MOŻLIWOŚCI I OGRANICZENIA SYSTEMU OCHRONY PRZED RCIED



Podobne dokumenty
KONCEPCJA SYSTEMU AUTOMATYCZNEGO WYKRYWANIA EMISJI FH

SKUTECZNOŚĆ ZAKŁÓCANIA W WYBRANYCH SYSTEMACH WALKI ELEKTRONICZNEJ

PODSYSTEM ZAKŁÓCEŃ ZAUTOMATYZOWANEGO SYSTEMU WALKI ELEKTRONICZNEJ - DOŚWIADCZENIA I ZALECENIA

MSPO 2018: ŁĄCZNOŚĆ DLA POLSKICH F-16 I ROZPOZNANIE ELEKTRONICZNE ROHDE & SCHWARZ

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 05/13. PIOTR WOLSZCZAK, Lublin, PL WUP 05/16. rzecz. pat.

Oddział we Wrocławiu. Zakład Kompatybilności Elektromagnetycznej (Z-21)

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY z dnia 6 sierpnia 2002 r. w sprawie urządzeń radiowych nadawczych lub nadawczoodbiorczych, które mogą być

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 7

Systemy nawigacji satelitarnej. Przemysław Bartczak

ARCHITEKTURA GSM. Wykonali: Alan Zieliński, Maciej Żulewski, Alex Hoddle- Wojnarowski.

Czym jest OnDynamic? OnDynamic dostarcza wartościowych danych w czasie rzeczywistym, 24/7 dni w tygodniu w zakresie: czasu przejazdu,

Demonstrator programowalnej stacji zakłóceń

MONITORING PRZESTRZENI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

Demonstrator technologii C-IED

SYSTEMY WALKI ELEKTRONICZNEJ

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia 30 grudnia 2009 r.

KONCEPCJA POPRAWY EFEKTYWNOŚCI ZAKŁÓCEŃ NA PODSTAWIE SPOSTRZEŻEŃ I TESTÓW WYBRANYCH URZĄDZEŃ WE

Projektowanie układów scalonych do systemów komunikacji bezprzewodowej

OPBOX ver USB 2.0 Miniaturowy Ultradźwiękowy system akwizycji danych ze

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

Innowacje wzmacniające system ochrony i bezpieczeństwa granic RP

System nagłośnieniowy "300M" dla wozu pogrzebowego z mikrofonem bezprzewodowym o zasięgu do 300m w terenie otwartym.

CJAM 100 Miniaturowa radiostacja zagłuszająca

KOMISJA. (Tekst mający znaczenie dla EOG) (2008/432/WE) (7) Środki przewidziane w niniejszej decyzji są zgodne z opinią Komitetu ds.

Nowe rozwiązania w układach sterowania firmy Tester

Kluczowe wyzwania dla migracji TETRA PS-LTE w zakresie bezpieczeństwa publicznego. Maciej Krzysiak

rh-serwer 2.0 LR Sterownik główny (serwer) systemu F&Home RADIO. Wersja LR powiększony zasięg.

Cyfrowy system łączności dla bezzałogowych statków powietrznych średniego zasięgu. 20 maja, 2016 R. Krenz 1

Demodulator FM. o~ ~ I I I I I~ V

SYSTEM ŁĄCZNOŚCI RADIOWEJ DLA MOTOCYKLISTY RADIOEXPO

Zapytanie ofertowe. Warszawa, 27 stycznia 2014 r.

PODSYSTEM RADIODOSTĘPU MOBILNEGO ZINTEGROWANEGO WĘZŁA ŁĄCZNOŚCI TURKUS

Sygnał vs. szum. Bilans łącza satelitarnego. Bilans energetyczny łącza radiowego. Paweł Kułakowski. Zapewnienie wystarczającej wartości SNR :

Badanie właściwości wysokorozdzielczych przetworników analogowo-cyfrowych w systemie programowalnym FPGA. Autor: Daniel Słowik

Zagadnienia egzaminacyjne ELEKTRONIKA I TELEKOMUNIKACJA studia rozpoczynające się przed r.

Uniwersalny modem radiowy UMR433-S2/UK

Dwa lub więcej komputerów połączonych ze sobą z określonymi zasadami komunikacji (protokołem komunikacyjnym).

WYKORZYSTANIE BROKERA CZĘSTOTLIWOŚCI JAKO ELEMENTU KOORDYNOWANEGO DOSTĘPU DO WIDMA W SIŁACH ZBROJNYCH RP

microplc Sposoby monitoringu instalacji technologicznych przy pomocy sterownika

Układy transmisji bezprzewodowej w technice scalonej, wybrane zagadnienia

Zbigniew FURMAN Dyr. ds. Handlu i Marketingu

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

Komplet do nadawania i odbioru obrazu video drogą radiową. Instrukcja obsługi

Odbiorniki superheterodynowe

Zagadnienia egzaminacyjne TELEKOMUNIKACJA studia rozpoczynające się po r.

