ELEKTRON K HARP VE S NYAL KARITIRMASI

MURAT ZEL K

YKSEK L SANS TEZ ELEKTR K ELEKTRON K MHEND SL

GAZ N VERS TES FEN B L MLER ENST TS

EYLL 2006 ANKARA

Murat ZEL K tarafndan hazrlanan ELEKTRON K HARP VE S NYAL KARITIRMASI adl bu tezin Yksek Lisans tezi olarak uygun olduunu onaylarm.

Yrd.Do.Dr.Erkan AFACAN Tez Yneticisi

Bu alma, jrimiz tarafndan oybirlii ile Elektrik-Elektronik Mhendislii Anabilim Dalnda Yksek Lisans tezi olarak kabul edilmitir.

Bakan ye ye

: Prof.Dr.Erdem YAZGAN : Yrd.Do.Dr.Erkan AFACAN : r.Gr.Dr.Nursel AKAM

Tarih

: 22 / 09 / 2006

Bu tez, Gazi niversitesi Fen Bilimleri Enstits tez yazm kurallarna uygundur.

TEZ B LD R M Bu almadaki btn bilgilerin etik ve akademik kurallar erevesinde elde edilerek sunulduunu, ayrca tez yazm kurallarna uygun olarak hazrlanan bu almada orijinal olmayan her trl kaynaa eksiksiz atf yapldn bildiririm.

Murat ZEL K

iv

ELEKTRON K HARP VE S NYAL KARITIRMASI (Yksek Lisans Tezi) Murat ZEL K GAZ N VERS TES FEN B L MLER ENST TS Eyll 2006 ZET kinci Dnya Savandan bu yana radarlar ve elektronik sava sistemleri, elektronik alanndaki gelimelere paralel olarak byk bir deiim geirmi, ileri elektronik tekniklerin uygulanmasyla yksek performans deerlerine ulamtr. Modern savunma sistemleri byk lde elektronik cihazlardan olumakta, gzetleme, iletiim ve silah kontrol gibi askeri grevler de elektromanyetik bir ortamda gerekletirilmektedir. Bunun doal sonucu olarak taarruz ve savunma operasyonlar srasnda elektromanyetik spektrumun etkili kullanm byk nem kazanmtr. Bu tezin birinci blmnde, Sinyal stihbarat (SIGINT-Signal

Intelligence), Elektronik Destek Tedbirleri (ESM-Electronics Support Measure), Elektronik Taarruz Tedbirleri (ECM-Electronic Counter Measure) ve Elektronik Korunma Tedbirleri (ECCM-Electronic Counter Counter Measure) gibi kavramlar tantlm ve elektronik harp sistemleri hakknda genel bilgi verilmitir. kinci blmde, grlt kartrmas ve aldatma tekniklerine dayanan elektronik taarruz sistemleri incelenmitir. Son blmde farkl krlma indisine sahip hedeflerden farkl alarda yansyan sinyaller ile bir veri taban

v

oluturulmutur. Grlt kartrmasnn etkisini incelemek zere MATLAB program kullanlarak eitli uygulamalar yaplmtr.

Bilim Kodu Anahtar Kelimeler Sayfa Adedi Tez Yneticisi

: 905.1.034 : Elektronik Harp, Grlt Kartrmas : 74 : Yrd.Do.Dr. Erkan AFACAN

vi

ELECTRONIC WARFARE AND SIGNAL JAMMING (Ms.Sc.Thesis) Murat ZEL K GAZ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECNOLOGY September 2006 ABSTRACT Radars and electronic warfare systems have drastically changed since World War II in parallel with the development of electronics area and have reached high performance levels with the application of advanced electronic techniques. Modern defense systems largely consist of electronic equipments and military missions such as reconnaissance, communications and weapon control take place in an electromagnetic medium. As a result of this, the effective usage of the electromagnetic spectrum during attack and defense operations has gained considerable importance. In the first section of this thesis, the concepts such as Signal Intelligence (SIGINT), Electronics Support Measures (ESM), Electronic Counter Measures (ECM), Electronic Counter Counter Measures (ECCM) are introduced and a general knowledge is given about electronic warfare systems. In the second section, Electronic Counter Measure systems which depend on noise jamming and deception tecniques are investigated. In the last section, a database which contains reflected signals at different angles from several targets having different refraction indexes is constructed. For the

vii

Investigation of the effect of noise jamming several applications are realized by using MATLAB program .

Science Code Key Words Page Number Adviser

: 905.1.034 : Electronic Warfare, Noise Jamming : 74 : Asst.Prof.Dr. Erkan AFACAN

viii

TEEKKR almalarm boyunca deerli yardm ve katklaryla beni ynlendiren hocam Yrd.Do.Dr. Erkan AFACANa ve gsterdii destek ve sabrdan dolay eim zlem ZEL K ve biricik kzm Zeynepe teekkr bir bor bilirim.

ix

NDEK LER Sayfa ZET.... ABSTRACT.. TEEKKR.. NDEK LER.. ZELGELER N L STES .. EK LLER N L STES SIMGELER VE KISALTMALAR... 1. G R .... 2. ELEKTRON K HARP........ 2.1. Elektronik Harp Tanm ve Kapsam................... 2.2. Sinyal stihbarat-SIGINT....... 2.3. Elektronik Destek Tedbirleri-ESM..... 2.4. Elektronik Taarruz-ECM..... 2.5. Elektronik Korunma Tedbirleri-ECCM...... 3. ELEKTRON K TAARRUZ...... 3.1. Kendini Korumal ECM Sistemlerinin alma Prensipleri.... 3.2. Radar kaz Alcs (RWR).... 3.3. Elektronik Taarruz (ECM)....... 3.3.1. Grlt kartrmas.. 3.3.2. Aldatma ..... 4. S NYAL TANIMA VE GRLT KARITIRMA UYGULAMASI.. 4.1. Wigner-Ville Dalm Kullanlarak zellik karm lemi ........ iv vi viii ix xi xii xiv 1 3 3 5 7 9 16 21 21 23 27 29 33 46 46

x

Sayfa 4.2. Ge Zaman zellik Vektrnn Kullanlmas (LTFV-Late Time Feature Vector .................. 4.3. zellik karmada Esas Bileenler Analizinin (PCA- Principal Component Analysis) Kullanlmas...... 4.4. ESM Programnn Grltsz Sinyaller le Test Edilmesi..... 4.5. Grlt Eklenmesi ve ESM Programnn Grltl Sinyaller ile Test Edilmesi....... 5. SONU VE NER LER...................................................................... KAYNAKLAR..... 49 51 54 62 71 73

