Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 3 – Electronic Attack (EA)

Kennis elementen – inzet EOV – 1

Faculteit Militaire Wetenschappen

KTZ b.d. D.M. Ooms MScKTZ b.d. D.M. Ooms MScEmail: [email protected]: [email protected]

Information OperationsInformation Operations

Electronic Warfare (EW)Electronic Warfare (EW)lecture 3 – Electronic Attack (EA)lecture 3 – Electronic Attack (EA)

Information OperationsInformation Operations

Electronic Warfare (EW)Electronic Warfare (EW)lecture 3 – Electronic Attack (EA)lecture 3 – Electronic Attack (EA)



Indeling presentatieIndeling presentatieIndeling presentatieIndeling presentatie

Bespreking huiswerkvraag 1e & 2e collegeBespreking huiswerkvraag 1e & 2e college

Inleiding EA, relatie met IOPSInleiding EA, relatie met IOPS

Toepassing EAToepassing EA

EA apparatuurEA apparatuur

EA kwantitatiefEA kwantitatief

HuiswerkvraagHuiswerkvraag



Huiswerkvraag 1Huiswerkvraag 1ee college collegeHuiswerkvraag 1Huiswerkvraag 1ee college college

Een patrouille in Mali gebruikt een VHF zendontvanger (Combat Net Een patrouille in Mali gebruikt een VHF zendontvanger (Combat Net Radio) voor verbinding vanuit de Bushmaster met de CP in de Radio) voor verbinding vanuit de Bushmaster met de CP in de compound. Het is vlak terrein.compound. Het is vlak terrein.

Wanneer de patrouille een sitrep wil verzenden naar de CP ontdekken Wanneer de patrouille een sitrep wil verzenden naar de CP ontdekken ze dat ze buiten VHF bereik zijn geraakt. Met behulp van een boom ze dat ze buiten VHF bereik zijn geraakt. Met behulp van een boom construeren een gerichte antenne (folded dipole) waarvan ze weten construeren een gerichte antenne (folded dipole) waarvan ze weten dat die 3dB gain oplevert tov de sprietantenne op de Bushmaster. dat die 3dB gain oplevert tov de sprietantenne op de Bushmaster. Daarmee lukt het net om weer verbinding te maken. Ze zijn op dat Daarmee lukt het net om weer verbinding te maken. Ze zijn op dat moment 40 km verwijderd van de compound.moment 40 km verwijderd van de compound.

Stel dat de patrouille geen antennemateriaal had meegenomen, hoeveel Stel dat de patrouille geen antennemateriaal had meegenomen, hoeveel km zou de patrouille dan richting de compound hebben moeten rijden km zou de patrouille dan richting de compound hebben moeten rijden om weer VHF verbinding te kunnen maken?om weer VHF verbinding te kunnen maken?



Huiswerkvraag 2Huiswerkvraag 2ee college collegeHuiswerkvraag 2Huiswerkvraag 2ee college college

Bereken de range advantage factor, uitgedrukt in dB, van de Bereken de range advantage factor, uitgedrukt in dB, van de ESM installatie van een vliegtuig die de ESM installatie van een vliegtuig die de luchtwaarchuwingsradar van een schip detecteert, ten luchtwaarchuwingsradar van een schip detecteert, ten opzichte van die luchtwaarschuwingsradar, wanneer opzichte van die luchtwaarschuwingsradar, wanneer gegeven is dat:gegeven is dat:

• de ontvangstgevoeligheid van de ESM ontvanger en de de ontvangstgevoeligheid van de ESM ontvanger en de radarontvanger aan elkaar gelijk zijn;radarontvanger aan elkaar gelijk zijn;

• de luchtwaarchuwingsradar werkt in de 3 GHz band;de luchtwaarchuwingsradar werkt in de 3 GHz band;

• het radarreflecterend oppervlak van het vliegtuig 5 mhet radarreflecterend oppervlak van het vliegtuig 5 m22 bedraagt;bedraagt;

• Het vliegtuig op gelijke hoogte blijft vliegen (dus geen Het vliegtuig op gelijke hoogte blijft vliegen (dus geen hemstitching techniek toepast).hemstitching techniek toepast).



Opzet & overzicht collegesOpzet & overzicht collegesOpzet & overzicht collegesOpzet & overzicht collegesdatum 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



• 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

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

Definitie Electronic WarfareElectronic Attack

The employment of EM-energy, including directed energy, to reduce or prevent hostile use of the EM-spectrum;



E S E A E P

E W

E S E A E P

E W

EOV stamboom

Electronic Support; Electronic Attack;Electronic Protection



That division of EW involving actions taken to That division of EW involving actions taken to prevent or prevent or reducereduce an enemy’s an enemy’s effective useeffective use of the EM-spectrum, of the EM-spectrum, through the use of EM-energy (NATO)through the use of EM-energy (NATO)

Definitie Electronic Definitie Electronic AttackAttackDefinitie Electronic Definitie Electronic AttackAttack

The use of electromagnetic or directed energy to attack The use of electromagnetic or directed energy to attack personnel, facilities or equipment with the intent of personnel, facilities or equipment with the intent of degrading, neutralizing or destroying enemy combat degrading, neutralizing or destroying enemy combat capability (US DoD)capability (US DoD)



Onderverdeling EAOnderverdeling EAOnderverdeling EAOnderverdeling EANATO indeling:NATO indeling:

1.1. JammingJamming

2.2. DeceptionDeception

3.3. NeutralizationNeutralization

Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM en zowel voor selfdefense als voor area defenseen 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)



Types of jammingTypes of jammingTypes of jammingTypes of jamming



Communications jammingCommunications jammingCommunications jammingCommunications jamming



Radar jammingRadar jammingRadar jammingRadar jamming



Cover / denial jamming (1)Cover / denial jamming (1)Cover / denial jamming (1)Cover / denial jamming (1)



Onderverdeling EAOnderverdeling EAOnderverdeling EAOnderverdeling EANATO indeling:NATO indeling:

1.1. JammingJamming



Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM en zowel voor selfdefense als voor area defenseen 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)



Deception jammingDeception jammingDeception jammingDeception jamming



Range gatesRange gatesRange gatesRange gates



Range deceptionRange deceptionRange deceptionRange deception



Conical scanning (1)Conical scanning (1)Conical scanning (1)Conical scanning (1)



Conical scanning (2)Conical scanning (2)Conical scanning (2)Conical scanning (2)



Conical Conical scanning (3)scanning (3)Conical Conical scanning (3)scanning (3)



Angle deceptionAngle deceptionAngle deceptionAngle deception



The deliberate The deliberate useuse of EM-energy to either temporarily or of EM-energy to either temporarily or permanently permanently damagedamage enemy devices which rely exclusively enemy devices which rely exclusively on the EM-spectrum.on the EM-spectrum.

Directed Energy Weapons (DEW)Directed Energy Weapons (DEW)

Neutralization



Information Superiority

The synergistic and systematic use of all tools as appropriate to create an effect which elicits a desired response.

Offensive CI• Electronic Warfare• Military Deception

• Computer Network Attack• Psychological Operations

• Physical Attack• Public Affairs

Information Operations

• ISR

• Precision Navigation & Positioning• Weather

• Public Affairs• Other

• Information Collection / Dissemination Activities

Information Warfare(attack/defend)

Counter Information

Defensive CI• Electronic Protection• Counter Deception

• Computer Network Defense• Counter Propaganda• Operations Security• Counter Intelligence

• Public Affairs

Information in Warfare(gain/exploit)

E S E A E P

E W

E S E A E P

E W



Onderverdeling toepassingen EAOnderverdeling toepassingen EAOnderverdeling toepassingen EAOnderverdeling toepassingen EA

1.1. JammingJamming



Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM en zowel voor selfdefense als voor area defense

Jamming + deception = softkill, wordt vaak samen met hardkill toegepast (guns, missiles)



Toepassing EA (jamming & deception)• Countersurveillance (preventief)

• ASMD (reactief)



Toepassing radar jamming



Range AdvantageRange AdvantageRange AdvantageRange Advantage



Sterkte ontvangensignaal in radar RX

Afstand radar RX - stoorzenderMSSR

R = S

S = STOORSIGNAALR = RADARECHOSIGNAAL

R

S

Minimum self screening range – Burn through



Comms jamming – burn-throughComms jamming – burn-throughComms jamming – burn-throughComms jamming – burn-through



Radar jamming – burn-throughRadar jamming – burn-throughRadar jamming – burn-throughRadar jamming – burn-through



Onderverdeling toepassingen EAOnderverdeling toepassingen EAOnderverdeling toepassingen EAOnderverdeling toepassingen EA

1.1. JammingJamming



Deze onderverdeling geldt zowel voor COM als NONCOM en zowel voor selfdefense als voor area defense

Jamming + deception = softkill, wordt vaak samen met hardkill toegepast (guns, missiles)



Toepassing neutralization:Joint IED Neutralizer (JIN)



Joint IED Neutralizer (JIN)



ORU (omni-antenne)MRU (peilantenne)



ECM subsysteem



ESM-antenne



SABRESABRESABRESABRE


Faculteit Militaire WetenschappenCHAFFCHAFF



One-way link (communications)

PT GT LP GR PR

One-way link: PR = PT + GT – LP + GR



Propagation Loss (para 2.2.2)Propagation Loss (para 2.2.2)Propagation Loss (para 2.2.2)Propagation Loss (para 2.2.2)

