Идентификация друга или врага

редактировать
Набор для испытаний IFF, используемый ВВС США техником по авионике технический сержант для тестирования транспондеров на самолетах Комплект IFF модели XAE, первая система IFF радиоопознавания в США

Идентификация, друг или враг (IFF ) - это система идентификации на основе радара , разработанная для управления и контроля. Он использует транспондер , который прослушивает сигнал запроса, а затем отправляет ответ, идентифицирующий вещателя. Он позволяет военным и гражданским системам управления воздушным движением определять самолеты, транспортные средства или силы как дружественные и определять их направление и дальность с помощью дознавателя. IFF может использоваться как военными, так и гражданскими самолетами. IFF был впервые разработан во время Второй мировой войны, с появлением радаров и нескольких дружественных огней инцидентов.

Несмотря на название, IFF может точно идентифицировать только дружественные цели, но не враждебные. Если запрос IFF не получает ответа или недействителен, объект не может быть идентифицирован как дружественный, но не идентифицируется положительно как противник; это может быть, например, дружественный самолет с неработающим или неисправным транспондером. Кроме того, есть много причин, по которым дружественные самолеты могут не отвечать должным образом на IFF.

IFF - это инструмент в рамках более широкой военной операции Combat Identification (CID), характеристики объектов, обнаруженных в поле боя, достаточно точно для поддержки оперативных решений. Самая широкая характеристика - это друг, враг, нейтралитет или неизвестный. CID не только может уменьшить количество инцидентов с дружественным огнем, но также способствует принятию общих тактических решений.

Содержание

  • 1 История
    • 1.1 Великобритания
      • 1.1.1 Ранние концепции
      • 1.1.2 IFF Mark II
      • 1.1.3 IFF Mark III
    • 1.2 Германия
    • 1.3 Дальнейшие разработки военного времени
      • 1.3.1 IFF Mark IV и V
    • 1.4 Послевоенные системы
      • 1.4.1 IFF Mark X
      • 1.4.2 IFF Mark XII
  • 2 Системы начала 21 века
    • 2.1 НАТО
  • 3 режима
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

История

С успешным развертыванием радиолокационных систем для противовоздушной обороны во время Второй мировой войны, комбатанты сразу же столкнулись с трудностью отличить свои самолеты от вражеских; к тому времени самолеты летели на большой скорости и на большой высоте, что делало невозможным визуальную идентификацию, а цели отображались на экране радара в виде безликих пятен. Это привело к таким инцидентам, как битва при Баркинг-Крик над Великобританией и воздушная атака на крепость Кёпеник над Германией.

Британия

Ранние концепции

Радиолокационное покрытие системы Chain Home, 1939-40

Еще до развертывания их радарной системы Chain Home (CH), РАФ рассматривали проблему МКФ. Роберт Уотсон-Уотт зарегистрировал патенты на такие системы в 1935 и 1936 годах. К 1938 году исследователи из усадьбы Боудси начали эксперименты с «отражателями», состоящими из дипольных антенн настроен так, чтобы резонировать с первичной частотой радаров CH. Когда импульс от передатчика CH попадает в самолет, антенны на короткое время резонируют, увеличивая количество энергии, возвращаемой приемнику CH. Антенна была подключена к моторизованному переключателю, который периодически закорачивал ее, не давая ей генерировать сигнал. Это привело к тому, что возвратный сигнал на наборе CH периодически удлинялся и укорачивался при включении и выключении антенны. На практике система оказалась слишком ненадежной для использования; возврат сильно зависел от направления, в котором самолет двигался относительно станции CH, и часто возвращал незначительный дополнительный сигнал или вообще не возвращал его.

Предполагалось, что эта система будет мало пригодна на практике. Когда это оказалось так, Королевские ВВС обратились к совершенно другой системе, которая также планировалась. Он состоял из набора станций слежения, использующих HF/DF радиопеленгаторы. Радиостанции их самолетов были модифицированы так, чтобы каждую минуту в течение 14 секунд посылать тональный сигнал частотой 1 кГц, что дало станциям достаточно времени для измерения пеленга самолета. Несколько таких станций были назначены каждому «сектору» системы ПВО и отправляли свои измерения на станцию ​​построения графика в штабе сектора, которая использовала триангуляцию для определения местоположения самолета. Система, известная как «пип-писк », работала, но была трудоемкой и не отображала информацию напрямую операторам радара. Система, которая работала непосредственно с радаром, была явно желательна.

