Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 1 - intro kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 1 - intro KTZ b.d. D.M. Ooms MSc Email: dm.ooms.02@nlda.nl

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Inleiding EW, relatie met IOPS Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof Ontwikkelingen in EW Propagatie Huiswerkvraag

kennis elementen - Inzet EOV 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 US definitie: Any military action involving the use of electromagnetic and directed energy to control the electromagnetic spectrum or to attack the enemy Wat is het EM-spectrum?

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Electro-Magnetisch spectrum 3 30 300 3000 kHz MHz GHz EHF VLF LF UHF VHF HF MF ELF SHF IR XIR VL UV R 15 0.7 0.4 0.02 mm EM spectrum is opgebouwd uit frequenties of golflengten. Relatie: c=f*λ (3*108). Elke freq eigenschappen (uitdoving, moeilijk/makkelijk te bundelen) die voor bepaalde zaken geschikt maken. Rechts van spectrum: Licht is niets anders dan een electromagnetische golf, die zich door de ruimte (dampkring) voortplant. De frequenties van lichtgolven liggen tussen 300 en 15x106 GHz. Dit komt overeen met golflengten tussen 1000 en 0,02 microm. (freq te hoog daarom micron) Wat bevindt zich waar (coms, radar, optisch) Radarbanden (A-M band): 0,1 tot 100Ghz Freq erbij: zie dat niet elk hokje hetzelfde is (lineair VLF 1cm, IR 110000km). COMMS RADAR/COMMS OPTISCH

kennis elementen - Inzet EOV 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

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Definitie Electronic Warfare Electronic Support Measures 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,

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Definitie Electronic Warfare Military action to exploit the EM-spectrum, which encompasses: - The interception and identification of EM-emissions, - - And actions to ensure its effective use by friendly forces. ATP 1 vol 1 pt. 5101 The employment of EM-energy, including directed energy, to reduce or prevent hostile use of the EM-spectrum Electronic Counter Measures

kennis elementen - Inzet EOV 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, - ATP 1 vol 1 pt. 5101 And actions to ensure its effective use by friendly forces. Electronic Protection Measures

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 EOV stamboom ECCM is feite onjuist want is zowel anti-ECM als anti-ESM! Verschillen tussen de krijgsmachtdelen: KLU; eov gericht op survival (afslaan van missiles): radar warning receiver, missile approach warner, flares, towed decoys (ook SEAD) KL: eov op comms gericht (meer aandacht op radar door attack heli, ground surveillance radar) KM: gericht op beeldopbouw en dreigingswaarschuwing; non comms, geen comms NB elk element: COM & NONCOM

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 EOV stamboom nieuw Electronic Support; Electronic Attack; Electronic Protection

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 EW vs Intelligence Signal Intel; Electronic Intel; Communications Intel

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 ES vs SIGINT Characteristics ES: tasking & control by Operational Commander; purpose: threat recognition, targeting, picture compilation; overlap: actionable intelligence Zie ook: Allen (2007) p. 251-252

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.

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Relatie EW - IOPS ES EA Gebruik EM spectrum Gebruik EM Spectrum Info verzamelen Sensoren Info uitwisselen Communicatie Info verzamelen Sensoren Info uitwisselen Communicatie De redenatie gaat ook op wanneer de kleur en worden verwisseld! Dan komt de eigen EP in beeld. EP

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Inleiding EW, relatie met IOPS Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof Ontwikkelingen in EW Propagatie Huiswerkvraag

Opzet & overzicht colleges kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Opzet & overzicht colleges Gebruikte literatuur: Adamy, D. (2001) EW 101, A first course in electronic warfare, Norwood (MA), Artech House Allen, P.D. (2007) Information operations planning, Norwood (MA), Artech House Payne, C.M. (2010) Principles of naval weapon systems, (2nd ed.), Annapolis (MD), Naval Institute Press Wikipedia (as specified)

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 10.4.4 (p. 251-252) 19/11 Electronic Support Notg 26/11 Electronic Attack 3/12 Electronic Protection notg