Rozproszony system zbierania danych.

Zarządzenie Nr 20 Prezesa Urzędu Komunikacji Elektronicznej z dnia 10 września 2007 r.

Badania charakterystyki wyrobu i metody badawcze. Kompatybilność elektromagnetyczna Odporność uzbrojenia na wyładowania elektrostatyczne.

1. Wymagania funkcjonalne dla modułu pozycjonowania patroli zainstalowany moduł musi posiadać następującą funkcjonalność:

Większe możliwości dzięki LabVIEW 2009: programowanie równoległe, technologie bezprzewodowe i funkcje matematyczne w systemach czasu rzeczywistego

RADIOMETR MIKROFALOWY. RADIOMETR MIKROFALOWY (wybrane zagadnienia) Opracowanie : dr inż. Waldemar Susek dr inż. Adam Konrad Rutkowski

Systemy i Sieci Radiowe

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Uniwersalny modem radiowy UMR433-S1-Z/UK UMR433-S1/UK

ELEMENTY RADIOLINII NEC500 W APARATURZE EME NA PASMO 6cm.

AEGIS DEMONSTRATOR TECHNOLOGII C-IED

PODSYSTEM DOSTĘPU BEZPRZEWODOWEGO

wielosensorowy system do wykrywania i neutralizacji dronów

Wymiary: 90mm/60mm/25mm

rh-serwer Sterownik główny (serwer) systemu F&Home RADIO.

PL B1. Sposób i układ do modyfikacji widma sygnału ultraszerokopasmowego radia impulsowego. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

W związku z realizacją projektu pt.:

Zarządzenie Nr Prezesa Urzędu Komunikacji Elektronicznej z dnia.

Politechnika Warszawska

Szerokopasmowy dostęp do Internetu Broadband Internet Access. dr inż. Stanisław Wszelak

Research & Development Ultrasonic Technology / Fingerprint recognition DATA SHEETS OPBOX.

Router Lanberg AC1200 RO-120GE 1Gbs

POMIARY TŁUMIENIA I ABSORBCJI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Bezpieczeństwo sieci bezprzewodowych

DWR-S02D. Bezprzewodowy odbiornik cyfrowy. Omówienie

Research & Development Ultrasonic Technology / Fingerprint recognition

MOBOT-RCR v2 miniaturowe moduły radiowe Bezprzewodowa transmisja UART

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 22/09. CEZARY WOREK, Kraków, PL

Inteligentny System Bezprzewodowego Sterowania

Fizyczne podstawy działania telefonii komórkowej

To jeszcze prostsze, MMcc1100!

RAPORT Z POMIARÓW PÓL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Przekształcenia sygnałów losowych w układach

PL B1. WOJSKOWY INSTYTUT TECHNICZNY UZBROJENIA, Zielonka, PL , MPSO XV Międzynarodowy Salon Przemysłu Obronnego

INTEGRACJA NOWOCZESNYCH NAMIERNIKÓW RADIOWYCH W ZAUTOMATYZOWANYCH SYSTEMACH ROZPOZNANIA I WALKI ELEKTRONICZNEJ

kpt. Mirosław Matusik Brzeźnica, dnia roku

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Automatyczna detekcja emisji FH na podstawie analizy czasowo-cz stotliwo ciowej widma

,, Hi-Tron Spółka z o.o. z siedzibą w Katowicach, będąca bezpośrednim przedstawicielem firmy,, INDUSTRONIC GmbH Co&KG z Wertheim w Niemczech

1. Nadajnik światłowodowy

SYSTEM MONITOROWANIA TEMPERATURY

ZESTAWY BEZPRZEWODOWE

SAMOCHODOWY RADAR POWSZECHNEGO STOSOWANIA

ŁĄCZNOŚĆ BEZPRZEWODOWA W MODULE TAKTYCZNYM SYSTEMU KAKTUS

Modele wybranych układów aparatury pokładowej systemu transmisji komend sterowania PZR NEWA SC

Identyfikacja zagrożeń załogi pojazdów specjalnych podczas wybuchu

SYGNALIZATOR WJAZDU. Dokumentacja techniczno ruchowa. Mokronos Dolny, wrzesień 2009

3GHz (opcja 6GHz) Cyfrowy Analizator Widma GA4063

dr hab. inż. P. Samczyński, prof. PW; pok. 453, tel. 5588, EIK

Badane cechy i metody badawcze/pomiarowe

rozwiązania firmy CHRONOS (Wlk. Brytania)