IFF Mark II

Первым активным IFF транспондером (передатчик / ответчик) был IFF Mark I, который был использовался экспериментально в 1939 году. В нем использовался регенеративный приемник , который подавал небольшую часть усиленного выходного сигнала обратно на вход, сильно усиливая даже небольшие сигналы, если они были одной частоты (например, азбука Морзе, но в отличие от голосовых передач). Они были настроены на сигнал радара CH (20–30 МГц), усилив его настолько сильно, что он транслировался обратно через антенну самолета. Поскольку сигнал был получен в то же самое время, что и исходное отражение сигнала CH, результатом была удлиненная «точка» на дисплее CH, которую можно было легко идентифицировать. В ходе испытаний было обнаружено, что устройство часто подавляет радар или выдает слишком слабый сигнал, чтобы его можно было увидеть, и в то же время вводились новые радары, использующие новые частоты.

Вместо запуска Mark I в производство в начале 1940 года был представлен новый IFF Mark II. У Mark II был ряд отдельных тюнеров внутри, настроенных на разные радиолокационные диапазоны, через которые он прошел через моторизованный переключатель, в то время как автоматическая регулировка усиления решила проблему отправки слишком большого сигнала. Mark II был технически готовым к началу войны, но отсутствие комплектов означало, что он не был доступен в большом количестве, и только небольшое количество самолетов RAF несло его к моменту Битвы за Британию. Pip-squeak продолжал работать в течение этого периода, но когда битва закончилась, IFF Mark II был быстро введен в полную эксплуатацию. Писк по-прежнему использовался для участков над сушей, которые не покрывали CH, а также в качестве системы аварийного наведения.

IFF Mark III

Даже к 1940 году сложная система Mark II достигла его пределы, в то время как новые радары постоянно вводились. К 1941 году был представлен ряд подмоделей, которые охватывали различные комбинации радаров, например, обычные военно-морские или используемые Королевскими ВВС. Но появление радаров на основе микроволнового -частотного магнетрона сделало его устаревшим; Просто не было возможности заставить респондента работать в этом диапазоне, используя современную электронику.

В 1940 году английский инженер Фредди Уильямс предложил использовать одну отдельную частоту для всех сигналов IFF, но в то время не было никакой острой необходимости менять существующую систему. С появлением магнетрона работа над этой концепцией началась в Telecommunications Research Establishment как IFF Mark III. Это должно было стать стандартом для западных союзников на протяжении большей части войны.

Транспондеры Mark III были разработаны для ответа на определенные «запросчики», а не для прямого ответа на принятые радиолокационные сигналы. Эти дозаторы работали на ограниченном выборе частот, независимо от того, с каким радаром они работали. Система также позволяла осуществлять ограниченную связь, включая возможность передачи закодированного ответа «Mayday ». Наборы IFF были разработаны и изготовлены Ферранти в Манчестере в соответствии со спецификациями Williams. Эквивалентные наборы производились в США, первоначально как копии британских наборов, чтобы союзные самолеты могли быть идентифицированы при допросе радаром друг друга.

Наборы IFF, очевидно, были строго засекречены. Таким образом, многие из них были подключены к взрывчатке на случай, если экипаж выйдет из строя или совершит аварийную посадку. Джерри Прок сообщает:

Рядом с переключателем для включения устройства был переключатель разрушения IFF, чтобы предотвратить его захват противником. Многие летчики выбирали неправильный переключатель и взрывали свой блок IFF. Грохот сдерживаемого взрыва и едкий запах горящей изоляции в кабине не удерживали многих пилотов от того, чтобы снова и снова уничтожать блоки IFF. В конце концов, переключатель самоуничтожения был закреплен тонкой проволокой, чтобы предотвратить его случайное использование. "

Германия

Генератор кодов от немецкого радио IFF II времен Второй мировой войны FuG 25a Erstling