Spreading Loss:LS = 32,4 + 20 log(D) + 20 log(F)

LS Spreading LossD distance [km]F frequency [MHz]

Propagation Loss = LS + LA

LS: Spreading Loss: formule of nomogram figuur 2.2 op p .12LA: Atmospheric Loss: diagram fig. 2.3 op p. 14. Verwaarloosbaar < 4 GHz



Two-way link (radar) (1)

Effective Radiated Power ERP = PT + G

P1 = ERP – LS

Signal Reflection Factor P2 – P1 = -39 + 20log(F) + 10log(σ)

PA = P2 - LS



Two-way link (radar) (2)

Effective Radiated Power ERP = PT + GP1 = ERP – LS

P2 – P1 = -39 + 20log(F) + 10log(σ)PA = P2 - LS

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)

LS = 32,4 + 20 log(D) + 20 log(F)



Jamming-to-Signal ratio J/S (1) (para 9.2)Jamming-to-Signal ratio J/S (1) (para 9.2)Jamming-to-Signal ratio J/S (1) (para 9.2)Jamming-to-Signal ratio J/S (1) (para 9.2)

Zie figuur 9.6 t/m 9.10 op p.182-185Zie figuur 9.6 t/m 9.10 op p.182-185

PJ transmitted Jamming powerPT Transmitted PowerGJ Gain Jamming antenna GT Gain Transmitter (comms)DJ Distance of Jammer [km]DS Distance for comms Signal [km]

Communications jamming:J/S = PJ -PT+ GJ - GT - 20log(DJ) + 20log(DS) + GRJ - GR

GRJ Gain Receiving antenna in direction of Jammer

GR Gain Receiving antennaGT/R Gain radar antenna DT Distance of Target [km]σ RCS [m2]





Radar jamming (stand-off):J/S=71+PJ-PT+GJ-2GT/R+GRJ-20log(DJ)+40log(DT)-10log(σ)

PJ transmitted Jamming powerPT Transmitted PowerGJ 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 antennaGT/R Gain radar antenna DT Distance of Target [km]σ RCS [m2]





Radar jamming (self protecting):J/S = 71+ PJ- PT+ GJ- GT/R+ 20log(DT)- 10log(σ)

PJ transmitted Jamming powerPT Transmitted PowerGJ Gain Jamming antenna GT/R Gain radar antenna DT Distance of Target [km]σ RCS [m2]

Onderscheid stand-off jamming & self-protecting jamming: Onderscheid stand-off jamming & self-protecting jamming:

DJ = = DT en GT/R = GRJ



Burn-Through (para 9.3)Burn-Through (para 9.3)Burn-Through (para 9.3)Burn-Through (para 9.3)

Zie figuur 9.10, 9.11 & 9.12 op p.185-188Zie figuur 9.10, 9.11 & 9.12 op p.185-188

Geen nieuwe formules!Geen nieuwe formules!

“ “ J/S ratio is reduced to the point where the receiver being J/S ratio is reduced to the point where the receiver being jammed can adequately do its job”jammed can adequately do its job”

J/S is dan 0-40 dB, vuistregel 10 dB (NB: in slide 19: 0 dB!)J/S is dan 0-40 dB, vuistregel 10 dB (NB: in slide 19: 0 dB!)

Formules voor burn-through range gebruiken formules van Formules voor burn-through range gebruiken formules van slides 40 & 41 maar zetten de afstand links in de vergelijking slides 40 & 41 maar zetten de afstand links in de vergelijking



HuiswerkvraagHuiswerkvraagHuiswerkvraagHuiswerkvraag

Een vliegtuig dat wordt ingezet voor stand-off jamming heeft een minimum self-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 screening range van 30 km. Om deze te verbeteren wordt het vliegtuig bij de midlife modernization uitgerust met stealth techniek, waardoor het midlife modernization uitgerust met stealth techniek, waardoor het radarreflecterend oppervlak met 3dB wordt teruggebracht. radarreflecterend oppervlak met 3dB wordt teruggebracht.

Hoeveel wordt de minimum self-screening range?Hoeveel wordt de minimum self-screening range? Stel dat defensiestaf overweegt, gezien de kosten van Stealth technologie, om Stel dat defensiestaf overweegt, gezien de kosten van Stealth technologie, om

in plaats daarvan het vermogen van de stoorzender te verhogen. Met hoeveel in plaats daarvan het vermogen van de stoorzender te verhogen. Met hoeveel dB moet het vermogen worden vergroot om hetzelfde effect te bereiken? dB moet het vermogen worden vergroot om hetzelfde effect te bereiken?

Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 3 – Electronic Attack (EA)

Documents

Transcript of Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 3 – Electronic Attack (EA)