ZGEM ..... 74

xi

ZELGELER N L STES izelge Sayfa

izelge 3.1. Tipik bir RWR alt-sisteminin baz performans parametreleri....................................................................... 27 izelge 3.2. Kartrma Stratejisi............................................................. 29 izelge 3.3. Tipik bir ECM alt-sisteminin baz performans parametreleri........................................................................ 35

xii

EK LLER N L STES ekil Sayfa

ekil 2.1. Elektronik harp kategori ve alt kategorileri............................. 4 ekil 2.2. Radar parametreleri...... 6 ekil 2.3. Elektronik taarruz alt gruplar....... 10 ekil 2.4. Kartrma yntemleri........ 12 ekil 2.5. Kartrma geometrisi........ 14 ekil 3.1 Kendini korumal bir EH sisteminin blok emas....... 23 ekil 3.2. RWR alt-sisteminin sinyal ileme ilemi.. 26 ekil 3.3. RWR/ECM sistemi arasndaki iliki.. 28 ekil 3.4. Baraj grltsyle bastrma.. 30 ekil 3.5. Dar bantl grltyle bastrma......... 31 ekil 3.6. Taramal bastrma...................................................................... 31 ekil 3.7. G tasarruflu bastrma........ 32 ekil 3.8. Grlt noise konfigrasyonu blok emas......... 32 ekil.3.9. Tekrarlayc repeater konfigrasyonu blok emas........ 33 ekil.3.10. evirici transponder konfigrasyonu blok emas........ 34 ekil 3.11. Asal kazancn tersine gnderilmesi........ 39 ekil 3.12. Menzil kapsnn tanmas...... 40 ekil.3.13. Hz kapsnn tanmas 41 ekil 3.14 a-Gz geometrisi. 44 ekil 4.1 Farkl frekans ve zaman aralnda x(t) sinyali......... 48 ekil 4.2 x(t) sinyalinin Wigner-Ville dalm. 48

xiii

ekil

Sayfa

ekil 4.3 x(t) sinyalinin Wigner-Ville dalmnn pozitif ksm. 49 ekil 4.4. En uygun zaman indeksinde doru snflandrma faktr... 51 ekil 4.5 Yarap 10 cm olan hedeften (dielektrik kre) salan sinyalllerin gzlenmesi . 55 ekil 4.6. Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 5 olan sinyal testi... 56 ekil 4.7. Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 90 olan sinyal testi.. 57 ekil 4.8. Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 45 olan sinyal testi.. 58 ekil 4.9. Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 135 olan sinyal testi 59 ekil 4.10. Krlma indisi () 6, krlma as (ref) 45 olan sinyal testi 60 ekil 4.11. Krlma indisi () 6, krlma as (ref) 179 olan sinyal testi... 61 ekil 4.12. Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 45 ve Grlt (SNR=20 dB) eklenmi olan test sinyali.................. 62 ekil 4.13. Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 45 ve Grlt (SNR=10 dB) eklenmi olan test sinyali 63 ekil 4.14 Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 45 ve Grlt (SNR=5 dB)... 64 ekil 4.15. Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 135 ve grlt (SNR=10dB) eklenmi olan test sinyali............ 65 ekil 4.16. Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 135 ve grlt (SNR=5 dB) eklenmi olan test sinyali.. 66 ekil 4.17. Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 135 ve grlt (SNR=2 dB) eklenmi olan test sinyali............. 67 ekil 4.18 Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 135 ve grlt (SNR=-5 dB) eklenmi olan test sinyali. 68 ekil 4.19 Krlma indisi () 6, krlma as (ref) 179 ve grlt (SNR=-5 dB) eklenmi olan test sinyali . 69

xiv

ekil

Sayfa

ekil 4.20. Krlma indisi () 6, krlma as (ref) 179 ve grlt (SNR=-5 dB) eklenmi olan test sinyali.. 70

xv

S MGELER VE KISALTMALAR Bu almada kullanlan baz ksaltmalar, aklamalar ile birlikte aada sunulmutur. Ksaltmalar C4ISR CCF COMINT CW ECCM ECM EH ELINT ESM EW FFV LTFV PRF PCA PRI PW RGPO RF RINT RWR Aklama Komuta Kontrol Haberleme Bilgisayar stihbarat Keif Doru Snflandrma Faktr (Correct Classification Factor) Communication Intelligence (Haberleme stihbarat) Continuous Wave (Srekli Dalga) Electronic Counter Countermeasure (Elektronik Savunma Tedbirleri) Electronic Countermeasure (Elektronik Taarruz) Elektronik Harp Electronic Intelligence (Elektronik stihbarat) Electronic Support Measure (Elektronik Destek Tedbirleri) Electronic Warfare (Elektronik Harp) Fused Feature Vector (Birleik zellik Vektr) Late Time Feature Vector (Ge Zaman zellik Vektr) Pulse Repetition Frequency (Darbe Tekrarlama Frekans) Principal Component Analysis (Esas Bileenler Analizi) Pulse Repetition Interval (Darbe Tekrarlama Aral) Pulse Width (Darbe Genilii) Range Gate Pull-off (Mesafe Kaps ekme) Radio Frequency (Radyo Frekans) Radiation Intelligence (Radyasyon stihbarat) Radar Warning Receiver (Radar kaz Alcs)

xvi

Ksaltmalar SIGINT VGPO WD

Aklama Signal Intelligence (Sinyal stihbarat) Velocity Gate Pull-off (Hz Kaps ekme) Wigner-Ville Distribution (Wigner-Ville Dalm)

