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

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e & 2e college Inleiding EA, relatie met IOPS Toepassing EA EA apparatuur EA kwantitatief Huiswerkvraag

Huiswerkvraag 1e college kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Huiswerkvraag 1e college 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.

Huiswerkvraag 2e college kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Huiswerkvraag 2e college 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).

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 Payne ch 6 basic electronic combat rx (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 Payne ch 5 (tracking systems) azimuth & range tracking (p. 69-75), ch 6 electronic attack (p. 86-94, 9 p) EW101 ch 9 (jamming) tot para 9.4 (15 p) 3/12 Electronic Protection notg

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 Attack 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;

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

Definitie Electronic Attack kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Definitie Electronic Attack That division of EW involving actions taken to prevent or reduce an enemy’s effective use of the EM-spectrum, through the use of EM-energy (NATO) The use of electromagnetic or directed energy to attack personnel, facilities or equipment with the intent of degrading, neutralizing or destroying enemy combat capability (US DoD) DEFINITIE A: Kort gezegd: het ontzeggen of minimaliseren van het gebruik van het EM spectrum door de tegenstander VS definitie van Electronic Attack: use of electromagnetic or directed energy to attack personel, facilities or equipment with the intent of degrading, neutralizing or destroying enemy combat capability. (gebruik van em energy voor hardkill (anti ballistic missile defense), tegen personeel (laser)) In NATO wordt EA onderverdeeld in 3 subgroepen. 4

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Onderverdeling EA NATO indeling: Jamming Deception Neutralization Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM en zowel voor selfdefense als voor area defense US indeling: 1. jamming (denial & deception) 2. expendable decoys (chaff, flares, reflectors, transmitters) 3. target masking & modification (stealth, RAM) 4. Anti-radiation weapons (HARM) In deze onderverdeling kan ARM niet goed geplaatst worden. Deze onderverdeling geldt voor non comms (radar) als comms. Systemen voor zelfverdediging – systemen voor area defense (in staat meerdere eenheden te maskeren, bv force jammer of force decoys). Inzet area defense door OTC. We zullen de 3 subgroepen apart behandelen. 8

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Types of jamming

Communications jamming kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Communications jamming

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Radar jamming

Cover / denial jamming (1) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Cover / denial jamming (1)

Cover / denial jamming (2) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Cover / denial jamming (2)

Cover / denial jamming (3) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Cover / denial jamming (3)

Cover / denial jamming (4) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Cover / denial jamming (4)

Cover / denial jamming (5) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Cover / denial jamming (5)

Cover / denial jamming (6) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Cover / denial jamming (6)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Onderverdeling EA NATO indeling: Jamming Deception Neutralization Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM en zowel voor selfdefense als voor area defense US indeling: 1. jamming (denial & deception) 2. expendable decoys (chaff, flares, reflectors, transmitters) 3. target masking & modification (stealth, RAM) 4. Anti-radiation weapons (HARM) In deze onderverdeling kan ARM niet goed geplaatst worden. Deze onderverdeling geldt voor non comms (radar) als comms. Systemen voor zelfverdediging – systemen voor area defense (in staat meerdere eenheden te maskeren, bv force jammer of force decoys). Inzet area defense door OTC. We zullen de 3 subgroepen apart behandelen. 8

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Deception jamming

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Range gates

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Range deception

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Conical scanning (1)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Conical scanning (2)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Conical scanning (3)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Angle deception

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Neutralization The deliberate use of EM-energy to either temporarily or permanently damage enemy devices which rely exclusively on the EM-spectrum. Directed Energy Weapons (DEW) 10

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 Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e & 2e college Inleiding EA, relatie met IOPS Toepassing EA EA apparatuur EA kwantitatief Huiswerkvraag

Onderverdeling toepassingen EA kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Onderverdeling toepassingen EA Jamming Deception Neutralization Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM en zowel voor selfdefense als voor area defense In deze onderverdeling kan ARM niet goed geplaatst worden. Deze onderverdeling geldt voor non comms (radar) als comms. Systemen voor zelfverdediging – systemen voor area defense (in staat meerdere eenheden te maskeren, bv force jammer of force decoys). Inzet area defense door OTC. We zullen de 3 subgroepen apart behandelen. Jamming + deception = softkill, wordt vaak samen met hardkill toegepast (guns, missiles) 8