CZUJNIK OCHRONY OBWODOWEJ

F&F Filipowski Sp. J Pabianice, ul. Konstantynowska 79/81 tel KARTA KATALOGOWA

INSTRUKCJA MONTAŻU. Termostat radiowy z LCD 868MHz RD50112CF Control

co to oznacza dla mobilnych

Transkrypt:

MOŻLIWOŚCI I OGRANICZENIA SYSTEMU OCHRONY PRZED RCIED Kamil WILGUCKI, Robert URBAN, Grzegorz BARANOWSKI, Piotr GRĄDZKI, Paweł SKARŻYŃSKI Zakład Radiokomunikacji i Walki Elektronicznej Wojskowy Instytut Łączności 05-130 Zegrze, ul. Warszawska 22 A Streszczenie W ostatnich latach obserwowane jest zwiększenie liczby ataków na konwoje i pojazdy wojskowe przy wykorzystaniu improwizowanych urządzeń wybuchowych (IED - Improvised Explosive Devices). Urządzenia te są skuteczne, a jednocześnie wykonane stosunkowo niewielkim kosztem, najczęściej z elementów ogólnie dostępnych. IED są stosowane przez różnego rodzaju organizacje zbrojne i terrorystyczne, do niszczenia siły żywej i sprzętu wojskowego przeciwnika. Ładunki wybuchowe mogą być zdetonowane przy wykorzystaniu różnych, najczęściej niestandardowych technik, w tym bezprzewodowych (RCIED - Radio Controlled IED). Zminimalizowanie tych zagrożeń jest zadaniem niezwykle trudnym z uwagi na nieustanne doskonalenie oraz zmiany taktyki stosowania RCIED, co wpływa na konieczność modyfikacji systemów detekcji i przeciwdziałania. W artykule opisano znane techniki i technologie stosowane do wyzwalania i zakłócania RCIED. Wymieniono obecnie wykorzystywane urządzenia do ochrony przed RCIED oraz wskazano na istotne wymagania i ograniczenia technologiczne, które wpływają na skuteczność ich działania. Następnie przedstawiono własną koncepcję systemu rozpoznania i przeciwdziałania RCIED, zaproponowano algorytmy jego pracy oraz wymieniono poszczególne bloki funkcjonalne. W podsumowaniu przedstawiono krótką analizę efektywności proponowanego systemu, podczas rozpoznania i zakłócania emisji służących do wyzwalania ładunków wybuchowych. Słowa kluczowe: RCIED, monitoring widma, zakłócanie sygnałów radiowych WSTĘP Improwizowane urządzenia wybuchowe są główną przyczyną śmierci żołnierzy międzynarodowych kontyngentów sił stabilizacyjnych w Iraku i Afganistanie [1]. Powstrzymanie tego zagrożenia jest jednym z priorytetów w obszarze zapewnienia bezpieczeństwa żołnierzy uczestniczących w misjach. Badaniami w zakresie zwiększenia odporności na oddziaływanie IED zajmują się środowiska naukowe na całym świecie. Każdego roku organizowane są liczne międzynarodowe konferencje 1 poświęcone zagadnieniom przeciwdziałania IED. Również w naszym kraju problematyka to jest aktualna w związku z nasileniem ataków z wykorzystaniem IED na konwoje i pojazdy uczestniczące w misjach stabilizacyjnych. Zminimalizowanie zagrożeń związanych z IED jest zadaniem wyjątkowo trudnym z uwagi na nieustanne doskonalenie i modyfikację konstrukcji bomb oraz taktyki ich stosowania, za którymi musi nadążać modyfikacja systemów detekcyjnych i przeciwdziałających. Ładunki wybuchowe mogą być zdetonowane przy wykorzystaniu różnorodnych, najczęściej niestandardowych metod, łącznie z metodami bezprzewodowymi [2]. Metody stosowania IED stale się zmieniają, ponieważ ich skuteczność w dużej mierze zależy od efektu zaskoczenia. Ponadto łatwy dostęp do urządzeń radiowych i ich niewielki koszt utrudnia kontrolę rynku i eliminację projektantów bomb. Szkolenie żołnierzy polegające na rozpoznawaniu ewentualnych zagrożeń związanych z IED oraz ich prawidłowej reakcji 1 Defeating IEDs Conference San Diego, CA, December 6-8.2011 USA; NATO Counter-Improvised Explosive Device (C-IED) Conference 15-17 May 2012 Joint Force Training Centre Bydgoszcz Poland, 6th Annual Counter-IEDs Conference London, United Kingdom 30-31 May 2012, Counter IED India, 3-5 October 2012, Mumbai India, 7th Annual Countering IEDs conference, December 7-9, Washington DC USA.

