical actions. ATP 1 vol 1 pt. 5101 Kennis elementen – inzet EOV – 10 Faculteit Militaire Wetenschappen EW Information Superiority Information Operations Information in Warfare (gain/exploit) ES EA EP Information Warfare (attack/defend) Counter Information • ISR • Precision Navigation & Positioning • Weather • Public Affairs • Other • Information Collection / Dissemination Activities Offensive CI Defensive CI • Electronic Warfare • Military Deception • Computer Network Attack • Psychological Operations • Physical Attack • Public Affairs • Electronic Protection • Counter Deception • Computer Network Defense • Counter Propaganda • Operations Security • Counter Intelligence • Public Affairs The synergistic and systematic use of all tools as appropriate to create an effect which elicits a desired response. Kennis elementen – inzet EOV – 11 Faculteit Militaire Wetenschappen EW Information Superiority Information Operations Information in Warfare (gain/exploit) ES EA EP Information Warfare (attack/defend) Counter Information • ISR • Precision Navigation & Positioning • Weather • Public Affairs • Other • Information Collection / Dissemination Activities ES = Information collection The synergistic and systematic use of all tools as appropriate to create an effect which elicits a desired response. Kennis elementen – inzet EOV – 12 Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e college Inleiding ESM, relatie met IOPS Toepassing ESM ESM apparatuur ESM kwantitatief Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 13 Faculteit Militaire Wetenschappen Toepassingen ES Tactische beeldopbouw, Common Operational Picture (COP) Dreigingswaarschuwing Doelsaanwijzing SIGINT (ELINT/COMINT) Controle emissiebeleid Kennis elementen – inzet EOV – 14 Faculteit Militaire Wetenschappen Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Kennis elementen – inzet EOV – 15 Faculteit Militaire Wetenschappen Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Kennis elementen – inzet EOV – 16 Faculteit Militaire Wetenschappen Signaal parameters: - Frequentie (freak) - PRF (slope) - PW (bridge) - Antenne rotatie periode (brush) - Scantype (scan) - Polarisatie (arctic) - Peiling (bearing) - Amplitude - Afgeleide parameters zoals stagger, chirp, Freq. Agility, etc. Kennis elementen – inzet EOV – 17 Faculteit Militaire Wetenschappen Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Kennis elementen – inzet EOV – 18 Faculteit Militaire Wetenschappen 2. Localization (DF) • X fix (fig 8-1) • Running fix (fig 8-5) • ESM homing • Time difference of arrival (TDOA) • Peiling en elevatiehoek en hoogte (fig 8-4) Kennis elementen – inzet EOV – 19 Faculteit Militaire Wetenschappen Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Kennis elementen – inzet EOV – 20 Faculteit Militaire Wetenschappen 3. Recognition • De geanaliseerde emittermode correleren met: - Radar - Wapen - Platform - Klasse - Schip (fingerprinting) = Recognition Level = • Samenstelling, intenties tegenstander achterhalen Kennis elementen – inzet EOV – 21 Faculteit Militaire Wetenschappen Fasen in ES 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Kennis elementen – inzet EOV – 22 Faculteit Militaire Wetenschappen 4. Identification Toekennen standaard identity: H SU N U AF F JO FA aan de hand van Identification Criteria Kennis elementen – inzet EOV – 23 Faculteit Militaire Wetenschappen Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Kennis elementen – inzet EOV – 24 Faculteit Militaire Wetenschappen Tactische aspecten ES Radar Warning