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Toepassing EA (jamming & deception) Countersurveillance (preventief) ASMD (reactief) Preventief: zorgen dat je niet wordt aangevallen, door schaduwend vliegtuig te storten Reactief: verdediging nadat je bent aangevallen Deze voorbeelden betreffen NONCOM EA. Equivalent voor COM EA is noise jamming en deception door gebruik onderschepte callsigns etc.

kennis elementen - Inzet EOV 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.

Toepassing radar jamming

kennis elementen - Inzet EOV 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)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Minimum self screening range – Burn through Sterkte ontvangen signaal in radar RX Afstand radar RX - stoorzender MSSR R = S S = STOORSIGNAAL R = RADARECHOSIGNAAL R S MSSR en burnthrough hebben betrekking op dezelfde afstand waarbij vermogen ontvangen radarsignaal even groot is als het vermogen van het stoorsignaal. Vanuit gejamde eenheid: burn through, radarecho stoorplatform wordt zichtbaar ondanks aanwezigheid van stoorsignaal. Vanuit stoorplatform: afstand tot waar eenheid zich in het stoorsignaal kan verbergen. Wat is het verschil tussen de lijnen stoorsignaal en radarsignaal in grafiek: radarsignaal legt afstand dubbel af. De MSSR is moeilijk te berekenen: afhankelijk van o.a. RCS doel, jammer power, polarisatie, radar ontvanger, pulsintegratie, sidelobes EW 101 geeft op 189-191 vereenvoudigde formules met factoren: vermogen radar en jammer, antenne gain radar en jammer, afstanden en RCS doel. Stoorzenders zijn dus effectiever naarmate afstand groter is. Onderscheid self-protection jamming en stand-off jamming, zie EW101 p 187 Grafiek geldt voor radarjamming maar kan ook voor commsjamming worden getekend. 12

Comms jamming – burn-through kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Comms jamming – burn-through

Radar jamming – burn-through kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Radar jamming – burn-through

Onderverdeling toepassingen EA kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Onderverdeling toepassingen EA Jamming Deception Neutralization Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM en zowel voor selfdefense als voor area defense In deze onderverdeling kan ARM niet goed geplaatst worden. Deze onderverdeling geldt voor non comms (radar) als comms. Systemen voor zelfverdediging – systemen voor area defense (in staat meerdere eenheden te maskeren, bv force jammer of force decoys). Inzet area defense door OTC. We zullen de 3 subgroepen apart behandelen. Jamming + deception = softkill, wordt vaak samen met hardkill toegepast (guns, missiles) 8

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Toepassing neutralization: Joint IED Neutralizer (JIN) Afstand bestuurbare wagen max 50km/u. Produceert hoge energie zoals bliksemflits en detoneert verborgen explosieven.

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Joint IED Neutralizer (JIN)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e & 2e college Inleiding EA, relatie met IOPS Toepassing EA EA apparatuur EA kwantitatief Huiswerkvraag

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Voorbeelden Hard Kill en Soft Kill: Hard Kill: Prowler met HARM (High speed ARM), MK214 Soft Kill: CHAFF en jammer

kennis elementen - Inzet EOV 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)

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 ECM subsysteem Jammer aan boord M fregat. Twee antennes samen rondom bereik

ESM-antenne

SABRE

kennis elementen - Inzet EOV CHAFF 3 april 2007 Wat is chaff? Glas wordt gesmolten en verwerkt tot lange slierten/dunne draden en daarna sleept door gesmolten aluminium en vervolgens opgerold. Door gel om aan elkaar plakken te voorkomen, drogen en snijden. Verpakt in wrapping (soort folie) Alle grotere schepen hebben verschillende lanceer opstellingen, BB en SB

