Faculteit Militaire Wetenschappen Information Operations Electronic Warfare EW

Faculteit Militaire Wetenschappen 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 – 1

Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie l Inleiding EW, relatie met IOPS l Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof l Ontwikkelingen in EW l Propagatie l Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 2

Faculteit Militaire Wetenschappen 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

Faculteit Militaire Wetenschappen Electro-Magnetisch spectrum k. Hz MHz 3 0 3 ELF VLF 30 LF COMMS 30 300 3000 MF HF GHz 3 VHF UHF SHF 30 300 EHF RADAR/COMMS XIR 3000 IR VL UV R 15 0. 7 0. 02 0. 4 mm OPTISCH Kennis elementen – inzet EOV – 4

Faculteit Militaire Wetenschappen 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 – 5

Faculteit Militaire Wetenschappen Definitie Electronic Warfare Electronic Support Measures • 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 – 6

Faculteit Militaire Wetenschappen 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. Electronic Counter Measures ATP 1 vol 1 pt. 5101 Kennis elementen – inzet EOV – 7

Faculteit Militaire Wetenschappen 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 Electronic Protection Measures Kennis elementen – inzet EOV – 8

Faculteit Militaire Wetenschappen EOV stamboom NB elk element: COM & NONCOM Kennis elementen – inzet EOV – 9

Faculteit Militaire Wetenschappen EOV stamboom nieuw Electronic Support; Electronic Attack; Electronic Protection Kennis elementen – inzet EOV – 10

Faculteit Militaire Wetenschappen EW vs Intelligence Signal Intel; Electronic Intel; Communications Intel Kennis elementen – inzet EOV – 11

Faculteit Militaire Wetenschappen 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 Kennis elementen – inzet EOV – 12

Faculteit Militaire Wetenschappen 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 Defensive CI • Electronic Warfare • Military Deception • Computer Network Attack • Psychological Operations • Physical Attack • Public Affairs • 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 – 13

Faculteit Militaire Wetenschappen Relatie EW - IOPS Info verzamelen Sensoren Info uitwisselen Communicatie Gebruik EM spectrum Gebruik EM Spectrum ES Info verzamelen Sensoren EA Info uitwisselen Communicatie EP Kennis elementen – inzet EOV – 14

Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie l Inleiding EW, relatie met IOPS l Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof l Ontwikkelingen in EW l Propagatie l Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 15

Faculteit Militaire Wetenschappen 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, (2 nd ed. ), Annapolis (MD), Naval Institute Press Wikipedia (as specified) Kennis elementen – inzet EOV – 16

Faculteit Militaire Wetenschappen Opzet & overzicht colleges datum onderwerp literatuur 05/11 Introduction EW, propagation EW 101 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 Notg 3/12 Electronic Protection notg Kennis elementen – inzet EOV – 17

Faculteit Militaire Wetenschappen Opzet & overzicht colleges n Opzet colleges: theorie + kwantitatief aspect (d. B vergelijkingen) huiswerkvraag kwantitatief, individueel maken volgende college uitwerking presenteren n Tentamenstof: ppt presentaties incl notitie pagina’s opgegeven literatuur n Tentamenvorm: gesloten boek: theorie open boek (EW 101, geen aantek. ): kwantitatief Kennis elementen – inzet EOV – 18

Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie l Inleiding EW, relatie met IOPS l Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof l Ontwikkelingen in EW l Propagatie l Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 19

Faculteit Militaire Wetenschappen Kennis elementen – inzet EOV – 20

Faculteit Militaire Wetenschappen Kennis elementen – inzet EOV – 21

Faculteit Militaire Wetenschappen C 2 W V Command Control Warfare Physical Destruction Operations Psychological Military Security Operations Deception Electronic Warfare Communication and Information Systems (CIS) All Source Intelligence Kennis elementen – inzet EOV – 22

IO Fundamenten en Faculteit Militaire Wetenschappen Activiteiten IO Fundamenten 1. Alles is beïnvloeding 2. Sociologische besluitvormingsprocessen 3. Geloofwaardigheid 4. Denken in en vanuit effecten IO Activiteiten 1. Key Leader Engagement 2. Psychological Operations 3. Public Affairs 4. Civil Military Cooperation 5. Command Control Warfare 6. Presence, Posture and Profile “De coördinatie van activiteiten in het informatiedomein die gericht zijn op de beïnvloeding 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 informatieprocessen en het aangrijpen van informatie en informatiesystemen van potentiële tegenstanders. ” I. M. van Osch, “Information Operations. Synchronisatie van actie en informatie”, Militaire Spectator, Nr. 5 -2011 Kennis elementen – inzet EOV – 23

Faculteit Militaire Wetenschappen 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 C 2 W met EW als onderdeel Tweede Golfoorlog, Afghanistan: opkomst IOPS, toename belang com EW voor maritime ops Kennis elementen – inzet EOV – 24

Faculteit Militaire Wetenschappen Ontwikkeling EOV in NL krijgsmacht • Amerikaanse burgeroorlog, WOI Com • WOII Non-Com • Vietnam KM • Zesdaagse oorlog Midden Oosten • 1 e Golfoorlog C 2 W • 2 e Golfoorlog IOPS KL • Afghanistan Kennis elementen – inzet EOV – 25

Faculteit Militaire Wetenschappen COM EW Kennis elementen – inzet EOV – 26

Faculteit Militaire Wetenschappen NONCOM EW Kennis elementen – inzet EOV – 27

Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie l Inleiding EW, relatie met IOPS l Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof l Ontwikkelingen in EW l Propagatie l Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 28

Faculteit Militaire Wetenschappen Electro-Magnetisch spectrum k. Hz MHz 3 0 3 ELF VLF 30 LF COMMS 30 300 3000 MF HF GHz 3 VHF UHF SHF 30 300 EHF RADAR/COMMS 3000 XIR IR VL UV R 15 0. 7 0. 02 0. 4 mm OPTISCH Kennis elementen – inzet EOV – 29

Faculteit Militaire Wetenschappen ELOS/BLOS Propagatie grondgolf Afstandsbereik: HF: honderden km VLF: duizenden km Kennis elementen – inzet EOV – 30

Faculteit Militaire Wetenschappen BLOS Propagatie Ionosfeer: 70 -300 km hoogte ruimtegolf Afstandsbereik: tot duizenden km Kennis elementen – inzet EOV – 31

Faculteit Militaire Wetenschappen Hoogte satelliet: 36000 km LOS Propagatie directe golf (LOS) Kennis elementen – inzet EOV – 32

Faculteit Militaire Wetenschappen 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)) Kennis elementen – inzet EOV – 33

Faculteit Militaire Wetenschappen EW 101: EW signaalniveau berekeningen in d. B Principe d. B: 10. (logarithme van verhouding), dus 10. 10 log (a/b) Voorbeeld: niveau signaal a is 3 d. B hoger dan signaal b betekent: 10. 10 log (a/b) = 3 d. B dus 10 log (a/b) = 0, 3 dus 100, 3 = a/b = 2 dus 3 d. B verschil signaalniveau komt overeen met factor 2 verschil in absolute waarde van signaalniveau. Uit definitie d. B volgt, wanneer formule wordt omgezet in d. B: - product in formule wordt som in d. B : a. b → 10. (log a + log b) - quotient in formule wordt verschil in d. B: a/b → 10. (log a – log b) - macht in formule wordt product in d. B: ab → 10. log ab = 10. b. log a Kennis elementen – inzet EOV – 34

Faculteit Militaire Wetenschappen EW 101: EW signaalniveau berekeningen in d. B Absolute waarde van signaal kan alleen in d. B worden uitgedrukt door vergelijking met standaard waarde, want d. B is verhouding. De gehanteerde standaard waarde wordt aangegeven als bv. d. Bm of d. BW, de standaard is dan 1 m. W resp. 1 W (zie EW 101 tabel 2. 1). Voorbeeld: 1 k. W signaalniveau uitgedrukt in d. B: Wanneer uitgedrukt in d. BW: 10. log (1 k. W/1 W) = 10. log(1000 W/1 W) = 10 log 1000 = 30 d. BW Wanneer uitgedrukt in d. Bm: 10. log(1 k. W/1 m. W) = 10. log (1000000 m. W/1 m. W) = 60 d. Bm Kennis elementen – inzet EOV – 35

Faculteit Militaire Wetenschappen EW 101: EW signaalniveau berekeningen in d. B • Alle formules worden in EW 101 herleid tot signaalniveau berekeningen in d. B’s. • Alle constantes in formules (π, c, …) worden samengevat in “fudge factor”, vast getal dat per formule verschilt. Voorbeeld: in formule LS= 32 + 20 log(d) + 20 log (f) is 32 de “fudge factor” • Voorwaarde hiervoor is dat met juiste dimensies wordt gewerkt bij toepassing formules, dus bv LS = spreading loss in d. B d = distance in km f = transmission frequency in MHz Kennis elementen – inzet EOV – 36

Faculteit Militaire Wetenschappen One-way link (communications) PT GT LP GR PR One-way link: PR = PT + GT – LP + GR Kennis elementen – inzet EOV – 37

Faculteit Militaire Wetenschappen One-way link (communications) Propagation loss LP is spreading loss LS+ atmospheric loss LA LS = 32. 4 + 20 log (d) + 20 log (f) Kennis elementen – inzet EOV – 38

Faculteit Militaire Wetenschappen 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 – 39

Faculteit Militaire Wetenschappen Two-way link (radar) Effective Radiated Power ERP = PT + G P 1 = ERP – LS Signal Reflection Factor P 2 – P 1 = -39 + 20 log(F) + 10 log(σ) PA = P 2 - L S Kennis elementen – inzet EOV – 40

Faculteit Militaire Wetenschappen Indeling presentatie l Inleiding EW, relatie met IOPS l Opzet en overzicht colleges & te bestuderen stof l Ontwikkelingen in EW l Propagatie l Huiswerkvraag Kennis elementen – inzet EOV – 41

Faculteit Militaire Wetenschappen 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 3 d. B 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? Kennis elementen – inzet EOV – 42