§11.3 Noise jamming

Inleiding

Noise jamming valt het meest basale mechanisme van de radar aan: de detectiedrempel (§ 5.10.7). De jammer zendt ruis — willekeurige energie — op de frequentie van de slachtoffer-radar. Die ruis telt op bij de natuurlijke ruisvloer van de ontvanger; de CFAR-drempel schuift mee omhoog, en echo's die eerst ruim boven de drempel uitkwamen verdwijnen eronder. De radar wordt niet misleid maar verblind.

Het effect op het scherm: een heldere, ruisende sector in de richting van de jammer (een "strobe"). De operator wéét dus dat er gejammed wordt, en uit welke richting — alleen niet van hoe ver en door hoeveel platforms. Dat is meteen de fundamentele zwakte van noise jamming: het is een schreeuw die je positie in azimuth verraadt (en waarop home-on-jam wapens kunnen richten, § 12.1.2).

De effectiviteit hangt af van de jamming-to-signal ratio (J/S) in de ontvanger van de radar — en van hoe slim de jammer zijn vermogen over het spectrum verdeelt. Want dáár zit de afruil die de volgende drie paragrafen structureert: een jammer heeft een eindig vermogen, en de radar kan van frequentie wisselen. Smeer je je vermogen breed uit (barrage), dan ben je overal zwak; concentreer je het (spot), dan ben je sterk maar mis je elke frequentiewissel.

Barrage jamming

Bij barrage jamming zendt de jammer ruis over een brede frequentieband tegelijk — breed genoeg om alle (vermoede) werkfrequenties van de bedreigende radar(s) af te dekken, inclusief alle kanalen waarover een frequency-agile radar kan springen.

• Voordeel: geen kennis van de exacte radarfrequentie nodig, en frequency agility van de radar (§ 12.1.1) helpt niet — elk kanaal is al gestoord. Meerdere radars tegelijk worden geraakt.
• Nadeel: het vermogen wordt uitgesmeerd. De vermogensdichtheid (W/MHz) in elk afzonderlijk radarkanaal is laag:

Barrage jamming is daarom typisch het werk van grote stand-off platforms met veel opgewekt vermogen, of wordt ingezet als "paraplu" waaronder preciezere technieken werken. Tegen een enkele, bekende radar is het verspilling; tegen een onbekend of frequentie-springend dreigingsbeeld is het de enige optie.

Spot jamming

Spot jamming is het omgekeerde: al het jamvermogen geconcentreerd in een smalle band rond de exacte werkfrequentie van één slachtoffer-radar. Dezelfde watts leveren zo een orde van grootte meer vermogensdichtheid in het kanaal dat ertoe doet — maximale J/S, maximale onderdrukking van die ene radar.

De voorwaarden en zwaktes volgen direct uit het principe:

• Je moet de frequentie kennen. Spot jamming leunt volledig op ESM (§ 10.2.3): eerst meten waar de radar zit, dan daar storen. Moderne jammers doen dit automatisch (set-on receiver).
• Frequency agility is de natuurlijke tegenzet (§ 12.1.1): springt de radar naar een ander kanaal, dan jamt de spot-jammer lege lucht totdat zijn ontvanger de sprong heeft gevolgd. Bij sprongen per puls wordt volgen vrijwel onmogelijk.
• Slechts één radar (of één frequentie) tegelijk — tegen een netwerk van radars op verschillende banden schiet één spot-jammer tekort.

Spot en barrage zijn dus geen concurrenten maar uitersten op een schuif: vermogensdichtheid tegen bandbreedte-dekking. De praktijk kiest er meestal iets tussenin — of het compromis van de volgende paragraaf.

Swept-spot jamming

Swept-spot jamming (sweep jamming) probeert het beste van beide: een smalle, krachtige spot die snel heen en weer over een brede band zwaait. Elk radarkanaal wordt periodiek met volle spot-dichtheid geraakt, en over de tijd gemiddeld is toch de hele band afgedekt.

• Tegen elke afzonderlijke radar is de storing intermitterend: korte, harde ruisflitsen telkens als de sweep passeert. Dat verzadigt ontvangers, triggert valse alarmen en kan AGC-regelingen (§ 5.10.7) uit hun evenwicht slaan — soms effectiever per watt dan continue zwakke ruis.
• Tegen frequency-agile radars werkt het beter dan pure spot: waar de radar ook heen springt, de sweep komt periodiek langs.
• De zwakte: tussen twee passages door is het kanaal schoon. Een radar die zijn verwerking (integratie, § 5.10.8) over die schone vensters legt, of zijn zendmomenten erop afstemt, kijkt er dwars doorheen. De effectiviteit hangt sterk af van sweepsnelheid versus de tijdconstantes van de radar.

Samenvattend over de drie vormen: barrage = overal een beetje, spot = één plek vol, swept-spot = overal om de beurt vol. Welke wint hangt af van wat je weet (ESM!), hoeveel vermogen je hebt en hoe wendbaar de radar is.

Side Lobe jamming

De vorige paragrafen gingen over frequentie; deze gaat over richting. Een radar ontvangt niet alleen door zijn main lobe maar ook — verzwakt — door zijn side lobes (§ 5.15.1). Side lobe jamming exploiteert dat: een jammer met voldoende vermogen drukt zijn ruis of valse echo's door de zijlussen naar binnen, ongeacht waar de antenne op dat moment heen kijkt.

Het effect is wezenlijk anders dan main-lobe jamming:

• Bij main-lobe jamming is alleen de sector richting de jammer gestoord — de operator ziet één strobe en weet de richting.
• Bij side-lobe jamming komt de storing op elke antennestand binnen: het hele scherm vervuilt, en valse doelen verschijnen op willekeurige azimuths (de radar schrijft alles wat binnenkomt immers toe aan zijn main-lobe-richting). Richtingsinformatie wordt waardeloos.

De prijs: side lobes liggen 25–40 dB onder de main lobe, dus de jammer heeft duizenden tot tienduizenden keren meer vermogen nodig dan voor hetzelfde effect door de hoofdbundel — of hij moet dichtbij staan (stand-in jammer, § 11.2).

De tegenmaatregelen aan radarzijde bestaan en zijn effectief (§ 5.15.1): side lobe blanking (een hulpantenne met breed patroon vergelijkt — komt het signaal harder binnen op de hulpantenne dan op de hoofdantenne, dan kwam het via een side lobe en wordt het weggegooid) en adaptieve nulvorming (phased arrays draaien een diepe null in het patroon richting de jammer). De wedloop main lobe ↔ side lobe is daarmee een klassiek voorbeeld van de ECM-EPM-cyclus uit § 10.2.