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e & 2e college Inleiding EA, relatie met IOPS Toepassing EA EA apparatuur EA kwantitatief Huiswerkvraag

kennis elementen - Inzet EOV 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 = 32,4 + 20 log(D) + 20 log(F) LS Spreading Loss D distance [km] F frequency [MHz]

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Two-way link (radar) (1) 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 Two-way link (radar) (2) Effective Radiated Power ERP = PT + G P1 = ERP – LS P2 – P1 = -39 + 20log(F) + 10log(σ) PA = P2 - LS LS = 32,4 + 20 log(D) + 20 log(F) DUS: PA = PR= S = PT + GT – 2(32 + 20 log(D) + 20 log(F)) - 39 + 20log(F) + 10log(σ) + GR S = PT + 2GT/R - 103 - 40 log(D) - 20 log(F) + 10log(σ) In EW101 worden f en F door elkaar gebruikt.

Jamming-to-Signal ratio J/S (1) (para 9.2) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Jamming-to-Signal ratio J/S (1) (para 9.2) Zie figuur 9.6 t/m 9.10 op p.182-185 Communications jamming: J/S = PJ -PT+ GJ - GT - 20log(DJ) + 20log(DS) + GRJ - GR PJ transmitted Jamming power PT Transmitted Power GJ Gain Jamming antenna GT Gain Transmitter (comms) DJ Distance of Jammer [km] DS Distance for comms Signal [km] GRJ Gain Receiving antenna in direction of Jammer GR Gain Receiving antenna GT/R Gain radar antenna DT Distance of Target [km] σ RCS [m2]

Jamming-to-Signal ratio J/S (2) (para 9.2) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Jamming-to-Signal ratio J/S (2) (para 9.2) Zie figuur 9.6 t/m 9.10 op p.182-185 Radar jamming (stand-off): J/S=71+PJ-PT+GJ-2GT/R+GRJ-20log(DJ)+40log(DT)-10log(σ) PJ transmitted Jamming power PT Transmitted Power GJ Gain Jamming antenna GT Gain Transmitter (comms) DJ Distance of Jammer [km] DS Distance for comms Signal [km] GRJ Gain Receiving antenna in direction of Jammer GR Gain Receiving antenna GT/R Gain radar antenna DT Distance of Target [km] σ RCS [m2]

Jamming-to-Signal ratio J/S (3) (para 9.2) kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Jamming-to-Signal ratio J/S (3) (para 9.2) Zie figuur 9.6 t/m 9.10 op p.182-185 Onderscheid stand-off jamming & self-protecting jamming: DJ = DT en GT/R = GRJ Radar jamming (self protecting): J/S = 71+ PJ- PT+ GJ- GT/R+ 20log(DT)- 10log(σ) PJ transmitted Jamming power PT Transmitted Power GJ Gain Jamming antenna GT/R Gain radar antenna DT Distance of Target [km] σ RCS [m2]

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Burn-Through (para 9.3) Zie figuur 9.10, 9.11 & 9.12 op p.185-188 Geen nieuwe formules! “ J/S ratio is reduced to the point where the receiver being jammed can adequately do its job” J/S is dan 0-40 dB, vuistregel 10 dB (NB: in slide 19: 0 dB!) Formules voor burn-through range gebruiken formules van slides 40 & 41 maar zetten de afstand links in de vergelijking

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Indeling presentatie Bespreking huiswerkvraag 1e & 2e college Inleiding EA, relatie met IOPS Toepassing EA EA apparatuur EA kwantitatief Huiswerkvraag

kennis elementen - Inzet EOV 3 april 2007 Huiswerkvraag Een vliegtuig dat wordt ingezet voor stand-off jamming heeft een minimum self-screening range van 30 km. Om deze te verbeteren wordt het vliegtuig bij de midlife modernization uitgerust met stealth techniek, waardoor het radarreflecterend oppervlak met 3dB wordt teruggebracht. Hoeveel wordt de minimum self-screening range? Stel dat defensiestaf overweegt, gezien de kosten van Stealth technologie, om in plaats daarvan het vermogen van de stoorzender te verhogen. Met hoeveel dB moet het vermogen worden vergroot om hetzelfde effect te bereiken?