1

1. G R kinci Dnya Sava srasnda hava savunma amac ile radar sistemlerinin kullanlmaya balanmas, elektromanyetik yaylma ile ilgili teknolojilerde gnmze kadar devam eden byk bir yarn balamasna yol amtr. Radar gdml fze sistemlerinin Vietnam harbi srasnda kabul edilemez boyutlarda uak kaybna sebep olmalar ile hzlanan bu yar, radar tasarmclar ile, radar sistemlerinin etkinliini azaltmak amac ile gelitirilen elektronik harp sistemleri arasnda teknolojinin itici gc olarak devam etmektedir. Krfez harbi srasnda uak kayplarnn normal bir askeri tatbikatta kaybedilecek uak saysn pek fazla amam olmasnn en nemli etkeni, elektronik harp sistemlerinin hava savunma sistemlerine ak bir stnlk salam olmalardr. 1974 ylnda Sovyet Amirali Gorshkov'un ifade ettii "Elektromanyetik spektrumu kontrol eden taraf bir sonraki harbi kazanacaktr" szn bu adan doru bir tespit olarak deerlendirebiliriz [1]. Radar sisteminin doru bilgi almasn engellemeye ve yanltmaya alan elektronik harp sisteminin baars, byk lde radar sistemi ve radar sisteminin yaynlad sinyalin teknik zellikleri hakknda sahip olduu bilgi seviyesi ile dorudan doruya balantldr. ok temel bir rnek vermek gerekirse, radarn alt frekans bilgisine sahip olmayan bir elektronik harp sisteminin etkinlii ancak tesadflere bal olacak ve tahmini bir frekans bilgisi kullanarak geni bantta baraj grlt uygulamaya altnda, kullanabilecei gc geni banda yaydndan, radar alma antenindeki kartrma-sinyal oran ("Jamming to Signal Ratio", J/S) yetersiz kalacaktr. Bu sebeple, elektronik harbin elektronik istihbarattan bamsz dnlmesi mmkn deildir. Elektronik harp unsurlar daha geni bir yelpazede C4ISR; Komuta, Kontrol, Haberleme, Bilgisayar, stihbarat, Gzlem/keif unsurlarnn tm ilevsel elektronik alt yaplarn ve dmann da benzer sistemlerinin tamamn ierir. Gelecein savalar; meydanlarda yz yze ve saysal fazlalk yerine gelimi teknolojiye sahip ve onun etkinliini artracak

2

sistem

ve

yeteneklere

bir

btn

olarak

sahip

olma

ihtiyacn

gsterecektir.Ayn ekilde dman da kendi elindeki sistemlerin etkinliini arttrmak isteyeceinden bunun bir aamas da dmann bu etkinliinin nlenmesi olacaktr. Elektronik harp (EH) alannda gerekletirilen aratrma ve gelitirme faaliyetleri, zellikle son on-yirmi senede byk apta ilerleme gstermi, savunma sektrnde gelimi olan lkelere tabi silahl kuvvetler son derece modern ve etkin elektronik harp cihazlar ile donatlmtr. Bu durum, zellikle Trkiye gibi savunma alannda henz gelimekte olan lkelerin elektronik harp sahasnda gelimi olan dier lkeler seviyesine eriebilmek amacyla bir takm giriimlerde bulunmalar konusunda zorlayc bir faktr olmutur. Nitekim, gerek Trkiye ve gerekse gelimekte olan dier lkeler tarafndan savunma alannda gerekletirilen faaliyetlere bir gz atldnda, bu lkelerin gelimi olan dier lkeler tarafndan tasarlanan EH sistemlerinin tedarii kapsamnda projelere adm attklar ve bu kapsamda hem EH alannda teknoloji transferi yapmay, hem de silahl kuvvetlerini modernize etmeyi hedefledikleri grlmektedir. EH teknolojisi alanndaki gelimelerin giderek artan bir hzla ilerleme kaydettii dikkate alndnda, gerek yabanc kaynakl EH sistemlerinin tedariine, gerekse bu tr sistemlerin milli olarak retilmeleri amacna ynelik olarak balatlan projelerin saylarnn da gn getike art olacaktr. Elektronik harp eitli ekillerde gnlk yaammzn iine de girmitir. Byk irketler veya kurumlar cep telefonu, sim kartl avu ii bilgisayarlar gibi cihazlarla bilgi alnmasn engellemek iin elektromanyetik dalgalar nleyici sistemleri kullanmaktadrlar. Gemi yllarda nl bir i adamnn katilinin yerinin cep telefonu sinyalleri takip edilerek polis tarafndan tespit edildiini bilmeyen yoktur. Bu tr uygulamalar bir eit elektronik harp metodudur.

3

2. ELEKTRON K HARP 2.1 Elektronik Harp Tanm ve Kapsam Elektronik olarak kontrol edilebilen sava sistemlerine ynelik aratrma ve gelitirme faaliyetleri, Elektronik harp (EH) olarak adlandrlan nemli bir bilim alann oluturmaktadr. Bu alan, elektronik sektrnn askeri operasyonlara byk apta girdii ilk dnem olarak nitelendirilen II.Dnya Savandan gnmze dek olduka ileri dzey bir statye ulam bulunmaktadr. Elektronik harp kavram, temel olarak, potansiyel dman elektronik sava sistemlerinin kabiliyetleri hakknda istihbarat bilgisi toplamak amacyla bu sistemlerden yaylan elektromanyetik sinyalleri toplama ve analiz etme; mevcut dman elektronik sava sistemlerinden yaylan elektromanyetik sinyalleri alglama ve tanma ile elektronik iletiim ve silah sistemlerinin dmanlar tarafndan etkin bir ekilde kullanlmasn engellemek amacyla elektromanyetik sinyaller retme ve gnderme faaliyetlerini kapsamaktadr [2]. Elektronik harp faaliyetleri, mevcut ve/veya potansiyel dman elektronik sava sistemlerine ynelik olarak yukarda deinilen faaliyetlerin yansra, dman sistemleri ile ayn frekans spektrumunu kullanan dost sistemlerin operasyonlarnn olumsuz ynde etkilenmemelerini salama konusunda gerekletirilen almalar da iermektedir [3]. Yukarda verilen aklamalarn altnda, elektronik harp kapsamna giren faaliyetler aadaki ekilde gruplandrlabilir. 1. Potansiyel dman elektronik harp sistemlerinden yaynlanan sinyallerin aranmas, alglanmas ve analiz edilmesi, 2. Dman elektronik harp sistemlerinden yaylan sinyallerin aranmas, alglanmas, lokasyonunun belirlenmesi ve tanmlanmas,

4

3. Konvansiyonel silahlara bavurmaya gerek kalmakszn elektromanyetik sinyaller gndererek dman elektronik harp sistemlerinin doru almalarnn engellenmesi ve 4. Dost elektronik harp sistemlerinin, dman elektronik harp sistemlerinin mevcut olduu ortamlarda doru almalarnn salanmas. Elektronik harp genel olarak yukarda belirtilen faaliyetleri kapsamak zere drt ana katagoriye ayrlmaktadrlar; 1. Sinyal stihbarat (SIGINT), 2. Elektronik Destek Tedbirleri (ESM), 3. Elektronik Taarruz (ECM), 4. Elektronik Koruma Tedbirler (ECCM) Elektronik harp kategori ve alt kategorileri ekil 2.1de verilmekte ve herbir kategori altnda ne gibi faaliyetlerin yrtld izleyen blmlerde detayl olarak aklanmaktadr.