Receiver Range Advantage Factor Kennis elementen – inzet EOV – 25 Faculteit Militaire Wetenschappen Range Advantage Kennis elementen – inzet EOV – 26 Faculteit Militaire Wetenschappen Tactische aspecten ES Threat Warner Range Advantage Factor Danger Level Creeping line ahead – downwind sectorscan Hemstitching Kennis elementen – inzet EOV – 27 Faculteit Militaire Wetenschappen Kennis elementen – inzet EOV – 28 Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e college Inleiding ESM, relatie met IOPS Toepassing ESM ESM apparatuur ESM kwantitatief Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 29 Faculteit Militaire Wetenschappen ES receiver requirements (Payne ch 6) Wide dynamic range Unwanted signal rejection (narrow bandpass) High sensitivity High Probability of Intercept (POI) (function of sensitivity & bandpass) Low False-Alarm Rate (function of bandpass & signal density) Angle of arrival measurement Signal analysis capability Display Kennis elementen – inzet EOV – 30 Faculteit Militaire Wetenschappen ES receiver types (Payne ch 6) Direct Detection receiver • simple, small, very reliable, ligthweight • suitable onboard tactical aircraft • used as Radar Warning Receiver • indicate presence & bearing • reduce false alarm rate with signal-analysis circuitry Kennis elementen – inzet EOV – 31 Faculteit Militaire Wetenschappen Super Heterodyne ontvanger • most common type of ES receiver • bandwidth = freq range of LO • selectivity = width of IF bandpass filter • more selective, smaller bandwidth than conventional rx • higher false-alarm rates (harmonics of strong signals) • lower POI, looks only at IF bandpass size of spectrum Kennis elementen – inzet EOV – 32 Faculteit Militaire Wetenschappen Direction Finding technieken (EW101 para 8.4 – 8.8) Amplitude-based DF - smalle gerichte antennebundel - Watson-Watt: 3 ontvangers (fig 8-11,-12,-13) - meerdere gerichte antennes (fig 8-15, -16) Interferometer DF - faseverschil tussen 2 ontvangers (fig 8-18) Doppler DF (fig 8-28, -29) Time difference of arrival (fig 8-33, -34, -35) Kennis elementen – inzet EOV – 33 Faculteit Militaire Wetenschappen EW apparatuur bij de KM APECS II VIGILE SABRE AR900 ESM-500 IJSVOGEL DR 3000 AWARE 3 DeTe90 (M-fregat Hr. Ms. van Amstel) (M-fregat Hr. Ms. Van Speyk) (LC-Fregatten) (LPD’s, AOR’s) (M-fregat, Walrus Klasse) (Holland klasse) (Walrus Klasse) (Lynx) (NH-90) Kennis elementen – inzet EOV – 34 Faculteit Militaire Wetenschappen Advanced Programmable Electronic Countermeasures System APECS II combineert de mogelijkheden van een ESM- en een ECM-subsysteem ten behoeve van de tactische ondersteuning gedurende uit te voeren operaties Ref: HOGKM 017.6 Kennis elementen – inzet EOV – 35 Faculteit Militaire Wetenschappen ORU (omni-antenne) MRU (peilantenne) Kennis elementen – inzet EOV – 36 Faculteit Militaire Wetenschappen VIGILE Kennis elementen – inzet EOV – 37 Faculteit Militaire Wetenschappen S A B R E Het SABRE EOV systeem bestaat uit een gecombineerd ESM en ECM systeem dat dient ter ondersteuning van de missies van de Luchtverdedigings en Commando Fregatten. Ref: HOGKM 814 Kennis elementen – inzet EOV – 38 Faculteit Militaire Wetenschappen ESM-antenne Kennis elementen – inzet EOV – 39 Faculteit Militaire Wetenschappen SABRE Kennis elementen – inzet EOV – 40 Faculteit Militaire Wetenschappen Tactical picture 180 18 17 16 15 14 13 12 11 12 11 10 9876543210.5 180 225 225 270 270 315 315 000 000 045 045 090 090 135 135 180 - 18 - 17 - 16 - 15 - 14 - 13 - 12 - 11 - 12 - 11 - 10 - 9 - 8 - 7 - 6 