FuG 25a Erstling (англ.: Firstborn, Debut) был разработан в Германии в 1940 году. Он был настроен на нижний VHF диапазон 125 МГц, используемый радаром Freya и адаптером. использовался с диапазоном низких частот УВЧ 550–580 МГц, используемым Вюрцбургом. Перед полетом трансивер был настроен с выбранным кодом дня из десяти бит, который был введен в устройство. Чтобы начать процедуру идентификации, наземный оператор переключил частоту импульсов своего радара с 3750 Гц на 5000 Гц. Бортовой приемник декодировал это и начал передавать код дня. Затем оператор радара должен был увидеть, как индикатор удлиняется и укорачивается в данном коде, чтобы убедиться, что он не был подделан. Передатчик IFF работал на частоте 168 МГц с мощностью 400 Вт (PEP).

Система включала способ для gr Обнаружил диспетчеров, чтобы определить, был ли у самолета правильный код или нет, но в нем не было возможности для приемоответчика отклонять сигналы от других источников. Британские военные ученые нашли способ использовать это, построив свой собственный передатчик IFF под названием Perfectos, который был разработан, чтобы вызвать ответ от любой системы FuG 25a поблизости. Когда FuG 25a ответил на своей частоте 168 МГц, сигнал был получен антенной системой от AI Mk. РЛС IV, первоначально работавшая на частоте 212 МГц. Путем сравнения силы сигнала на разных антеннах можно определить направление на цель. Установленные на Mosquitos, "Perfectos" сильно ограничили немецкое использование FuG 25a.

Дальнейшие разработки военного времени

IFF Mark IV и V

Военно-морская исследовательская лаборатория США работала над собственной системой IFF еще до войны.. Он использовал одну частоту опроса, как Mark III, и отдельную частоту респондента. Ответ на другой частоте имеет несколько практических преимуществ, в первую очередь то, что ответ от одного IFF не может вызвать другой IFF на другом воздушном судне. Но для этого требуется полный передатчик для схемы ответчика, в отличие от значительно упрощенной системы, используемой в британских разработках. Этот метод теперь известен как транспондер с перекрестным диапазоном .

. Когда Mark II был обнаружен в 1941 году во время Tizard Mission, было решено использовать его и найти время для дальнейшего улучшения их экспериментальная система. Результатом стало то, что стало Mark IV. Основное различие между этой и более ранними моделями заключается в том, что она работает на более высоких частотах, около 600 МГц, что позволяет использовать антенны гораздо меньшего размера. К сожалению, это также оказалось близким к частотам, используемым немецким Вюрцбургским радаром, и были опасения, что он будет срабатывать этим радаром, и отклики транспондера будут отображаться на его радарном дисплее и, таким образом, давать от рабочих частот.

Это привело к американо-британским усилиям по созданию еще более усовершенствованной модели Mark V, также известной как United Nations Beacon или UNB. Это перешло на еще более высокие частоты около 1 ГГц, но к окончанию войны эксплуатационные испытания не были завершены. К тому времени, когда испытания были завершены в 1948 году, значительно улучшенный Mark X начал свои испытания, и от Mark V отказались.

Послевоенные системы

IFF Mark X

Mark X начинался как чисто экспериментальное устройство, работающее на частотах выше 1 ГГц, но по мере продолжения разработки было решено ввести систему кодирования известный как «Функция выборочной идентификации» или SIF. SIF позволял обратному сигналу содержать до 12 импульсов, представляющих четыре восьмеричных цифры по 3 бита каждая. В зависимости от времени сигнала запроса SIF будет отвечать несколькими способами. Режим 1 указывает тип самолета или его предназначение (например, груз), а режим 2 возвращает хвостовой код.

Mark X начали выпускать в начале 1950-х годов. Это было в период большого расширения гражданской авиатранспортной системы, и было решено использовать несколько модифицированные комплекты Mark X и для этих самолетов. Эти наборы включали новый режим 3, который был соединен с гражданским режимом A, который работал аналогично исходному режиму 2 и возвращал четырехзначный идентификатор. Поскольку режимы 3 и A идентичны, их обычно называют Mode 3 / A. Еще одно дополнение, режим C, возвращал высоту, закодированную в виде одного 12-битного числа в код Гиллхэма, который представлял высоту как (это число) x 100 футов - 1200. Режимы B и D были указаны, но никогда не использовался.