Opzet & overzicht colleges kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Opzet & overzicht colleges Opzet colleges: theorie + kwantitatief aspect (dB vergelijkingen) huiswerkvraag kwantitatief, individueel maken volgende college uitwerking presenteren Tentamenstof: ppt presentaties incl notitie pagina’s opgegeven literatuur Tentamenvorm: gesloten boek: theorie open boek (EW101, geen aantek.): kwantitatief

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Inleiding EW, relatie met IOPS Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof Ontwikkelingen in EW Propagatie Huiswerkvraag

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Wanneer ontstaat EOV? Met de komst van radioverbindingen en radar voor militaire doeleinden is in wezen de voedingsbodem voor de EOV gelegd. AM burgeroorlog afluisteren telegraaf lijnen / kabels knippen Eerste Wereldoorlog: Duitsers ontwikkelen apparatuur om EM veld variaties van telegraaflijnen te detecteren – begin van EOV Tweede Wereldoorlog: communicatie apparatuur wordt gebruikt. Het onderscheppen van vijandelijke informatie kon tactisch voordeel opleveren bij de uit te voeren operaties (COMINT)  

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 WO II: grote ontwikkelingen: gebruik van radar voor early warning, Engelsen eerst Duitsers ook (linie luchtwaarschuwingsradars in Nederland-Belgie; Kammhuber line 42). Rechts Duitse early warning Freya. Ook ontwikkeling van trheatwarners: tegen grondradars (foto van Engelse rwr tegen 2 Duitse grondradars) later ook tegen airborne radars (bv tegen Engelse Mosquito). Linksboven chaff; UK en DLD ongeveer tegelijktijd ontdekt, UK als eerste ingezet. Maritieme EOV blijft vooralsnog beperkt tot de communicatie. Pas in Vietnam passen de Amerikanen uitgebreid radarstoring toe, met name tegen radars van SAM opstellingen. Gebruik eerste ARM door VS: Shrike. De Israëliërs doen hetzelfde tijdens de Zesdaagse Oorlog in 1967. Gedurende dit conflict worden een Israëlisch koopvaardijschip en de Israëlische jager Eilath door Arabische FPB’s met SSN2 (STYX) geleide projectielen aangevallen en tot zinken gebracht. Studies en ontwikkelingen die hieruit voortvloeien richten zich met name op ASMD( Anti Ship Missile Defence). verschuiving van com(municatie) EOV naar noncomm (of radar)EOV.

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 C2W V Command and Control Warfare Electronic Warfare Physical Destruction Operations Security Psychological Operations Military Deception Electronic Warfare Wat is command and control warfare: C2W vernietigen capaciteit van de vijand om effectief command en control uit te voeren en eigen com+con capaciteit beschermen. EXTAC 770 axp 5C SE SUPP. Eerste keer gebruikt in Desert Storm. Phys destr: vernietigen vijandelijke commando- comms posten Op sec: info ontzeggen over eigen capaciteiten, intenties (bv geen email meer, mobiel tel inleveren) Psy ops: gericht tegen vijand en neutralen om houding en gedrag te beïnvloeden (radio uitzendingen, pamfletten Golfoorlog we gaan bombarderen) Mil dec: vijand misleiden (bv Kuwait dreigen met amphib landing) Communication and Information Systems (CIS) All Source Intelligence

kennis elementen - Inzet EOV IO Fundamenten en Activiteiten 3 april 2007 IO Fundamenten Alles is beïnvloeding Sociologische besluitvormingsprocessen Geloofwaardigheid Denken in en vanuit effecten IO Activiteiten Key Leader Engagement Psychological Operations Public Affairs Civil Military Cooperation Command and Control Warfare Presence, Posture and Profile “De coördinatie van activiteiten in het informatiedomein die gericht zijn op de beïnvloe-ding van kennis, houding en gedrag van goedgekeurde doelgroepen. Dit omvat tevens de bescherming van de eigen vrijheid van beweging binnen het informatiedomein, de bescherming van eigen informatie en informatieprocessen en het aangrijpen van informatie en informatiesystemen van potentiële tegenstanders.” Relatie C2 Warfare en IOPS: C2 Warfare is onderdeel van IOPS! Heeft beperktere scope: alleen militaire doelen. Vgl slide 22: Psyops wel of niet onderdeel van C2W. I.M. van Osch, “Information Operations. Synchronisatie van actie en informatie”, Militaire Spectator, Nr. 5-2011