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1 -0.5 180 Frequency versus bearing Kennis elementen – inzet EOV – 41 Faculteit Militaire Wetenschappen Priority levels 180 225 270 7 6 5 4 3 2 1 180 225 270 315 000 7 6 5 4 3 2 1 315 000 045 090 135 180 7 Neutral 6 Friendly 5 Unknown 4 Military Surface/Ground 3 Military Airborne Submarine radars Fire Control radars 2 1 045 090 135 180 Missile Homing radars Kennis elementen – inzet EOV – 42 Faculteit Militaire Wetenschappen AR-900 NL Kennis elementen – inzet EOV – 43 Argo Systems, Sunneyvale, California Faculteit Militaire Wetenschappen ESM 500 Kennis elementen – inzet EOV – 44 Rohde & Schwartz, Duitsland Faculteit Militaire Wetenschappen Doel ESM-500 Detecteren, observeren en loggen van radiosignalen in het VHF/UHF gebied t.b.v. COMINT. Kennis elementen – inzet EOV – 45 Faculteit Militaire Wetenschappen IJSVOGEL Kennis elementen – inzet EOV – 46 PLATH GMBH (GERMANY) Faculteit Militaire Wetenschappen Doel ijsvogel Detecteren, observeren, peilen, onderscheppen, classificeren, analyseren en loggen van radiosignalen in het VHF/UHF gebied t.b.v. COMINT. Kennis elementen – inzet EOV – 47 Faculteit Militaire Wetenschappen DR-3000 (Walrus klasse ozbt) Kennis elementen – inzet EOV – 48 THALES Brest, France Faculteit Militaire Apparatuur bij deWetenschappen KM Doel DR-3000 Het detecteren, peilen, presenteren, analyseren, classificeren en identificeren van, en waarschuwen tegen EM-uitzendingen. Kennis elementen – inzet EOV – 49 Faculteit Militaire Wetenschappen DAYTON (NH-90) Electronica, Italië Kennis elementen – inzet EOV – 51 Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e college Inleiding ESM, relatie met IOPS Toepassing ESM ESM apparatuur ESM kwantitatief Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 52 Faculteit Militaire Wetenschappen ES kwantitatief Bereik ES receiver: one-way link bereik radar: two-way link Verschil in bereik door: • propagation loss (lengte pad) • signal reflection factor Kennis elementen – inzet EOV – 53 Faculteit Militaire Wetenschappen One-way link (communications) PT GT LP GR PR One-way link: PR = PT + GT – LP + GR Kennis elementen – inzet EOV – 54 Faculteit Militaire Wetenschappen Propagation Loss (para 2.2.2) Propagation Loss = LS + LA LS: Spreading Loss: formule of nomogram figuur 2.2 op p .12 LA: Atmospheric Loss: diagram fig. 2.3 op p. 14. Verwaarloosbaar < 4 GHz Spreading Loss: LS = 32,4 + 20 log(D) + 20 log(F) LS D F Spreading Loss distance [km] frequency [MHz] Kennis elementen – inzet EOV – 55 Faculteit Militaire Wetenschappen Two-way link (radar) Effective Radiated Power ERP = PT + G P1 = ERP – LS Signal Reflection Factor P2 – P1 = -39 + 20log(F) + 10log(σ) PA = P2 - LS Kennis elementen – inzet EOV – 56 Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e college Inleiding ESM, relatie met IOPS Toepassing ESM ESM apparatuur ESM kwantitatief Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 57 Faculteit Militaire Wetenschappen Huiswerkvraag Bereken de range advantage factor, uitgedrukt in dB, van de ESM installatie van een vliegtuig die de luchtwaarchuwingsradar van een schip detecteert, ten opzichte van die luchtwaarschuwingsradar, wanneer gegeven is dat: • de ontvangstgevoeligheid van de ESM ontvanger en de radarontvanger aan elkaar gelijk zijn; • de luchtwaarchuwingsradar werkt in de 3 GHz band; • het radarreflecterend oppervlak van het vliegtuig 5 m2 bedraagt; • Het vliegtuig op gelijke hoogte blijft vliegen (dus geen hemstitching techniek toepast). Kennis elementen – inzet EOV – 58