IFF Mark XII

Текущая система IFF - Mark XII. Он работает на тех же частотах, что и Mark X, и поддерживает все его военные и гражданские режимы.

Основной причиной создания Mark XII было добавление военного режима 4. До Mark XII транспондеры будет отвечать на любой правильно сформированный сигнал запроса, передавая ответ, который может быть принят любым приемником. Используя триангуляцию, противник мог определить местоположение транспондера. Британцы уже использовали эту технику против немцев во время Второй мировой войны, и она использовалась ВВС США против самолетов VPAF во время войны во Вьетнаме.

Режим 4 начинался с допроса, аналогичного режиму 3, но затем последовала цепочка кодированных импульсов, аналогичная той, которая используется в режиме 3 / A. Сторона приемника транспондера сравнивает этот код с известным кодом дня и отвечает только в том случае, если они совпадают. Импульсы в ответе задерживаются в зависимости от полученного кода. Это в значительной степени исключает возможность для противника активировать транспондер.

В 1980-х годах был добавлен новый гражданский режим, режим S, который позволял кодировать значительно увеличенные объемы данных в возвращаемом сигнале. Это использовалось для кодирования местоположения самолета от навигационной системы. Это основная часть системы предотвращения столкновений (TCAS), которая позволяет коммерческим самолетам знать местоположение других самолетов в этом районе и избегать их без необходимости использования наземных операторов.

Основные концепции режима S были затем милитаризованы как режим 5, который представляет собой просто криптографически закодированную версию данных режима S.

IFF Второй мировой войны и советские военные системы (с 1946 по 1991 год) использовали кодированные радиолокационные сигналы (называемые Cross-Band Interrogation или CBI) для автоматического запуска транспондер самолета в самолете, освещенный радаром. Опознавание самолета на основе радара также называется вторичным радаром как в военных, так и в гражданских целях, при этом первичный радар отражает радиочастотный импульс от самолета для определения местоположения. Джордж Чарриер, работавший в RCA, в 1941 году подал заявку на патент на такое устройство IFF. Это потребовало от оператора нескольких настроек приемника радара для подавления изображения естественной эхо-сигнал на приемник радара, чтобы было возможно визуальное изучение сигнала IFF.

К 1943 году Дональд Барчок подал патент на радарную систему, используя в своем тексте аббревиатуру IFF с пояснением в скобках, указывая, что это сокращение стало общепринятым термином. В 1945 году Эмиль Лабин и Эдвин Тернер подали патенты на радарные системы IFF, в которых исходящий радиолокационный сигнал и ответный сигнал транспондера можно было независимо программировать с помощью двоичных кодов, устанавливая массивы тумблеров; это позволяло изменять код IFF день ото дня или даже час от часа.

Системы начала 21 века

НАТО

Соединенные Штаты и другие страны НАТО начали использовать система под названием Марк XII в конце двадцатого века; До этого в Великобритании не применялась система IFF, совместимая с этим стандартом, но затем была разработана программа для совместимой системы, известная как преемник IFF (SIFF).

Режимы

  • Режим 1 - только военный; предоставляет двухзначный восьмеричный «код миссии», который определяет тип воздушного судна или миссию.
  • Режим 2 - только военный; обеспечивает 4-значный восьмеричный код устройства или контрольный номер. (обычно не может быть изменено в полете. Некоторые самолеты, такие как C-17 Block 17 и выше, имеют такую ​​возможность)
  • Режим 3 / A - военный / гражданский; обеспечивает четырехзначный восьмеричный идентификационный код воздушного судна, присвоенный авиадиспетчером.
  • Режим 4 - только военный; обеспечивает 3-импульсный ответ, задержка основана на зашифрованном вызове.
  • Режим 5 - только военный; обеспечивает криптографически защищенную версию Mode S и ADS-B GPS положение.
Примечания

Режимы 4 и 5 предназначены для использования НАТО сил.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Идентификация друга или врага.
Последняя правка сделана 2021-05-23 10:30:01
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте