Information Operations Electronic Warfare (EW) lecture 1 - intro

1. Information OperationsElectronic Warfare (EW)lecture 1 - intro KTZ b.d. D.M. Ooms MSc Email: dm.ooms.02@nlda.nl

2. Indeling presentatie • Inleiding EW, relatie met IOPS • Opzet en overzicht colleges & tebestuderenstof • Ontwikkelingen in EW • Propagatie • Huiswerkvraag

3. 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

4. kHz MHz GHz 3 30 300 3000 0 3 30 300 3000 3 30 300 3000 ELF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF XIR IR VL UV R 15 0.7 0.4 0.02 mm Electro-Magnetisch spectrum COMMS RADAR/COMMS OPTISCH

5. 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

6. Definitie Electronic Warfare Electronic Support Measures • Military action to exploit the EM-spectrum, which encompasses: • - • - 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 The interception and identification of EM-emissions,

7. 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 The employment of EM-energy, including directed energy, to reduce or prevent hostile use of the EM-spectrum Electronic Counter Measures

8. 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, • - • ATP 1 vol 1 pt. 5101 And actions to ensure its effective use by friendly forces. Electronic Protection Measures

9. EOV stamboom NB elk element: COM & NONCOM

10. EOV stamboom nieuw Electronic Support; Electronic Attack; Electronic Protection

11. EW vs Intelligence Signal Intel; Electronic Intel; Communications Intel

12. 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

13. 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.

14. Relatie EW - IOPS ES EA Gebruik EM spectrum Gebruik EM Spectrum Info verzamelen Sensoren Info uitwisselen Communicatie Info verzamelen Sensoren Info uitwisselen Communicatie EP

15. Indeling presentatie • Inleiding EW, relatie met IOPS • Opzet en overzicht colleges & tebestuderenstof • Ontwikkelingen in EW • Propagatie • Huiswerkvraag

16. Opzet & overzicht colleges Gebruikte literatuur: Adamy, D. (2001) EW 101, A firstcourse in electronic warfare, Norwood (MA), Artech House Allen, P.D. (2007) Informationoperations planning, Norwood (MA), Artech House Payne, C.M. (2010) Principles of naval weaponsystems, (2nd ed.), Annapolis (MD), Naval InstitutePress Wikipedia (as specified)

17. Opzet & overzicht colleges

18. Opzet & overzicht colleges • Opzet colleges:theorie + kwantitatief aspect (dB vergelijkingen)huiswerkvraag kwantitatief, individueel makenvolgende college uitwerking presenteren • Tentamenstof:ppt presentaties incl notitie pagina’sopgegeven literatuur • Tentamenvorm:gesloten boek: theorieopen boek (EW101, geen aantek.): kwantitatief

19. Indeling presentatie • Inleiding EW, relatie met IOPS • Opzet en overzicht colleges & tebestuderenstof • Ontwikkelingen in EW • Propagatie • Huiswerkvraag

22. Electronic Warfare C2W V Command and Control Warfare Physical Destruction Operations Security Psychological Operations Military Deception Electronic Warfare Communication and Information Systems (CIS) All Source Intelligence

23. IO Fundamenten en Activiteiten IO Fundamenten Alles is beïnvloeding Sociologische besluitvormingsprocessen Geloofwaardigheid Denken in en vanuit effecten IO Activiteiten Key Leader Engagement PsychologicalOperations Public Affairs Civil Military Cooperation Command and ControlWarfare Presence, Posture and Profile “De coördinatie van activiteiten in het informatiedomein die gericht zijn op de beïnvloe-ding 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 informatie en 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

24. Samenvatting ontwikkeling EW US Civil War, WO I: begin EW, afluisterentelegraafverbindingen WO II: Com EW, opkomst radar, chaff, threatwarners Vietnam oorlog: US radar jamming SAM sites Zesdaagseoorlog (1967):succesvolle SSN-2 inzet (Eilath), opkomst ASMD (soft- & hardkill), verschuiving com-noncom EW EersteGolfoorlog: opkomst C2W met EW alsonderdeel TweedeGolfoorlog, Afghanistan:opkomst IOPS, toenamebelang com EW voor maritime ops

