Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 2 - ESM

Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 2 - ESM
kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 2 - ESM KTZ b.d. D.M. Ooms MSc

kennis elementen - Inzet EOV
3 april 2007 Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e college Inleiding ESM, relatie met IOPS Toepassing ESM ESM apparatuur ESM kwantitatief Huiswerkvraag

3 april 2007 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? Maak de vraag individueel. Bereken twee situaties en stel de PR aan elkaar gelijk (waarom is dit zo?) Uitwerking wordt besproken op volgende college.

Opzet & overzicht colleges
kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 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 (p ) 19/11 Electronic Support Payne ch 6 basic electronic combat receivers (p ) EW101 para 8.2, 8.4, 8.5, 8.7 tot 8.7.4, 8.8 (20 p) Allen fig 4.1, para (p ) 26/11 Electronic Attack Notg 3/12 Electronic Protection notg

3 april 2007 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

3 april 2007 Definitie Electronic Warfare Electronic Support Military action to exploit the EM-spectrum, which encompasses: - - 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 The interception and identification of EM-emissions,

3 april 2007 EOV stamboom Electronic Support; Electronic Attack; Electronic Protection

3 april 2007 SIGINT: toepassing van ES Signal Intel; Electronic Intel; Communications Intel

3 april 2007 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

Information Superiority
Information Operations Information in Warfare (gain/exploit) Information Warfare (attack/defend) Counter Information ISR Precision Navigation & Positioning Weather Public Affairs Other Information Collection / Dissemination Activities Offensive CI Electronic Warfare Military Deception Computer Network Attack Psychological Operations Physical Attack Public Affairs Defensive CI 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.

ES = Information collection
Information Superiority Information Operations Information in Warfare (gain/exploit) 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.

3 april 2007 Toepassingen ES Tactische beeldopbouw, Common Operational Picture (COP) Dreigingswaarschuwing Doelsaanwijzing SIGINT (ELINT/COMINT) Controle emissiebeleid

3 april 2007 Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Beeldopbouw verloopt via een aantal fasen (ATP1 vol1 par 6240). Het gebruik van ESM bij beeldopbouw zullen we nalopen aan de hand van deze fasen. De eerste fase is detectie. Wat is de eerste vraag die je moet stellen mbt ESM wanneer je je gaat voorbereiden voor een operatie? (Search: naar welke signalen ben ik op zoek (air/ ship, signaalkarakteristieken) Intercept: hoe kan ik de gewenste signalen ontvangen (LPI, HPI Detection: wanneer ontvang ik de signalen. Ronde aarde, range advantage volgende slide DF / lokalisatie: slechts peilingsinformatie, amplitude geeft indicatie (danger level), crossfix / running fix Analysis: Het ontvangen signaal analyseren: signaal demoduleren in draaggolf en blokgolf. Draaggolf levert frequentie. Blokgolf levert PW, PRF Recognition: ontvangen signaal koppelen aan (radar/wapen /platform/klasse/schip) Identificatie: H, F, SU etc Dissemation: info verspreiden voice (spotnr, codewoorden) en link Recording: intelvergaring voor database vulling)

3 april 2007 Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Beeldopbouw verloopt via een aantal fasen (ATP1 vol1 par 6240). Het gebruik van ESM bij beeldopbouw zullen we nalopen aan de hand van deze fasen. De eerste fase is detectie. Wat is de eerste vraag die je moet stellen mbt ESM wanneer je je gaat voorbereiden voor een operatie? (Search: naar welke signalen ben ik op zoek (air/ ship, signaalkarakteristieken) Intercept: hoe kan ik de gewenste signalen ontvangen (LPI, HPI Detection: wanneer ontvang ik de signalen. Ronde aarde, range advantage

3 april 2007 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. Elk signaal is opgebouwd uit parameters: zeg maar eigenschappen van een signaal. Deze zijn te meten door ESM apparatuur in meer of mindere mate (later meer daarover). Afgeleide parameters: gebruik van parameter op bepaalde manier. De APP7 codewoorden staan tussen haakjes erachter Je hebt gekeken naar de apparatuur van anderen en je weet nu wat je kunt verwachten. De volgende vraag is: kan ik deze parameters ontvangen? (stagger, bv PRF: volgens vast patroon verspringen PRF)

3 april 2007 Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination DF / lokalisatie: slechts peilingsinformatie, amplitude geeft indicatie (danger level), crossfix / running fix Analysis: Het ontvangen signaal analyseren: signaal demoduleren in draaggolf en blokgolf. Draaggolf levert frequentie. Blokgolf levert PW, PRF Recognition: ontvangen signaal koppelen aan (radar/wapen /platform/klasse/schip) Identificatie: H, F, SU etc Dissemation: info verspreiden voice (spotnr, codewoorden) en link Recording: intelvergaring voor database vulling)

3 april 2007 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) Wat voor positie gegevens krijg je met ESM: peiling. Hoe kun je een positie krijgen met ESM? - X fix: meerdere eenheden geven ESM interceptie over de link (kan ook by voice: trout report). Wat voor hoeken? (peilingshoek tussen 30 en 150). Wellicht overweging bij samenstelling scherm (als emcon silent is) maar denk ook aan picket of outside sensor (MPA, NH90, AWACS) - Running fix: als ESM ontvanger meer snelheid dan radar: voorbeeld? A/c tegen schip, schip tegen wal. - ESM homing: peiling afvliegen, kom je vanzelf bij de radar (extreem voorbeeld is ARM) - TDOA: signaal bereikt meerdere sensoren op ander moment, dmv complexe berekeningen kan positie emitter gevonden worden (GPS gebruikt zelfde principe). Nodig: minstens 3 platforms die door dezelfde puls worden aangestraald (later wellicht in 1 platform), snelle datalink en snellle processor, je hebt event nodig (bv stagger) om goed te meten. Zeer nauwkeurig, duurt 8-10 s. Het heet Multilateratie: systemen worden geplaatst bij vliegvelden want betere positie dan radar (10 a 100m) - Bearing-elevation door a/c tegen surf en ground doelen. 2 ESM om peiling en elevatie te meten, je meet hoogte t.o. grond en via Pythagoras bereken je afstand (probleem; variatie in terrein (bergen) en grazing angle) - Op basis van intell of kennis vijandelijke taktieken: bv ASW preplanned response Is het gebruik van amplitude signaal geschikt voor localisatie (denk aan danger level zoals gebruikt in sub)? Wordt veel gebruikt om inschatting te krijgen: grootste problemen: radarinstellingen (vermogen) (hoe accuraat is deze intell) / atmosferische omstandigheden / hoofd of side bundel gedetecteerd / meting energie onnauwkeurig (moeilijk). Kan gebruikt worden in aanvulling op x fix

3 april 2007 Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Recognition: ontvangen signaal koppelen aan (radar/wapen /platform/klasse/schip)

3 april 2007 3. Recognition De geanaliseerde emittermode correleren met: - Radar - Wapen - Platform - Klasse - Schip (fingerprinting) = Recognition Level = Samenstelling, intenties tegenstander achterhalen Je weet de radar en dus weet je welke dreiging daarbij hoort. Fingerprinting: elke sensor (ook communicatie antenne) heeft bepaalde eigenschappen waardoor hij herkenbaar is bv door fabricage, slijtage, onderhoud. Je kunt dus niet alleen het soort sensor bepalen (bv SMART-L) maar ook op welk schip (bv SMART-L van de TROMP). Of dit mogelijk is hangt af van hoe goed de database is (intell).

3 april 2007 Fasen in ES 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Identificatie: H, F, SU etc

3 april 2007 4. Identification Toekennen standaard identity: H SU N U AF F JO FA aan de hand van Identification Criteria Je kunt de Ident toekennen aan de onderschepte EM signaal. Wat je uiteindelijk wilt is het onderschepte signaal associeren met een radarcontact: er wordt bepaald dat de uitzending van het betreffende platform komt. EOV personeel heeft even tijd nodig om te zien of het signaal ‘meeloopt’ en stelt voor te associeren: LVO bepaalt! Hoe bepaal je of een platform of uitzending hostile is, of juist neutral? A.d.h.v. identity criteria, idcrits. Als een contact dit doet dan is het een H. Wie bepaalt de idcrits? Elke warfare commander geeft in optask de idcrits uit om eenduidige beeldopbouw te krijgen. Wat zijn de duidelijkste identities? H, F en N. Je zult merken in trainers dat een EOV onderschepping vaak leidt tot H, F of N. Classificeren:adhv analyse resultaten bepalen om wat voor soort/type uitzending het gaat Identificeren: adhv classificatie bepalen om wat voor platform het gaat.

3 april 2007 Fasen in ESM 1. Detection 2. Localization 3. Recognition 4. Identification 5. Dissemination Dissemation: info verspreiden voice (spotnr, codewoorden) en link Recording: intelvergaring voor database vulling)

3 april 2007 Tactische aspecten ES Radar Warning Receiver Range Advantage Factor Radar Warner Receiver (RWR): waarschuwt bij ontvangst van radar met onmiddellijke dreiging: vuurleiding, missile homing head, met of zonder peiling: toepasing: fighter arircraft: piloot neemt onmiddelijk tegenmaatregelen (chaff, manoeuvreren) Range Advantage Factor: het gekwantificeerde voordeel van passieve tov actieve detectie: het quotient van het bereik van een passieve sensor in gebruik door een doel en het bereik een actieve sensor op hetzelfde doel.

3 april 2007 Range Advantage Range advantage: EM golf is te zwak (nadat het signaal dezelfde weg terug afgelegd heeft) voor de radarontvanger om te processen maar sterk genoeg voor de ESM ontvanger. Radar: golf legt 2 keer de afstand af, ESM 1 keer. (Bij een radarontvanger moet het signaal heen- en terugweg afleggen. Tevens is er signaal verlies tijdens de reflectie (hier niet getekend). Detectieafstand radar dus stuk kleiner. Verschil is range advantage) Hoe wordt dit gebruikt (mensen van de OZD): Onderzeeboot gebruikt danger level: als een sub signalen opvangt die een bepaald niveau (amplitude signaal geeft indicatie) overschrijden dan kan de snuivermast ontdekt worden. Ook door de vijand: hemstitching / pecking the lobes => Falklands – Sheffield (Faktoren range advantage: Propagatie condities (anaprop) / Antennehoogte (kromming aarde) / Vermogen radar / Frequentie / Gevoeligheid rdr-rx / Gevoeligheid esm-rx / RCS van esm platform / Bundeling signaal)

3 april 2007 Tactische aspecten ES Threat Warner Range Advantage Factor Danger Level Creeping line ahead – downwind sectorscan Hemstitching Danger Level: onderzeeboot kan bij detectie van radarsignaal aan oppervlakte blijven zolang de signaalsterkte onder het danger level blijft: het gereflecteerde signaal is dan nog te zwak om door de radar te kunnen worden ontvangen. Creeping line ahead – downwind sector scan: tegenmaatregel tegen danger level tactiek van de onderzeeboot, gebruikt door patrouillevliegtuig: door upwind zoekslagen te maken en alleen downwind radarscan uit te voeren wordt de onderzeeboot op korte afstand verrast door het radarsignaal. Hemstitching: naderend vliegtuig detecteert signaal van luchtwaarschuwingsradar, vliegt door tot danger level, daalt tot signaal zwakker is, vliegt dan weer door etc., wordt daardoor pas op geringe hoogte en korte afstand gedetecteerd.

3 april 2007 Doel: Britse destroyer Sheffield, getroffen door Exocet missile tijdens Falkland oorlog. Aanvaller: Argentijnse Super Etendard met Exocet missile, gebruikte hemstitching om doel ongedetecteerd te naderen tot lanceerafstand.

ES receiver requirements (Payne ch 6)
kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 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

ES receiver types (Payne ch 6)
kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 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

3 april 2007 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 Mixing process is called heterodyning Produces sum & difference freqs Porcessing difference freq is called superheterodyning Tune LO such that RF-LO = IF which allows passing through IF bandpass filter

Direction Finding technieken (EW101 para 8.4 – 8.8)
kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 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)

EW apparatuur bij de KM APECS II (M-fregat Hr. Ms. van Amstel)
VIGILE (M-fregat Hr. Ms. Van Speyk) SABRE (LC-Fregatten) AR900 (LPD’s, AOR’s) ESM-500 (M-fregat, Walrus Klasse) IJSVOGEL (Holland klasse) DR (Walrus Klasse) AWARE 3 (Lynx) DeTe90 (NH-90)

3 april 2007 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 DIT IS HET EOV SUBSYSTEEM AAN BOORD VANDE M-FREGATTEN. - Non-comms ESM systeem en self- defence noise/deception jammer tegen missiles ESM (SPR 07/00) en ECM (SLQ 04/00) geintegreerd in APECS II - Automatisch en geintegreerd in SPIDER (NTDS) - Systeem bediend door EOV-operator (ESM) en EOV-controller (ECM, integratie EOV in algemene beeldopbouw)

3 april 2007 ORU (omni-antenne) MRU (peilantenne) Twee soorten antennes: omni receiver unit en monopulse receiver unit De computer apparatuur (remote en auxiliary equipment rack) in EOV hut 1 (voormast)

3 april 2007 VIGILE

kennis elementen - Inzet EOV S A B R E
3 april 2007 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 Ongeveer hetzelfde APECS maar meer tracks, grotere gevoeligheid (2-8 dB beter!) en nauwkeuriger. Mate van automatisering en integratie veel verder dan MFF: EWCP, HK/SK schedular.

ESM-antenne

3 april 2007 Tactical picture - 18 - 17 - 16 - 15 - 14 - 13 - 12 - 11 - 10 - 9 - 8 - 7 - 6 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1 -0.5 18 - 17 - 16 - 15 - 14 - 13 - 12 - 11 - 10 - 9 - 8 - 7 - 6 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1 - 0.5 - Frequency versus bearing De keuze van menu is aan de operator; er zijn geen richtlijnen voor. De meeste operators gebruiken freq-bearing 19

3 april 2007 Priority levels 7 6 5 4 3 2 1 7 Neutral 6 Friendly 5 Unknown 4 Military Surface/Ground 3 Military Airborne 2 Submarine radars Fire Control radars 1 Missile Homing radars 20

Argo Systems, Sunneyvale, California
AR-900 NL Argo Systems, Sunneyvale, California

Rohde & Schwartz, Duitsland
ESM 500 Rohde & Schwartz, Duitsland

Doel ESM-500 Detecteren, observeren en loggen van radiosignalen in het VHF/UHF gebied t.b.v. COMINT.

IJSVOGEL PLATH GMBH (GERMANY)

Doel ijsvogel Detecteren, observeren, peilen, onderscheppen, classificeren, analyseren en loggen van radiosignalen in het VHF/UHF gebied t.b.v. COMINT.

DR-3000 (Walrus klasse ozbt)
THALES Brest, France

Doel DR-3000 Apparatuur bij de KM
Het detecteren, peilen, presenteren, analyseren, classificeren en identificeren van, en waarschuwen tegen EM-uitzendingen.

Apparatuur bij de KM AWARE 3 (lynx) GEC Marconi, UK

DAYTON (NH-90) Electronica, Italië

3 april 2007 ES kwantitatief Bereik ES receiver: one-way link bereik radar: two-way link Verschil in bereik door: propagation loss (lengte pad) signal reflection factor

3 april 2007 One-way link (communications) PT GT LP GR PR One-way link: PR = PT + GT – LP + GR

Propagation Loss (para 2.2.2)
kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 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, log(D) + 20 log(F) LS Spreading Loss D distance [km] F frequency [MHz]

3 april 2007 Two-way link (radar) Effective Radiated Power ERP = PT + G P1 = ERP – LS In EW101 worden f en F door elkaar gebruikt. Signal Reflection Factor P2 – P1 = log(F) + 10log(σ) PA = P2 - LS

3 april 2007 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).

Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 2 - ESM

Verwante presentaties

Presentatie over: "Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 2 - ESM"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback

Inloggen

Inloggen via een sociaal netwerk:

Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 2 - ESM

Verwante presentaties

Presentatie over: "Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 2 - ESM"— Transcript van de presentatie:

Verwante presentaties

Over het project

Feedback