Samenvatting ontwikkeling EW kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Samenvatting ontwikkeling EW US Civil War, WO I: begin EW, afluisteren telegraafverbindingen WO II: Com EW, opkomst radar, chaff, threatwarners Vietnam oorlog: US radar jamming SAM sites Zesdaagse oorlog (1967): succesvolle SSN-2 inzet (Eilath), opkomst ASMD (soft- & hardkill), verschuiving com-noncom EW Eerste Golfoorlog: opkomst C2W met EW als onderdeel Tweede Golfoorlog, Afghanistan: opkomst IOPS, toename belang com EW voor maritime ops

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Ontwikkeling EOV in NL krijgsmacht Amerikaanse burgeroorlog, WOI WOII Vietnam Zesdaagse oorlog Midden Oosten 1e Golfoorlog 2e Golfoorlog Afghanistan Com Non-Com C2W IOPS KM KL Vandaag de dag 3 stromingen: wat doet KM / KL Toekomst? EW als onderdeel van C2 Warfare, later IOPS Voor KL (CLAS) wordt noncom EW belangrijker (opkomst joint grondgebonden luchtverdediging) Voor KM (CZSK) wordt com EW belangrijker (kustoperaties, ondersteuning grondgebonden optreden) Voor Klu (CLSK) blijft noncom EW belangrijk (threat warners)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 COM EW EOV in de voorste linies. Foto Engels light EW team (6 man) voor ew support op bataljon (600) niveau (Delphin HF/VHF/UHF ontvanger en DF). Zie de richtantenne Onderdeel van C2W information warfare

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 NONCOM EW Prowler met HARM (High speed ARM), MK214

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Inleiding EW, relatie met IOPS Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof Ontwikkelingen in EW Propagatie Huiswerkvraag

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Electro-Magnetisch spectrum 3 30 300 3000 kHz MHz GHz EHF VLF LF UHF VHF HF MF ELF SHF IR XIR VL UV R 15 0.7 0.4 0.02 mm Verschillende frequentiebanden hebben verschillende propagatie eigenschapen (zie volgende slide) COMMS RADAR/COMMS OPTISCH

IMS: Orientation & decision-making 7 Mar 06 ELOS/BLOS Propagatie grondgolf Afstandsbereik: HF: honderden km VLF: duizenden km De grondgolf Bij de grondgolf zal de radiogolf de weg langs het aardoppervlak verkiezen en meebuigen met het aardoppervlak. De radiogolven worden zo door de geïnduceerde verliezen in dit oppervlak verzwakt. Vooral een droge bodem veroorzaakt grote verliezen. Bij een vochtige grondsoort of bij water zijn deze verliezen gering. Het bereik van de grondgolf wordt minder naarmate de frequentie hoger wordt. Afstandsbereik is afhankelijk van uitgezonden vermogen, frequentie (<3MHz) en bodemgesteldheid. De grondgolf wordt gebruikt voor onderzeeboot omroepen, navigatiesystemen Loran en Decca, commerciële omroepen in de middengolf en alle tactische HF voice/data verbindingen bij de marine. Radiogolven worden geabsorbeert in de ionosfeer en komen worden daardoor niet terug gebogen naar aarde. Lage HF frequenties zullen zowel propageren als een ruimtegolf als een grondgolf. Door looptijdverschillen tussen deze twee propagatiewegen kan fading optreden. © Tim Grant, 2006

IMS: Orientation & decision-making 7 Mar 06 BLOS Propagatie Ionosfeer: 70-300 km hoogte ruimtegolf Afstandsbereik: tot duizenden km De ruimtegolf De ruimte golven zijn de radiogolven die in de ionosfeer teruggebogen worden. Bijna alle communicatie in het HF-frequentiegebied maakt gebruik van de ruimtegolven. Het afstandsbereik is hier afhankelijk van de mate van ionisatie, demping radiogolf en de hoek waarmee een radiogolf de geïoniseerde laag intreedt. De ruimtegolf wordt gebruikt voor communicatie op lange afstanden (omroep/schip-wal). © Tim Grant, 2006

IMS: Orientation & decision-making 7 Mar 06 Hoogte satelliet: 36000 km LOS Propagatie directe golf (LOS) De directe golf Directe golven zijn radiogolven die zich via een rechte lijn van zender naar ontvanger voortplanten. Hierbij is het dus noodzakelijk dat de antenne van de zender en de ontvanger elkaar ‘zien’. LOS. Hoe hoger de antennes van zender en ontvanger des te groter het bereik. De directe golf wordt gebruikt voor communicatie op korte afstanden (horizon bereik) en voor satellietcommunicatie. Frequenties? VHF of hoger. Schieten door de ionosfeer heen. © Tim Grant, 2006

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 LOS Radar Horizon Door bundeling radarsignaal buigt een deel met de aarde mee Deze bundel is door ESM te ontvangen, reflectie niet meer door radar R.H.R (NM) = 1.23( HTX(ft) + HRX (ft)) Radar kijkt op aardoppervlak niet verder dan radarhorizon (Radar Horizon Range, R.H.R) Afbuiging neemt af als freq toeneemt: bij electro optische gedeelte is dit niet waarneembaar. Bij sommige radar en vooral radio kan dit grote vormen aannemen. Tweede faktor is range advantage: wat is het principe van radar? (EM golf heen en terug) Wat betekent radar bereik (echo te zwak om te processen) Wat gebeurt met EM golf buiten de max range?

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 EW 101: EW signaalniveau berekeningen in dB Principe dB: 10 . (logarithme van verhouding), dus 10 . 10log (a/b) Voorbeeld: niveau signaal a is 3 dB hoger dan signaal b betekent: 10 . 10log (a/b) = 3 dB dus 10log (a/b) = 0,3 dus 100,3 = a/b = 2 dus 3 dB verschil signaalniveau komt overeen met factor 2 verschil in absolute waarde van signaalniveau. Uit definitie dB volgt, wanneer formule wordt omgezet in dB: - product in formule wordt som in dB : a.b → 10.(log a + log b) - quotient in formule wordt verschil in dB: a/b → 10.(log a – log b) - macht in formule wordt product in dB: ab → 10.log ab = 10.b.log a

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 EW 101: EW signaalniveau berekeningen in dB Absolute waarde van signaal kan alleen in dB worden uitgedrukt door vergelijking met standaard waarde, want dB is verhouding. De gehanteerde standaard waarde wordt aangegeven als bv. dBm of dBW, de standaard is dan 1 mW resp. 1 W (zie EW101 tabel 2.1). Voorbeeld: 1kW signaalniveau uitgedrukt in dB: Wanneer uitgedrukt in dBW: 10 . log (1kW/1W) = 10 . log(1000W/1W) = 10 log 1000 = 30 dBW Wanneer uitgedrukt in dBm: 10 . log(1kW/1mW) = 10 . log (1000000mW/1mW) = 60 dBm

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 EW 101: EW signaalniveau berekeningen in dB Alle formules worden in EW101 herleid tot signaalniveau berekeningen in dB’s. Alle constantes in formules (π, c, …) worden samengevat in “fudge factor”, vast getal dat per formule verschilt. Voorbeeld: in formule LS= 32 + 20log(d) + 20log (f) is 32 de “fudge factor” Voorwaarde hiervoor is dat met juiste dimensies wordt gewerkt bij toepassing formules, dus bv LS = spreading loss in dB d = distance in km f = transmission frequency in MHz

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

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 One-way link (communications) LP en LA niet zo in EW101 genoemd. Propagation loss LP is spreading loss LS+ atmospheric loss LA LS = 32.4 + 20 log (d) + 20 log (f)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Atmopspheric attennuation (loss) Propagation loss LP is spreading loss LS+ atmospheric loss LA LA = F(f, d) conform figuur, met f [GHz]

kennis elementen - Inzet EOV 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 = -39 + 20log(F) + 10log(σ) PA = P2 - LS

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Inleiding EW, relatie met IOPS Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof Ontwikkelingen in EW Propagatie Huiswerkvraag

kennis elementen - Inzet EOV 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.