ELEKTRON K HARP

SIGINT

ESM

ECM

ECCM

COMINT ELINT RINT

RWR

AKT F KE F/ GZETLEME

PAS F

ekil 2.1. Elektronik harp kategori ve alt kategorileri

5

2.2. Sinyal stihbarat SIGINT (Signal intelligence) Sinyal istihbarat (SIGINT), potansiyel dman elektronik harp

sistemlerinden

yaynlanan sinyallerin toplanmas ve analiz edilmesi

faaliyetlerini kapsamas itibariyle elektronik harbin nemli bir alann oluturmaktadr. SIGINT sistemlerinin temel misyonlar, tehdit unsuru oluturma olasl mevcut olan elektronik harp sistemlerinden yaynlanan sinyallerin sava zamanlarnda olduu kadar bar zamanlarnda da mmkn olduu kadar ok toplanmas ve bu verilerin analiz edilmeleri neticesinde mevcut tehdit bilgilerinin gncelletirilmesi ve etkin elektronik harp taktik ve tekniklerinin gelitirilmesi hizmetlerinin verilmesidir. bu alan da kendi ierisinde, istihbarat bilgilerinin topland elektronik harp sistemlerin eitleri itibariyle gruba ayrlmaktadr; Haberleme stihbarat (COMINT-Communication Intelligent) Elektronik stihbarat (ELINT-Elektronic Intelligent) ve Radyasyon stihbarat (RINT-Radiation Intelligent) [4].

COMINT, potansiyel dman haberleme sistemlerinden yaylan istihbarat bilgilerinin toplanmas olarak tanmlanmaktadr. Bu alanda hizmet veren sistemler, radar sistemlerinde olduu gibi maksatl yaynlar deil, potansiyel tehdit olarak kabul edilen lkelerin telsiz, telefon gibi telekominkasyon cihazlarndan yaylan bilgilerinin toplanmas ve bunlarn analiz edilerek bu bilgilerinin topland iletiim cihazlar ve alarnn yaplar ve alma prensipleri hakknda bilgi edinilmesine ynelik faaliyetleri yerine getirmektedir. ELINT, COMINT alanndan farkl olarak, potansiyel radar dman radar sistemlerinden yaynlanan istihbarat bilgilerinin toplanmas ilemlerini kapsamaktadr. ELINT sistemleri tarafndan toplanan bilgiler, operasyon frekans (RF), darbe tekrarlama frekans (PRF), darbe genilii (PW), RF ve

6

PRF deitirme zellikleri, alma modlar gibi, ekil 2.2de gsterilen radar sistemlerinin karakteristiklerini belirleyen parametre bilgilerini iermektedir. Bu nedenle ELINT sistemleri, ileriki blmlerde deinilecek olan elektronik destek tedbirleri (ESM-Electronic Support Measure) elektronik taarruz (ECM-Electronic Counter Measure) sistemlerinin tasarmlar iin ihtiya duyulan verileri salamaktadr [5].

ekil 2.2. Radar parametreleri SIGINTin nc alt alann oluturan RINT ise, potansiyel dman radar ve iletiim sistemlerinden istenmeden yaynlanan (harmonikler, sahte sinyaleri gibi) istihbarat bilgilerinin toplanmas ve analizi ilemlerini kapsamaktadr [2]. SIGINT kapsamnda yrtlen faaliyetlerin, bir lkede gerekletirilen dier askeri faaliyetler ile karlatrldnda olduka nemli bir stratejik role sahip olduu gzlenmektedir. Bu faaliyetler aracl ile, tehdit unsuru oluturma olasl bulunan lkelerin sahip olduu elektronik harp sistemlerinin tipleri, karakteristikleri, saylar ve lokasyonlar tesbit edilebildii gibi, bu lkelerin teknolojik durumlar, askeri adan g, maksat ve yntemleri de belirlenebilmektedir. rnek olarak, SIGINT sistemleri tarafndan snr blgelerinde beklenmedik younlukta elektromanyetik yaylmlarn

7

alglanmas durumunda, bu konuya aklk getirilmesi maksadyla bu blgeye ynelik baz politik giriimlerde bulunulmas gerekli grlebilir. SIGINT faaliyetleri, stratejik adan olduu kadar taktik adan da byk neme sahip aktivitelerdir. SIGINT sistemleri tarfndan toplanan istihbarat bilgilerinin deerlendirilmesi neticesinde, potansiyel dman elektronik harp sistemlerinin zellikleri saptanabilmekte ve tipik operasyonel sava koullarnda dman elektronik harp sistemlerine kar en etkin neticenin alnabilmesi maksadyla dost elektronik harp sistemlerinin nasl bir savunma/hcum taktii izleyecekleri, lokasyon olarak hangi pozisyonlara yerletirilecekleri problemlerine zm getirilebilmektedir. 2.3. Elektronik Destek Tedbirleri - ESM (Electronic Support Measure) Elektronik harbin dier bir alann oluturan elektronik destek tedbirleri (ESM), dman elektronik harp sistemlerinden yaynlanan sinyallerin aranmas, alglanmas, lokasyonlarnn tespit edilmesi ve tanmlanmas faaliyetlerini tekil etmektedir. Her ne kadar ESM faaliyetleri, SIGINT kapsam iinde gerekletirilen aktiviteler ile benzerlik gsterse de, bu iki alan birbirleriyle zaman parametresinin nemi asndan ayrlk gstermektedir. Daha ak bir ekilde ifade etmek gerekirse, ESM faaliyetleri gerek zamanl veya yakn-gerek zamanl aktiviteleri iermektedir. Ancak, SIGINT faaliyetleri asndan zaman, kritik bir neme sahip olmayp, bu faaliyetler harp kapsamnda toplanan veriler annda analiz ESM edilmeyi sistemi gerektirmemektedir. Operasyonel ortamda mevcut olan tehdit elektronik sistemlerinden yaylan elektromanyetik sinyaller tarafndan gerek veya yakn-gerek zamanl olarak toplanmakta, analiz edilmekte, tanmlanmakta ve bunlarla birlikte pilotun uyarlmasn ve elektronik taarruz (ECM), fze kontrol, pasif kar tedbir (rnein af) sistemleri gibi hava platformuna entegre edilen dier kar tedbir amal

8

aviyonik sistemlerin almaya balamalarn salamak amacyla, grntl, sesli, saysal veya dier formlarda ikaz sinyalleri retmektedir [6]. ESM sistemleri, genel olarak iki alt kategoride toplanmaktadr. Birinci kategori, genellikle uak, helikopter, gemi gibi platformlara kendini koruma kabiliyeti kazandrma amacyla entegre edilen ve gerek zamanl olarak alan radar ikaz alclarn (RWR) iermektedir. kinci grubu tekil eden keif/gzetleme alclar ise, genellikle RWRlardan daha karmak alclar olup, dman radar sistemlerinin sinyallerini yakn-gerek zamanl olarak alglayp analiz etme ve bu analiz neticesinde elde edilen veriler ile birlikte alt dier sensrlerden gelen bilgiler nda lokal olarak tehdit bilgilerini gncelletirme, ECM sistemlerini harekete geirme ve tehditlerin yaklatna dair erken uyar mesajlar verme grevlerini grmektedir [2]. RWR sistemleri zellikle uak helikopter gibi hava platformlarna entegre edilmekte ve tehdit tarama, kilitleme radarlar ile havadan havaya, yerden havaya frlatlabilen fze ve uaksavar mermi tr silahlarn varln tespit ederek ikaz mesajlar retmektedir. Bu tr ESM sistemlerinin temel zellikleri, dier alc sistemlere kyasla daha az karmak yapya sahip olmalardr. Dolaysyla RWR alclar, daha ucuz sistemleri oluturmaktadr. Genel olarak, misyonun gerekletirilecei operasyonel ortamda mevcut olmas beklenen tehditlerin sinyal parametreleri, greve balamadan nce RWR sisteminin yazlm ierisindeki tehdit ktphanesine yazlr ve sistem yazlm bu zelliklerde olan sinyalleri alglayacak ekilde programlanr. RWR tarafndan, alglanan sinyallerin parametreleri llr ve bu parametreler sistemin tehdit ktphanesinde daha nceden tanmlanan gerek tehdit sinyal parametreleri ile karlatrlarak alglanan sinyallerin gerek tehditlere ait olup olmad ve ait ise hangi tehditler tarafndan yaynlanan sinyaller olduu tespit edilir.

9

Keif ve gzetleme tr ESM sistemleri ise genellikle RWR'lardan ok daha karmak alc sistemlerini oluturmaktadr. Bu sistemler her ne kadar RWR'lar ile benzer fonksiyonlar yerine getiriyor olsalar da, keif/gzetleme alclar dman EH sistemlerini ok daha uzak mesafelerden (hatta radarlarn yan kulakk yaynlarn da tespit edecek ekilde) alglama kabiliyetine sahip ok daha duyarl sistemlerdir. Bunun yansra, keif/gzetleme radarlar RWR'lardan daha ok sayda sinyal parametresini lebilmekte (koherentlik ve polarizasyon gibi) ve daha yksek dorulukta a tespiti yapabilmektedir. ESM sistemlerinde aranan en temel zelliklerden biri, ESM sistemlerinin entegre edildii platformlar dman EH sistemleri tarafndan alglanmadan ok nce, bu sistemlerin szkonusu dman EH sistemlerini alglama kabiliyetine sahip olmalardr. ESM sistemlerini karakterize eden dier baz nemli zellikleri de, dman EH sistemlerinin hangi parametrelerinin llebildii ve bu parametrelerin lmlerinin ne kadar doruluk dereceleri ile yaplabildii hususlar oluturmaktadr. 2.4. Elektronik Taarruz- ECM (Electronic Counter Measure) Elektronik harbin nc alt-alann elektronik taarruz (ECM) tekil etmektedir. ECM faaliyetlerinin temel amac, eletromanyetik spektrumun dman elektronik harp sistemleri tarafndan etkin bir ekilde kullanlmasnn engellenmesidir. Baka bir deyile ECM, dman elektronik harp sistemlerini, dost elektronik harp sistemleri tarafndan konvansiyonel silah kullanmna gerek duyulmakszn, olumsuz ynde etkilemek veya etkisiz hale getirmek amac ile gerekletirilen faaliyetlerdir. Bu alanda faaliyet gsteren sistemler, dman elektronik harp sistemleri tarafndan dost elektronik harp sistemleriyle ilgili olarak llen bilgileri saptrarak aldatma veya dost platformdan yansyan ekoyu pek ok yanl eko ile evreleyerek kartrma amalar ile belirli formlarda elektromanyetik sinyaller retmekte

10

ve bunlar dman elektronik harp sistemlerinin alglayabilecei ekillerde gndermektedirler. ECM, kendi ierisinde pek ok alt gruba ayrlan geni kapsaml bir elektronik harp alann tekil etmektedir. ECM teknik ve taktiklerini aada sralanan konu balklar altnda eitli ekillerde gruplandrmak mmkndr [6]. 1. ECM'in tr (aktif/pasif), 2. Taktik, 3. Platformun tr, ve 4. Platform zerine taklma ekli ekil 2.3de Elektronik Taarruzun alt balklar verilmitir

ekil 2.3. Elektronik taarruz alt gruplar. ECM'in tr asndan aktif ECM ve pasif ECM olarak iki farkl grup mevcuttur. Aktif ECM, dman elektronik harp sistemleri tarafndan, dost elektronik harp sistemlerinin tip ve lokasyon bilgilerinin edinilmesi maksadyla kullanlan sinyallere benzer ekillerde sinyaller retme ve bunlar dman elektronik harp sistemlerini aldatma veya kartrma amalar ile

11

gnderme faaliyetlerini kapsamaktadr. Aktif ECM sistemleri tarafndan gnderilen sinyaller, genlik, frekans, faz modlasyonlu veya dier bir ekilde modleli elektromanyetik sinyaller olup, bu sinyallerin retiminde ECM sisteminde bulunan sinyal retme kaynaklarndan yararlanlabilecei gibi, dorudan doruya dman elektronik harp sistemi tarafndan dost platforma gnderilen sinyaller de kullanlabilmektedir. Yukarda verilen aklamalardan da anlalabilecei gibi, aktif ECM de kendi ierisinde kartrma yntemleri olarak balca iki alt grupta toplanmaktadr: 1. 2. Grlt Kartrmas, Aldatma Kartrmas,

Kartrma ve Aldatma. Kartrma tr ECM'in amac, dost EH sistemlerinin zellik ve lokasyonlarnn dman EH sistemleri tarafndan tespit edilmesini salayan eko sinyallerini, benzer pek ok sayda sinyal ile kaplamak ve bylelikle gerek eko sinyallerinin dman EH sistemleri tarafndan olduklar gibi alglanmalarn gletirmektir. Bu ekilde gerekletirilen bir aktif ECM teknii ile dman EH sistemi, antenine ulaan bir ok sinyal arasndan gerek ekoyu semekte glk ekecei iin, dost platformun hagi mesafe ve ada olduunu da belirleyemeyecektir [6]. Aktif ECM'in dier bir alt grubu olan aldatma ise, dman sistemlerin dost platform ile ilgili yanl karmlar yapmasn, baka bir deyile, mesafe ve a bilgisinin olduundan farkl bir deerde alglanmasn salamak maksad ile uygulanan teknikleri iermektedir. ekil 2.4da kartrma yntemleri grlmektedir. ECM'in dier bir trn pasif ECM alan tekil etmektedir. Pasif ECM teknikleri, tehdit radarlarndan yaylan elektromanyetik sinyallerin dost platformdan yansyan gerek eko sinyaller ile ayrt edilemeyecek bir biimde yanstlmas ile ilgili teknikleri iermektedir [6]. Bu amala genel olarak af ve dekoylar kullanlmaktadr.

12

ekil 2.4 Kartrma yntemleri af, pasif ECM uygulanacak tehdit radarnn alma frekansna bal olarak eitli uzunluklarda kesilen ok miktardaki dipol yanstcdan oluur. Radar kesit alanlar gerek bir uanki ile karlatrlabilecek kadar yksek olan bu dipoller, korunmak istenen platformdan frlatlr ve atmosfere yaylarak alrlar. Bylelikle dost platformdan yansyan eko, dipollerden yansyan eko ile kararak tehdit radar tarafndan ayrt edilememektedir. af lleri arzu edilen frekanslara bal olarak deien ve deiik iletkenlere sahip olan ok ince metal eritlerdir. ki trl af yaps vardr; 1. Dk frekansl radarlara kar kullanlan (300 MHz) Deiik uzunluklarda kesilmi aflerden oluur. 0.028mm aliminyum kapl fiberglasstr. apnda

13

Pasif ECM uygulamalarnn dier bir eidi olan dekoylar ise, fiziksel olarak uaktan kk uak benzeri hedeflerdir. Bunlar, radar kesit alanlarnn bykl itibariyle tehdit radarlarna gerek bir sava veya bombardman ua gibi grnebilmektedir. ECM, taktik adan ele alndnda, genel olarak be alt grupta deerlendirilebilir. Birinci grubu tekil eden "stand-off" tr ECM uygulamalarnda ECM sistemi olduka byk, gl vericilere sahip olup, tehdit radarlarnn ldrme mesafeleri yaknnda, ancak darsnda grev alan platformlara entegre edilmektedir. Bu eit ECM sistemleri, tehdit radarlarnn ldrme mesafeleri ierisinde grev yapan hcum platformlarn korumak amacyla tehdit radarlarna kar aldatma/kartrma ECM tekniklerini uygularlar. Dier bir grubu ieren "escort" ECM taktii, "stand-off ECM taktii ile benzer olmakla beraber, ECM sistemini tayan platformun hcum platformu ile birlikte tehdit radarlarnn ldrme mesafeleri ierisinde grev yapmalar asndan farkllk gsterirler. "Karlkl destek (mutual support)" veya dier adyla "ibirlii (cooperative)" ECM taktiinde, tehdit radarlarna kar birden fazla platform tarafndan koordineli bir ekilde ECM teknikleri uygulanmaktadr. Bu tr uygulamalar, ECM sistemi tayan yalnzca bir platformun mevcut olmas durumu ile karlatrldnda, daha byk efektif yaylma gc (ERP) avantajn salamaktadr. "Stand-forward" tr ECM taktiinde ise, ECM sistemini tayan platform, "escort" ECM durumunda olduu gibi tehdit radarlarnn ldrme mesafeleri ierisinde yer almakta, ancak szkonusu uaklarn korunulan platform ile silah sistemi arasnda belirli bir zaman sreci ierisinde grev yapmalar gerektiinden, bu tr ECM sistemleri uzaktan kontrol edilen insansz hava aralarna entegre edilmektedir. Son grubu tekil eden ve en yaygn olarak kullanlan ECM taktii, "self-protection" (kendini korumal) ECM uygulamalarn iermektedir. Bu grup altnda yer alan ECM sistemleri ve teknikleri, Blm 3'de detayl olarak aklanmaktadr.

14

ekil 2.5de Kendini Koruma, Uzaktan Koruma ve Refakatta Koruma olarak kartrma geometrisi gsterilmektedir. ECM alan altnda, ECM sistemlerinin entegre edildii platformlar ile bu sistemlerin platformlara entegre edilme ekilleri alarndan da eitli snflandrmalar deniz,fze veya yaplmas uzay mmkndr. ECM entegre sistemleri, hava, gibi, yer, bu platformlarna edilebilecei

platformlarn i ksmlarna ayr ayr niteler olarak veya d yzeyinde uygun bir blme harici (pod) olarak da taklabilmektedir.

ekil 2.5 Kartrma geometrisi. Operasyon ynnden bakldnda, uaklarn ve gemilerin kendini koruma gereksinimleri nemli lde farkldr. ou sava ua; batan bakldnda 1 metrekareden 10 metrekareye kadar, yandan bakldnda 10 metrekareden 100 metrekareye kadar olan dk radar kesitine (RCS) sahiptir. Sava uaklarnda, hacmin ve tanacak arln snrl olmas nedeniyle btn radar bandn kapsayacak (0.5-18 GHz) bir ECM kartrma vericisini yerletirmek bir problemdir. Bu problem iin zel grevlerde

15

frekans bandlar bilinen tehditlere kar uygun harici kartrma podu kullanmak bir zmdr. Alternatif bir dier zmde sadece terminal tehdit bandlarn (E/F,G/H,I/J bandlar) kapsayan dahili bir ECM sistemidir [2]. Dinamik olarak deiim gsteren operasyonel misyon ve tehdit ortamlarnda etkin bir ekilde kullanlabilecek ECM taktik ve tekniklerinin gelitirilmesine ynelik faaliyetler, elektronik harp alannda hem teknik uzmanlarn hem de harekat uzmanlarnn katlm gsterdii, kritik nemi bulunan almalar iermektedir. Etkin ECM taktik ve tekniklerinin gelitirilebilmesi, zet olarak aadaki ilemlerin tamamlanmasn gerektirmektedir: 1. Operasyonel misyonun tanmlanmas, 2. Misyon gerekletirilirken, ECM sisteminin alaca operasyonel koullarda mevcut olan tehditlerin listesi, alma prensipleri ve performans parametrelerinin tanmlanmas, 3. Tehditlerin ldrme mesafelerine bal olarak, hangi mesafeden itibaren alglanmalar ve hangi mesafeden itibaren ECM tekniklerinin uygulanmasnn gerekli olduunun belirlenmesi, 4. Tehditlerin tipik bir operasyonel ortamda parametre, alma zamanlar ve yerleim itibariyle hangi kombinasyonlarda bulunabileceklerinin, baka bir deyile gerek operasyonel koullar yanstan tipik senaryolarn belirlenmesi, 5. Tehditlerin nemlerine gre sralanmas, 6. Tehditlerin alma prensipleri ve faaliyet gsterdikleri operasyonel ortamlar itibariyle zayflklarnn belirlenmesi, 7. Yukarda belirlenen ECM tehdit bilgileri nda, belirlenmesi bu ve tehditlere bu kar uygulanabilecek tekniklerinin teknikleri

uygulayabilecek ECM sistemlerinin tasarlanmas, 8. Tasarlanan ECM sistemlerinin operasyonel testlerden geirilerek, etkinliklerinin dorulanmas [6]..

16

Elektronik harp alannda aratrma ve gelitirme almalar yrten mhendislik ve harekat uzmanlar, bir yandan tehdit elektronik harp sistemlerini etkisiz klmak maksadyla yukarda belirtilen ilemler dorultusunda ECM teknik ve taktiklerini gelitirirken, dier yandan da tehdit ECM sistemleri tarafndan uygulanan ECM teknik ve taktiklerini etkisiz klacak elektronik harp sistemleri gelitirmeye ynelik almalar gerekletirmektedir. Bu almalar, elektronik harp alannn Elektronik Korunma Tedbirler (ECCM) olarak adlandrlan ve aada aklanan bir dier alt alann oluturmaktadr. 2.5. Elekronik Korunma Tedbirleri ECCM (Electronic Counter Counter Measure) Dman kuvvetlerce gelitirilen ECM sistemleri tarafndan uygulanan teknik ve taktiklerin, dost elektronik harp sistemlerinin almalarn olumsuz ynde etkilemeye baladklarnn gzlenmesi zerine, ECM etkinliini mmkn olduu lde azaltmak veya gidermek amacyla, dost elektronik harp sistemlerinin ECM'e kar tedbir olarak bir takm ilave elektronik donanmlar/kabiliyetler eklenerek gelitirilmeleri gerei domutur. Bu konu ile ilgili almalar elektronik harp alannn son grubu olan Elektronik Korunma Tedbir (ECCM) alann tekil etmektedir. ECCM, genel olarak elektromanyetik spektrumun dost elektronik harp sistemleri tarafndan kullanmn temin etmek maksadyla yrtlen faaliyetler olarak tanmlanmaktadr. ECCM sistemlerinden beklenen fonksiyonlar, genel olarak, Blm 2.4.'de akland zere eitli ekillerde ECM teknikleri uygulayabilen ECM sistemlerinin mevcut olduu operasyonel koullar altnda, tehdit elektronik harp sistemlerine ait sinyalleri ECM sinyallerinden ayrt edebilme, ECM sinyallerini gz ard ederek gerek tehdit sinyalleri zerine kilitlenebilme, dolaysyla tehdit elektronik harp sistemlerinin mesafe, a ve hz gibi

17

parametrelerini doru bir ekilde lerek bu sistemleri etkisiz klabilme maksadyla gereken tedbirlerin zamannda alnabilmesini salamaktr. Bu amala, ECM sistemleri tarafndan etkisiz klnmaya allan elektronik harp sistemleri, alma frekans (RF), darbe tekrarlama frekans (PRF) gibi baz parametrelerini hzl bir ekilde (rnein darbeden darbeye) deitirerek ECM sistemlerinin yakn RF ve PRF'lerde sinyaller gndermelerini ve bylelikle bu sinyallerin gerek tehdit sinyalleri ile karmalarn nleyebilmektedir. RF ve PRF deitirme tekniinin yansra elektronik harp sistemleri tarafndan kullanlan dier bir ECCM zellii de, alglanan sinyallerin faz zelliklerinin gnderilen sinyallerinki ile karlatrlarak farkl fazda alglanan sinyallerin ilenmesinin engellenmesidir. Ancak bu ECCM teknii, yalnzca sinyalleri eevreli bir ekilde saklama kabiliyeti olmayan ECM sistemlerine kar etkili olabilecek bir yntemdir. Baz ECM sistemlerinin sinyal saklama devreleri de, darbelerin balang ucundaki faz rnekleyerek, dier ksmlarnda herhangi bir faz deiimi olmayaca prensipinden hareketle ilem yapmaktadr. Bu tr ECM sistemlerine kar, darbe ii faz veya frekans deiimi eklinde uygulanan ECCM teknikleri kullanlabilmektedir. Baka bir ECCM uygulamasnda, elektronik harp radar sistemlerinin yan kulakklarna sinyal gndererek kartrma yapma amal ECM tekniklerine kar, yan kulakkladan alglanan sinyaller tespit edilerek atlmakta ve ilenmeleri engellenebilmektedir. Ayn tr ECM tekniklerine kar etkili olan dier bir ECCM zellii de, radar rntsnn ana kulakk ile yan kulakklar arasndaki g farknn byk olmas ve bylece ECM sisteminin gc yetersiz klnarak yan kulakklara sinyal gnderme kabiliyetinin zayf braklmasdr. Bunlardan farkl olarak, "monopulse" ve "LORO (lobe on receieve only)" olarak adlandirilan alma prensiplerini kullanan radar sistemleri de ECM sistemlerinin kabiliyetlerini zorlayc sistemler olarak deerlendirilmektedir. Yukarda belirtilen konular, ECCM alannda kullanlan uygulamalardan yalnzca bir kana ynelik rnekleri tekil etmektedir.

