Contromisure elettroniche (ECM), jammer e attacco ai radar
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E’ un argomento difficile, non devi scusarti. In termini generici, perché ci sono le eccezioni, oggi i dispositivi di disturbo su di un caccia operano in modo completamente automatico. In molti casi i
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La prima parte dell'articolo rinnovato sulle tecniche di guerra elettronica. Appena troverò un po' di tempo lo pubblicherò anche qui. http://www.loneflyer.com/2019/02/09/tecniche-di-attacco-elett
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Seconda parte: http://www.loneflyer.com/2019/02/18/tecniche-di-attacco-elettronico-seconda-parte/
Tecniche di attacco elettronico.
Come avevo promesso in altra occasione, ho pensato di scrivere qualcosa sui metodi di disturbo radar. L’argomento è vasto, complesso, coperto da segreto…Ma qualcosa si può trovare. Non è mia intenzione fare “la storia della guerra elettronica”: vi sono molti libri e riviste sull’argomento, vi ho già suggerito altrove due ottimi testi. L’idea è trattare l’argomento “Attacco elettronico” (EA, ex-ECM) cominciando dalle tecniche di disturbo ed inganno, passando poi ai sistemi di rilevamento passivo, alle prestazioni dei dispositivi ed infine ai velivoli dedicati. Cercherò di spiegare tutto in modo semplice. Se vi piace l’idea… Seguitemi.
I radar costituiscono ancora lo strumento primario di rilevamento. Le loro prestazioni sono andate aumentando progressivamente e così la loro sofisticazione, soprattutto in termini di ECCM o, nella definizione attuale, EP (electronic protection). Ogni radar è caratterizzato da diversi parametri (lunghezza d’onda, frequenza di ripetizione degli impulsi, polarizzazione del segnale, velocità di rotazione dell’antenna, presenza di lobi secondari, modalità di scansione, forme d’onda, potenza media e di picco, ecc. ecc. per le definizioni…Cercate su wiki!). Anche le tecniche di disturbo più vecchie possono tornare utili perché sono ancora presenti in quantità sistemi superati ma insidiosi…Esistono decine e decine di tecniche di disturbo, finora ne ho identificate una quarantina ma altre venti (le più recenti) sono coperte da segreto. Non le tratterò tutte perché in alcuni casi le informazioni disponibili sono insufficienti (una a caso: Countdown Blink).
L’attacco elettronico utilizza il disturbo (noise), l’inganno (deception), la seduzione, la confusione. E’ in grado di disturbare la corretta rilevazione dei parametri tipici di un bersaglio, cioè distanza, rotta, velocità.
Noise: il disturbo è la tecnica più facile da applicare. Sulla stessa frequenza del radar vittima si trasmette rumore di fondo ad elevata potenza in modo da coprire il segnale di ritorno. La potenza richiesta è proporzionale a quella di picco del radar e, quindi, molto alta. Impedisce principalmente la determinazione della distanza e può schermare molti aerei contemporaneamente. E’ efficace quando il rapporto disturbo/segnale (jam-to-signal ratio) è maggiore o uguale a 1. Ogni tanto è necessario interrompere l’emissione (look-through), per “ascoltare” le frequenze in arrivo e verificare eventuali cambiamenti nei parametri. In caso affermativo il Jammer modifica all’istante l’emissione. I sistemi più sofisticati possono interrompere le emissioni in time-sharing (High speed chop) o con schemi (look over) di sicurezza,basati su dati elint. E’ importante non attivare troppo presto i disturbatori: il rischio è il rilevamento passivo (beaconing) che, tra l’altro, consente di tracciare il disturbatore oltre il raggio di scoperta del radar. Poiché la potenza dell’eco radar del bersaglio varia inversamente alla quarta potenza della distanza e la potenza del jammer invece è inversa al quadrato della distanza, al diminuire di questa, la potenza dell’eco aumenta più rapidamente ed è richiesta sempre più potenza. Alla fine il rumore generato dal jammer non potrà più nascondere il bersaglio (JSR
SPT Spot noise: si focalizza tutta l’energia su una sola frequenza (narrow bandwidth). La procedura può essere altamente automatizzata (ASN Automatic spot noise), in modo che il disturbatore possa agganciarsi alla corretta frequenza al primo segnale ricevuto. Il disturbo, a seconda del segnale, può essere continuo (CN), a impulsi (PN), modulato (NSAM), ecc.
EPM (ECCM): il radar controbatte cambiando frequenza all’interno della banda (su spread spectrum). I moderni disturbatori possono seguire un cambio prevedibile di frequenza (pseudo-random, basato su algoritmi che consentono la replicabilità), perciò la variazione deve essere realmente casuale (truly random). Si possono adoperare più disturbatori ma senza garanzia di successo. Un’altra tecnica consente di cancellare l’interferenza (Polarization canceller), prendendo il segnale, modificando la sua ampiezza ed invertendone la polarità. Quando i due segnali, falso e reale, sono sommati, l’interferenza sparisce. Sfortunatamente esistono jammer “polarization agile”che cambiano rapidamente polarizzazione . Inoltre la cancellazione è inefficace contro disturbatori multipli. A questo si può ovviare con i “cancellatori di polarizzazione a monoimpulso”digitali…E il gioco continua.
SWPT Swept spot jamming o Sweep jamming (pulse o cw): Se i radar sono numerosi, si può utilizzare il jamming di “spazzata”. Tutta la potenza è spostata (swept) passando attraverso tutte le frequenze di una banda utilizzate dai radar, da una frequenza all’altra, con schemi sistematici in veloce successione (fast sequential). Il problema è che, in tal modo, non sono disturbate tutte contemporaneamente, e l’efficacia complessiva è limitata. Rende comunque tutte le frequenze periodicamente inutilizzabili. Una variante più sofisticata è l’SOJ Automatic frequency Set-On-Jamming che, in time-sharing, rileva, forma una lista prioritaria e disturba frequenze multiple simultaneamente.
EPM: molti radar possono cambiare banda o possono esserci più radar che operano su bande diverse. Una buona difesa consiste nel “guard band receiver”, con una frequenza adiacente, che oscura il segnale quando il ricevitore mostra un disturbo. Inoltre lo stesso radar può inviare segnali spurii da un’antenna ausiliaria per mascherare il segnale reale con rumore casuale e rendere difficile la rilevazione della frequenza esatta e per sovraccaricare (overload) le difese del bersaglio. Anche l’accurata gestione delle emissioni, in una rete radar, con l’accensione o lo spegnimento in successione dei radar, complica l’opera di disturbo.
BAR Barrage noise e BSAM Barrage-Noise-Swept Amplitude Modulation : se i radar sono numerosi, di diverse caratteristiche, operano su molte frequenze e bande differenti, è il momento di impiegare i “jammer di sbarramento”. Si possono disturbare simultaneamente tutte le frequenze di una banda (broadband) con un solo disturbatore. Ma l’effetto può essere limitato perché tutta l’energia è dispersa su tutte le frequenze. (il raggio di “burn through” sarà maggiore). E più frequenze sono disturbate, meno efficace è il disturbo sulla singola frequenza. La potenza richiesta è altissima. Se, per fare un esempio, la potenza di picco dell’eco radar (alla distanza del bersaglio) è pari a 10Kw, il jammer dovrà impegnare 10Kw di potenza! Se i radar sono 10, dovrà inviare 100Kw! Qui non si fanno sconti. La potenza massima è il fattore dominante: ecco perché metodi simili sono definiti “di forza bruta”. I radar moderni sono pieni di sorprese spiacevoli per i velivoli “dedicati” al supporto elettronico: oltre all’agilità di frequenza, hanno filtri adattativi, ricevitori CFAR, circuiti di soppressione disturbi nei lobi laterali, compressione degli impulsi ecc. ecc. Non ultime, caratteristiche L.P.I.
Così i moderni disturbatori possono scansionare le bande al ritmo di molti GHz al secondo, misurare all’istante la frequenza ed i principali parametri, penetrare i codici degli impulsi emessi (anti-coded waveform), seguire automaticamente i salti di frequenza e riconoscere tutti i metodi difensivi adottati dai radar vittima. La conoscenza precisa del funzionamento del sistema nemico, permette di calibrare il disturbo anche contro il singolo radar (Base Jamming), senza interferire sulle frequenze vicine.
Ma le grane non sono finite. Perché qualcuno ha avuto la bella idea di inserire in alcuni missili la possibilità HOJ (home-on-jam): autoguida sulla sorgente di disturbo. Il missile viene così attirato dalle potenti emissioni del disturbatore e, silenziosamente, lo attacca. E allora?
CAJ COOPERATIVE ANGLE JAMMING (mutual protection)- già in Vietnam si utilizzava il disturbo cooperativo di gruppi di aerei, in formazione a quadrato o a pentagono, per rendere più efficace il jamming contro i radar di puntamento e presentare un bersaglio diffuso. Qui la faccenda è diversa. Il gruppo di aerei (due o più) utilizza l’Angular Blinking.
CBN cooperatively blinked noise, BDN blinking doppler noise : i disturbatori sono accesi e spenti alternativamente in modo coordinato, all’interno della medesima “cella” angolare del radar vittima. Questo degrada la risoluzione angolare del radar di ricerca e crea falsi bersagli in un radar TWS, al punto di saturarlo e renderlo incapace di agganciare alcunché. In più, degrada la guida HOJ. Il missile puntato alla coppia di aerei, passerà tra di loro senza danno, perché quando nel suo settore il sensore vede 2 o più sorgenti si dirige sul centro medio (centroid homing). Lo scherzetto deve essere fatto bene: se la frequenza di “blinking” è troppo alta il radar potrà calcolare i dati di posizione medi, se è troppo bassa il missile centrerà uno dei due disturbatori. Il Blinking jamming risulta efficace anche contro i “polarization canceller” per i motivi già visti.
RBM range bin masking o Cover Pulse jamming:
efficace contro radar a bassa e media prf che rilevano la distanza. Il disturbo è temporizzato per cadere entro un intervallo che copre la distanza in cui si può trovare l’aereo.
VBM velocity bin masking o DN doppler noise o Straight-through Repeater : efficace contro radar ad alta prf che sfruttano la variazione di frequenza doppler dei bersagli. Ricevuto il segnale, variano la frequenza Doppler e la ritrasmettono indietro, rendendo il radar incapace di ricavare la distanza reale.
Con questi ultimi sistemi iniziamo già ad entrare nel settore dell’inganno elettronico, con tecniche molto più sofisticate.
Continua…