25. Com Non-Com C2W IOPS KM KL Ontwikkeling EOV in NL krijgsmacht • Amerikaanse burgeroorlog, WOI • WOII • Vietnam • Zesdaagse oorlog Midden Oosten • 1e Golfoorlog • 2e Golfoorlog • Afghanistan

26. COM EW

27. NONCOM EW

28. Indeling presentatie • Inleiding EW, relatie met IOPS • Opzet en overzicht colleges & tebestuderenstof • Ontwikkelingen in EW • Propagatie • Huiswerkvraag

29. kHz MHz GHz 3 30 300 3000 0 3 30 300 3000 3 30 300 3000 ELF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF XIR IR VL UV R 15 0.7 0.4 0.02 mm Electro-Magnetisch spectrum COMMS RADAR/COMMS OPTISCH

30. ELOS/BLOS Propagatie grondgolf Afstandsbereik: HF: honderden kmVLF: duizenden km

31. BLOS Propagatie Ionosfeer: 70-300 km hoogte ruimtegolf Afstandsbereik: tot duizenden km

32. LOS Propagatie Hoogte satelliet: 36000 km directe golf (LOS)

33. 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))

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

35. EW 101: EW signaalniveau berekeningen in dB • Absolute waarde van signaal kan alleen in dB worden uitgedrukt door vergelijking met standaard waarde, want dB is verhouding.De gehanteerde standaard waarde wordt aangegeven als bv. dBm of dBW, de standaard is dan 1 mW resp. 1 W (zie EW101 tabel 2.1). • Voorbeeld: 1kW signaalniveau uitgedrukt in dB:Wanneer uitgedrukt in dBW: 10 . log (1kW/1W) = 10 . log(1000W/1W) = 10 log 1000 = 30 dBW • Wanneer uitgedrukt in dBm:10 . log(1kW/1mW) = 10 . log (1000000mW/1mW) = 60 dBm

36. EW 101: EW signaalniveau berekeningen in dB • Alle formules worden in EW101 herleid tot signaalniveau berekeningen in dB’s. • Alle constantes in formules (π, c, …) worden samengevat in “fudge factor”, vast getal dat per formule verschilt. Voorbeeld: in formule LS= 32 + 20log(d) + 20log (f) is 32 de “fudge factor” • Voorwaarde hiervoor is dat met juiste dimensies wordt gewerkt bij toepassing formules, dus bv LS = spreading loss in dB d = distance in km f = transmission frequency in MHz

37. One-way link (communications) PT GT LP GR PR One-way link: PR = PT + GT – LP + GR

38. One-way link (communications) Propagation loss LP is spreading loss LS+ atmospheric loss LA LS = 32.4 + 20 log (d) + 20 log (f)

39. Atmopspheric attennuation (loss) Propagation loss LP is spreading loss LS+ atmospheric loss LA LA = F(f, d) conform figuur, met f [GHz]

40. Two-way link (radar) Effective Radiated Power ERP = PT + G P1 = ERP – LS Signal Reflection Factor P2 – P1 = -39 + 20log(F) + 10log(σ) PA = P2 - LS

41. Indeling presentatie • Inleiding EW, relatie met IOPS • Opzet en overzicht colleges & tebestuderenstof • Ontwikkelingen in EW • Propagatie • Huiswerkvraag

42. Huiswerkvraag Eenpatrouille in Mali gebruikteen VHF zendontvanger (Combat Net Radio) voorverbindingvanuit de Bushmaster met de CP in de compound. Het is vlakterrein. Wanneer de patrouilleeensitrepwilverzendennaar de CP ontdekkenzedatzebuiten VHF bereikzijngeraakt. Met behulp van een boom construereneengerichteantenne (folded dipole) waarvanzewetendat die 3dB gain opleverttov de sprietantenne op de Bushmaster. Daarmeelukt het net omweerverbindingtemaken. Zezijn op dat moment 40 km verwijderd van de compound. Steldat de patrouillegeenantennemateriaal had meegenomen, hoeveel km zou de patrouilledanrichting de compound hebbenmoetenrijdenomweer VHF verbindingtekunnenmaken?