może przynieść pewne efekty, jednak bez odpowiednich urządzeń pozwalających wykryć, bądź zneutralizować działanie sygnałów inicjujących eksplozję, zapewnienie właściwego bezpieczeństwa żołnierzy jest praktycznie niemożliwe. W kolejnych punktach artykułu przedstawiono zagadnienia dotyczące możliwości stosowania systemu ochrony przed improwizowanymi urządzeniami wybuchowymi sterowanymi radiowo (RCIED) oraz omówiono ograniczenia, które należy uwzględnić przy projektowaniu takiego systemu. Następnie, na podstawie przyjętych założeń zaproponowano koncepcję sytemu ochrony przed RCIED (SO-RCIED). 1. URZĄDZENIA IED Improwizowane urządzenia wybuchowe są stosowane przez różnego rodzaju organizacje zbrojne i terrorystyczne, do niszczenia siły żywej i sprzętu wojskowego przeciwnika. Urządzenia IED jako miny pułapki są bardzo skuteczne pomimo stosunkowo niskich nakładów finansowych przeznaczonych na ich wykonanie. W skład takiego urządzenia wchodzą m.in.: materiał wybuchowy, urządzenie pobudzające (przełącznik), środek inicjujący wybuch (zapalnik), źródło zasilania, kadłub (opakowanie), opcjonalnie element zwiększający skuteczność [2]. Urządzenia IED można podzielić na trzy zasadnicze kategorie w zależności od sposobu inicjowania wybuchu. Mogą to być urządzenia pułapki (Victim Operated) uruchamiane m.in. przez nacisk, poruszenie ładunku, a także urządzenia czasowe (Timed) aktywowane różnego rodzaju przełącznikami czasowymi. Do ostatniej grupy można zakwalifikować urządzenia detonowane na komendę (Command Operated), np. poprzez wyciągniecie zawleczki lub wysłanie impulsu elektrycznego. Urządzenia RCIED należą do grupy urządzeń detonowanych na komendę, która przesyłana jest drogą radiową do odbiornika połączonego z układem sterującym, aktywującym zapalnik. Do tego celu mogą służyć m.in. telefony komórkowe, pagery, sterowniki alarmów samochodowych, bezprzewodowe dzwonki do drzwi, zdalnie sterowane zabawki, ale również zmodyfikowane radiostacje doręczne VHF/UHF oraz telefony satelitarne. Wykorzystywane zakresy częstotliwości oraz skrótowy przegląd sygnałów radiokomunikacyjnych stosowanych do sterowania IED przedstawiono w tabeli nr 1 [3]. Oczywiście możliwe jest także wykorzystanie bardziej zaawansowanych technik do inicjacji RCIED jak np. urządzeń pracujących w niestandardowych pasmach częstotliwości, stosujących transmisję z rozproszonym widmem czy jednoczesną transmisję sygnału na wielu częstotliwościach. Takie techniki są trudniejsze do wykrycia i efektywnego zakłócenia, ale również są bardziej kosztowne i wymagają od konstruktora większej wiedzy oraz odpowiedniego zaplecza technicznego. Najprostszą metodą pozwalającą zapobiec aktywacji urządzeń RCIED jest zakłócenie sygnału radiowego inicjującego wybuch. Wykrycie takiego sygnału jest zadaniem trudnym ze względu na krótki czas emisji oraz szeroki zakres częstotliwości w którym może się on pojawić, obejmujący przede wszystkim pasma komercyjne. Skuteczne zakłócenie całego pasma częstotliwości jest praktycznie niemożliwe i pozbawione sensu z uwagi na zablokowanie własnej łączności radiowej. Dlatego też należy zapewnić selektywne zakłócanie emisji sklasyfikowanych jako stanowiące zagrożenie, uwzględniając informacje uzyskane z monitoringu widma elektromagnetycznego i detekcji sygnałów radiowych.

Tabela 1. Przykładowe sygnały radiokomunikacyjne wykorzystywane do sterowania IED [2]. Max. moc Zasięg (wys. anteny Typ radia Zakres częstotliwości nadajnika 1m) Radio CB (Citizens' 26 28MHz 12W 40km Band) Zdalnie sterowane zabawki Bezprzewodowe dzwonki i sterowniki bram Alarmy samochodowe Transmisje analogowe VHF/UHF Transmisje analogowe i cyfrowe ISM PMR (Private Mobile Radio) DECT (Digital European Cordless Telephone) GSM (Global System for Mobile Communications) UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Telefony satelitarne WLAN (Wireless Local Area Network) 27MHz, 35MHz, 40MHz, 49MHz, 72MHz, 75MHz, 2,4GHz, 5GHz 26 40MHz, 400 440MHz, 860 870MHz 300 315MHz,430 450MHz, 860 870MHz 26 108MHz, 146 174MHz, 433MHz, 446MHz, 800 870MHz 40,66 40,70MHz, 433 435 MHz, 868 870MHz, 902 928MHz, 2,4 2,5MHz 100mW 10mW 3mW 25W 100mW 500m 300m 100m 50km 500m 154MHz, 446MHz 1W 5km 1880 1900MHz (Europe), 1900 1920MHz (China), 1910 1930MHz (L. America), 1920 1930MHz (USA, Canada) 450 470MHz, 478 496MHz, 824 894MHz, 880 960MHz, 1710 1880MHz, 1850 1990MHz 1805 1880MHz, 1920 2170MHz, 2620 2690MHz 1626.5-1660.5 MHz 1525-1559 MHz 2.4 2.5GHz, 5.1 5.8GHz* 250mW 500mW 500mW 500mW/100W 100mW (4W*) 200m 10km 1km global 300m (6km*) WiMax 2620 2690MHz, 3,4HGz 3,8GHz 500mW 1km

2. PROBLEMY SKUTECZNEJ OCHRONY PRZED RCIED Skuteczna ochrona przed RCIED wymaga zastosowania odpowiedniego zestawu zakłócającego sygnały radiowe inicjujące wybuch. Z danych przedstawionych w tabeli 1 wynika, że zakres częstotliwości jest praktycznie nieograniczony i zależy jedynie od inwencji i możliwości technologicznych projektantów RCIED. Zestaw zakłócający powinien zapewnić strefę ochronną obejmującą otoczenie wozów i patrolów pieszych (rys. 1), a z uwagi na krótki czas trwania emisji wyzwalającej, natychmiastową reakcję na jej wykrycie. Jednocześnie należy przewidzieć możliwość zdefiniowania zabronionych do zakłócania pasm częstotliwości, aby nie zakłócać własnych środków łączności. Parametrem określającym efektywność zakłócania jest JSR (jamming (J) to signal (S) ratio), który przedstawia stosunek mocy sygnału zakłócającego do mocy sygnału zakłócanego [4,5]. Rys. 1. Schemat ochrony przed RCIED (gdzie: ERP J efektywna moc promieniowania zakłóceń, ERP S efektywna moc promieniowania sygnału inicjującego RCIED, P R odbierana moc promieniowana sygnału inicjującego RCIED) Minimalna wartość JSR wymagana do skutecznego zakłócenia sygnału wyzwalającego zależy przede wszystkim od jego rodzaju, warunków propagacyjnych i zastosowanej techniki zakłócania. Można wyróżnić kilka technik, które obejmują zakłócanie [5]: szumem szeroko i wąskopasmowym (noise jamming), nośną (tone jamming), przestrajaną nośną (swept jamming), impulsami (pulse jamming), odzewowe (follower jamming), inteligentne (smart jamming). Wykrywanie i zakłócanie sygnałów sterujących RCIED różni się od typowych działań walki elektronicznej EW (electronic warfare) mających na celu przechwycenie, analizowanie i zakłócanie łączności radiowej przeciwnika. W wojskowych urządzeniach radiokomunikacyjnych, w przeciwieństwie do domowej roboty sterowników RCIED, są zaimplementowane mechanizmy ECCM (electronic counter-countermeasures) mające na celu utrudnienie, redukcję bądź eliminację wpływu zakłóceń. W tym przypadku czas reakcji systemu zakłócającego może być dłuższy, poprzedzony dokładną analizą, identyfikacją i lokalizacją sygnału. Transmitowana informacja z reguły trwa kilka sekund (z wyjątkiem urządzeń sterowania ogniem) i nie wpływa bezpośrednio na zagrożenie życia żołnierzy.

W przypadku ochrony przed RCIED sygnały inicjujące są bardzo krótkie i pojawiają się zwykle jednorazowo na danym obszarze. Z tego względu nie ma możliwości zastosowania wyrafinowanych metod detekcji oraz identyfikacji sygnałów, a priorytetem jest szybka reakcja na każdy pojawiający się sygnał i jego skuteczne zakłócenie, aby uniemożliwić wywołanie wybuchu. Dzięki temu, że konwój przemieszcza się i mija możliwe miejsca instalacji ładunków, zagrożenie eksplozją jest ograniczone w czasie i dotyczy określonych lokalizacji. Zatem czas trwania zakłóceń w odpowiedzi na pojawiający się sygnał inicjujący RCIED jest zależny od prędkości pojazdów konwoju, które w kilkadziesiąt sekund są w stanie opuścić niebezpieczną strefę. Można wówczas wyłączyć zakłócanie i przejść do trybu monitoringu widma. Działanie SO-RCIED w tym trybie ma zasadnicze znaczenie, ponieważ informacja z monitoringu musi być stale aktualizowana. W przypadku transmisji cyfrowych nie ma konieczności ich ciągłego zakłócania, aby skutecznie zablokować odbiór takiej emisji wystarczy zakłócić ok. jednej trzeciej sygnału w dziedzinie czasu lub częstotliwości [4]. W pozostałym okresie czasu można kontynuować monitoring prowadząc kontrolę zakłócanego kanału i akwizycję celów w innych pasmach częstotliwości. Inna cechą odróżniającą zakłócanie RCIED od klasycznej EW jest to, że typowe wojskowe stacje zakłóceń mają bardziej skomplikowaną budowę i są przeznaczone do pracy na postoju (z wyjątkiem platform latających). W przeciwieństwie do nich systemy ochrony przed RCIED są stosunkowo niewielkich rozmiarów, projektowane jako urządzenia przewoźne lub przenośne. Wpływa to oczywiście na ich skuteczność ze względu na ograniczone źródło zasilania i rozmiary anten. Znaczący wpływ na efektywność zakłócania ma typ urządzenia wykorzystywanego do przesłania sygnału inicjującego RCIED. W większości przypadków sygnał inicjujący jest generowany przez ogólnodostępne środki radiowe lub komercyjne systemy telekomunikacyjne (pkt 1). Urządzenia komercyjne jest łatwiej zakłócić, ponieważ znana jest struktura sygnałów i wykorzystywanych przez nie częstotliwości, dzięki czemu możliwe jest przygotowanie optymalnych sygnałów i algorytmów zakłócających dla określonego systemu. Zasadniczą trudnością jest nieprzewidywalność co do typu użytego sygnału i ogromna różnorodność możliwych do wykorzystania rozwiązań. Każdy z wymienionych systemów (tabela 1) ma inną podatność na zakłócanie, którą można określić na podstawie parametrów takich jak maksymalny czas opóźnienia pomiędzy początkiem transmisji sygnału a momentem rozpoczęcia zakłóceń oraz wymagany minimalny czas sygnału zakłócającego aby efektywnie uniemożliwić odbiór sygnału. Wartość tych parametrów można uzyskać z dokumentacji, pomiarów lub przeprowadzonych eksperymentów. Maksymalny czas opóźnienia warunkuje szybkość wykrywania emisji i w najgorszych przypadkach, dla transmisji cyfrowych wynosi poniżej 100ms. Natomiast minimalny czas sygnału zakłócającego w przypadku, gdy jest on zsynchronizowany z sygnałem zakłócanym wynosi od kilku μs do kilkudziesięciu ms, w przeciwnym razie stanowi od 1% do 30% czasu trwania transmitowanego sygnału, w zależności od systemu transmisji. 2.1 Możliwości i ograniczenia SO-RCIED Analizując możliwości budowy systemu ochrony przed RCIED konieczne jest uwzględnienie kilku aspektów odnoszących się do właściwości odbiornika/detektora, modułu zakłócającego, a także wpływu warunków propagacji i typu terenu. Właściwości odbiornika/detektora: szybkość przestrajania odbiornika (szybkość syntezera i jego stabilność oraz szybkość filtrów preselekcyjnych), wysoki zakres dynamiki > 90dB,

odporność na wysoki poziom sygnału na wejściu odbiornika (poziomy > +30dBm), wysoka czułość, zbliżona do wymagań na telefony komórkowe ale przy szerszym paśmie, szeroki zakres częstotliwości do poszukiwania emisji, wysokiej jakości przetworniki A/C z rozdzielczością 16 bitów, wykorzystanie odpowiedniej transformaty czasowo-częstotliwościowej ze zoptymalizowaną rozdzielczością w czasie i częstotliwości, złożoność obliczeniowa algorytmu wykrywania i identyfikacji zagrożeń wymagająca zastosowania FPGA i procesora DSP, czas na analizę zakresu częstotliwości musi być krótszy niż maksymalny czas opóźnienia pomiędzy początkiem transmisji sygnału a momentem rozpoczęcia zakłóceń. Właściwości modułu zakłócającego: krótki czas strojenia upconvertera, niższy niż 1ms, krótki czas reakcji wzbudnika (należy uwzględnić czasu dostępu do pamięci, ładowania i przełączania waveformów), wysokiej jakości przetworniki C/A z rozdzielczością 16 bitów, wydajny i odporny na wysoką temperaturę pracy wzmacniacz, wykorzystanie filtrów RF na wyjściu wzmacniacza do ochrony zakresów częstotliwości wykorzystywanych przez własne systemy radiokomunikacyjne, wykorzystanie zakłócania selektywnego, dopasowanego do struktury sygnału, wymagającego synchronizacji czasowej i częstotliwościowej. Warunki propagacji, typ terenu i zaników: wpływ wysokości i położenia anteny zestawu zakłócającego na rozkład charakterystyki promieniowania i zasięg, wpływ położenia anteny odbiornika RCIED na skuteczność zakłócania w warunkach zaników [6], wpływ typu terenu na zasięg zakłóceń (przenikalności dielektrycznej gruntu), niesprzyjający zwłaszcza w terenie górzystym i suchym, bilans energetyczny łącza radiowego (uwzględniający wysokość anten, ich zysk i rzeczywistą moc promieniowaną).

3. KONCEPCJA SYSTEMU W WIŁ prowadzone są prace mające na celu opracowanie modelu inteligentnego SO-RCIED, pracującego w trybie reaktywnym, który mógłby być instalowany na platformach mobilnych. Tego typu zestawy zakłócające znalazły dotychczas na świecie nieliczne implementacje, np. Crew Duke w armii Stanów Zjednoczonych [6]. Podobne projekty są we wstępnej fazie nawet w zaawansowanych technologicznie państwach europejskich. Technologia potrzebna do realizacji takiego projektu jest dostępna w naszym kraju, dlatego prace będą kontynuowane, a uzyskane rezultaty znajdą zastosowanie przy budowie innych systemów zapewniających ochronę i przetrwanie na polu walki. Uwzględniając przedstawione w pkt. 2 możliwości i ograniczenia realizacji skutecznej ochrony przed RCIED przyjęto następujące założenia na budowę SO-RCIED: możliwe równoczesne, wielozakresowe monitorowanie widma i generacja zakłóceń w trybie odzewowym i zaporowym, prowadzenie równolegle wielozakresowej detekcji, klasyfikacji i pomiaru parametrów odbieranych emisji (przetwarzanie sygnałów w układach FPGA i DSP), wykorzystanie zestawu filtrów kolokacyjnych w celu eliminacji pozapasmowych zakłóceń, do ochrony własnych środków łączności, udostępnienie interfejsów programowych do efektywnego zarządzania i ochrony zasobów częstotliwości oraz planowania zakłóceń, zapewnienie możliwości pracy kooperacyjnej większej ilości zestawów SO-RCIED w jednej sieci w celu zwiększenia skuteczności zakłóceń, zachowanie kompaktowej budowy przystosowanej do montażu na dowolnej platformie mobilnej (ograniczenie rozmiarów i wagi oraz wykorzystanie tylko 2 szt. anten). Na rys 2 przedstawiono schemat blokowy proponowanego systemu SO-RCIED. Rys. 2. Schemat blokowy proponowanego systemu SO-RCIED Na schemacie można wyróżnić część odbiorczą składającą się z dwóch torów odbiorczych, sterownik pracy systemu oraz część nadawczą z trzema wzbudnikami i wzmacniaczami. Opracowany model będzie posiadał dwie anteny: dwuzakresową antenę

odbiorczą (20MHz 1GHz, 1GHz 6GHz) i trójzakresową antenę nadawczą (20 500MHz, 500 1000MHz, 1 6GHz)). Dodatkowo będzie udostępniony interfejs użytkownika, który pozwoli zaprogramować pasma częstotliwości do zakłócania oraz pasma zabronione przeznaczone dla własnych środków łączności. Algorytm pracy SO-RCIED obejmuje trzy podstawowe funkcje: odbiór i analizę sygnałów, podjęcie decyzji o zakłócaniu, generacja zakłóceń. Odbiorniki wraz z modułami DSP/FPGA będą przeprowadzać ciągły monitoring, detekcję i ogólną klasyfikację sygnałów pod względem zakresu częstotliwości, pasma sygnału, rodzaju emisji (swój-obcy). Po wykryciu sygnału, który zostanie sklasyfikowany jako niebezpieczny, sterownik pracy systemu uruchomi generację zakłóceń w odpowiednim bloku wzbudników (rys. 3). Następnie sygnał/sygnały zakłócające podane zostaną na bloki wzmacniaczy i po przejściu przez filtry kolokacyjne przesłane do anteny. Poszczególne wzmacniacze będą dopasowane do odpowiedniej sekcji anteny nadawczej. Sygnały zakłócające będą generowane w trzech pasmach: 20 500MHz, 500 1000MHz, 1 6GHz. Przewiduje się wykorzystanie kilku technik zakłócania: szumem szeroko i wąskopasmowym, przestrajaną nośną, odzewowe, inteligentne (wykorzystując wcześniej przygotowane sygnały z pamięci sterownika). 4. PODSUMOWANIE Rys. 3. Schemat blokowy wzbudnika Zautomatyzowany SO-RCIED będzie zapewniał możliwość prowadzenia jednoczesnego monitoringu widma i zakłócania kilku pasm częstotliwości. Wykorzystanie takiego systemu pozwoli na, szybką reakcję na pojawiające się sygnały radiowe i możliwość zakłócania kilku emisji jednocześnie. Projektowany system może być wykorzystany zarówno w kraju, jak i na misjach, przez służby ustawowo powołane do działań w obliczu zagrożeń terrorystycznych. Ograniczenia wynikające ze specyfiki użycia RCIED i możliwości technicznych mobilnych zestawów zakłócających mają wpływ na budowę SO-RCIED. Przede wszystkim projektowany system musi mieć ograniczone wymiary (urządzenia, anteny) i powinien być dostosowany do działania przy wykorzystaniu ograniczonych źródeł zasilania dostępnych w miejscach instalacji na platformach mobilnych. W efekcie strefa ochrony jest ograniczona, dlatego ważne jest prowadzenie stałego monitoringu i precyzyjne zakłócanie wykrytych emisji w celu efektywnego wykorzystania mocy wzmacniaczy. Istotny jest również rodzaj odbiornika, zastosowanych algorytmów detekcji i technik zakłócania sygnałów, które muszą zapewnić szybkie działanie ze względu na różnorodność i krótki czas trwania emisji, które mogą inicjować wybuch IED. Podczas projektowania systemu należy pamiętać, że jego działanie może spowodować zakłócenia łączności wojsk własnych i sojuszniczych. Konieczne jest zatem zarządzanie częstotliwościami w systemie, stosowanie odpowiednio przygotowanych sygnałów zakłócających oraz zapewnienie filtracji niepożądanych produktów na wyjściu wzmacniaczy.

Zwiększenie skuteczności detekcji i zakłócania można osiągnąć wykorzystując kilka systemów SO-RCIED pracujących w kooperacyjnej sieci, w ramach jednego konwoju lub strefy, która wymaga ochrony. Taki system zwiększy możliwość przeciwdziałania RCIED dzięki wymianie informacji uzyskanych z monitoringu widma. Nadajniki pracujące w sieci kooperacyjnej mogą zakłócać te same emisje zwiększając w ten sposób strefę ochrony i zmniejszając wpływ zaników na efektywność zakłócania [7] lub zakłócać jednocześnie kilka emisji w różnych pasmach częstotliwości. Odbiorniki natomiast mogą zapewnić wyższe prawdopodobieństwo detekcji lub krótszy czas skanowania widma. Dodatkowo fizyczna separacja nadajników i odbiorników zainstalowanych w różnych obiektach zapewni lepszą czułość i zwiększy zasięg wykrywania emisji. Komunikacja pomiędzy elementami sieci może być prowadzona przy wykorzystaniu połączeń bezprzewodowych pracujących w wojskowych zakresach częstotliwości np. 4,4GHz, stosując Podsystem Dostępu Bezprzewodowego (PDB) opracowany w WIŁ [8]. LITERATURA [1] https://www.jieddo.dod.mil/content/docs/jieddo_2010_annual_report_u.pdf. [2] P. Saska, F. Klimentowski, P. Kowalczyk, Charakterystyka Improwizowanych Urządzeń Wybuchowych stosowanych w konflikcie irackim, Zeszyty Naukowe WSOWL 2008. [3] K. Wilgucki, R. Urban, G. Baranowski, P. Grądzki, P. Skarżyński, Automated protection system against RCIED, MCC2011. [4] D. L. Adamy, Tactical Battlefield Communications Electronic Warfare, Artech House, Inc., 2009 pp. 251-306. [5] R. A. Poisel, Modern Communications Jamming Principles and Techniques, Second Edition, Artech House, Inc., 2011. [6] http://srcinc.com/uploadedfiles/src/what-we-do/crew_duke.pdf. [7] A. Graham, Communications, Radar and Electronic Warfare, John Willey& Sons, Inc., 2011, pp. 137-144, 357-363. [8] J. Romanik, K. Kosmowski, E. Golan, Ocena możliwości zastosowania sieci bezprzewodowych WLAN i WiMAX w systemach taktycznych: Wyniki testów wybranych rozwiązań, Przegląd Telekomunikacyjny - Wiadomości Telekomunikacyjne 2011, Nr 1, s. 23-26 [C-97].