18

Gzetleme radarnda uygulanan ECCM teknikleri alc, verici ve antende kullanlan teknikler olmak zere ayr grupta yer almaktadr. Vericide kullanlan eccm teknikleri

Vericide kullanlan ECCM teknikleri gnderilen sinyalin gc, frekans ve dalga eklinin kullanm ve kontrol ile ilgilidir. Darbe gndermeli doppler radarnda periyodik olarak kare dalga gnderilmektedir. Bu dalgann frekans spektrumuna transferi rneklenmi sins fonksiyonu eklindedir. Tayc dalga ile modle edilmi bir periyodik dalgann frekans spektrumuna transferinde ise rneklenmi sins fonksiyonu tayc dalgann frekans deeri kadar frekans spektrumunda kaydrlr. Kartrcnn radar alcsn kartrabilmesi iin radarn yayn yapt tayc frekans zerinden yayn yapmas gerekmektedir. Yanltc kartrmada ise yaylan radar yayn rneine benzer sinyalin kartrc tarafndan retilmesi gerekmektedir. Darbe tekrarlama hz, frekans deeri, sinyalin nitelii deitirilerek bu tr kartrmann zorlatrlmas salanr. Vericide kullanlan elektronik savunma tedbirleri aada verilen balklar altnda saylabilir; a. Frekans Atlamas b. Frekans eitlilii c. Kodlu Darbe Gnderme ( Darbe Sktrmas) d. Geni Yayn Bandnn Kullanlmas e. Darbe Tekrarlama Frekansnn Deitirilmesi [7]. Alcda kullanlan eccm teknikleri

Alcda kullanlan ECCM tekniklerinin amac kartcnn radar doyuma sokmasn nlemektir. nk doyuma girmi bir radarda hedeflerle ilgili bilgiler kaybolur ve denetleme gerekletirilemez. Ayrca kartrmann hangi frekansta yapldnn belirlenmesi amacyla uygulanan teknikler de vardr.

19

Otomatik frekans seimi dndaki teknikler ECCM'den baka amalar iin de kullanld iin tek balarna ECCM teknii olarak adlandrlmazlar. Ancak amalarndan biri de kartrc yoluyla gelen sinyallerin radar etkilemesini nlemektir. Otomatik frekans seimi ise tek bana bir ECCM teknii olup kartrma analizi yapma amacyla uygulanmaktadr. Alcda uygulanan elektronik savunma tedbirleri aada verilen balklar altnda saylabilir; a. Kartrma Analizi ve Otomatik Frekans Seimi b. Otomatik Kazan Kontrol c. Hassasiyet Zaman Kontrol d. Sabit Sahte Alarm Snrlamas e. Logaritmik ve Dorusal Logaritmik Alc f. Darbe Entegrasyonu g. Hareketli Hedef Tespit Devresi. Antende kullanlan eccm teknikleri

Anten, radar ile operasyonel ortam arasndaki ilk basamak olmas nedeniyle elektronik taarruz tedbirlerine kar korunmak iin de n bastrc faktr rolndedr. Grlt, radar performansn etkileyen nemli bir faktrdr. Radar alcsndaki elektronik devrelerin oluturduu grlt ile doal ortamdan gelen grlt dnda radarn performansn etkilemek amacyla kartrc tarafndan retilen grlt vardr ki bunun bastnlmas iin zel teknikler kullanlmaktadr. Eer kartrc radar anteninin ana huzmesi ierisinde ise yaratlan grlt antene ana huzme yoluyla girer ve PPI Radar gstergesi zerinde kartrc ynndeki sektr zerinde radyal bir parlama (strobe) grlr. Bu durumda kartrcnn yn PPI gstergesi zerinden belirlenebilir ancak kartrcnn mesafesi ve bu yndeki sektr ierisinde yer alan hedeflerin mesafesinin tespit edilmesi mmkn deildir. Eer kartrcnn rettii grlt radar anteninin yan kulakklar zerinden

20

gelirse radar gstergesi tamamen almaz duruma gelir ve hi bir hedef bilgisi elde edilemez. Bu durum daha tehlikelidir ve kartrc tarafndan retilen grltnn radarn yan kulakklar zerinden girmesinin zellikle engellenmesi gerekmektedir. Bu amala anten tasarmnda kullanlan teknikler aada sralanmtr; a. Yan Kulakk Bastrmas b. Yan Kulakk ptalcisi c. Dar Anten Huzme Genilii ve Dk Yan Kulakk Seviyesi d. Anten Faz Taramas ve Adaptif Anten Dizileri [7].

21

3. ELEKTRON K TAARRUZ 3.1. Kendini Korumal ECM Sistemlerinin Temel alma Prensipleri

Bundan nceki blmlerde elektronik harp kavramna aklk getirilmi, elektronik harbin alt-alanlar olan SIGINT, ESM, ECM ve ECCM faaliyetlerine bir giri yaplarak bu alanlara hizmet veren sistemlerin fonksiyonlarna ksaca deinilmiti. Bu blmn amac, yukarda belirtilen n bilgiler nda, "kendini korumal hava elektronik harp sistemleri"nin alma prensipleri hakknda genel bilgiler vermektir. Gnmzde modern taktik platformlarn nemli bir paras haline gelmi olan kendini korumal elektronik harp sistemleri, entegre edildikleri platformlarn elektronik sava koullarnda korunmalarn salamak amacyla kullanlmaktadr. Kendini korumal elektronik harp sistemlerinin takldklar platformlar hakknda yaplan aratrmalar neticesinde, bu tr sistemlerin % 65'inin hava, % 25'inin gemi ve % 10'unun ise yer platformlarna entegre edildikleri belirlenmitir [2]. Bu deerlerden anlalaca zere, kendini korumal elektronik harp sistemlerinin daha ok hava platformlarn korumak amacyla kullanlmakta olduu grlmektedir. Bu sistemler, takldklar uaa tehdit olan, geni bir frekans band ierisine yaylm radar sistemlerini alglamakta ve bu sistemlere kar aktif ECM teknikleri uygulayarak bunlarn uan zerine kilitlenmelerini, kilitlenmi radarlarn kilitlerini krmay ve fze, mermi gibi silahlarn uaa ulamalarn engelleyerek, uan yaama olasln artrma grevlerini stlenmektedir. Ne var ki, uaklara entegre edilen kendini korumal elektronik harp sistemleri, uaa kar tehdit olarak kabul edilen btn elektronik harp sistemlerine elektronik taarruz uygulamak iin gerekli olan g kapasitesine genellikle sahip olamamaktadr. Bu snrlama, tehditlerin nemlerine (ldrme glerine) gre sralandrlmas ve bu sra gz nnde bulundurularak, alglanan tehditlere kar en uygun ECM kaynann tahsis edilmesi, baka bir deyile ECM g ve kaynaklarnn

22

akll bir biimde kullanlmasnn salanmas ("resource management") gereini dourmaktadr [9]. Genel olarak hava platformlarna kar tehdit olarak kabul edilen elektronik harp sistemleri, nemlerine gre aadaki ekilde sralandrlmaktadr: 1. Tehdit kilitleme radarlarnn fze gdm veya ilminatr modlar. (Bu tip bir yaycdan alglanan sinyaller, byk bir olaslkla bu yaycnn bal olduu tehdit elektronik harp sistemi tarafndan bir fzenin frlatlm olduunun ve uaa doru yaklamakta olduunun gstergesidir.) 2. Tehdit kilitleme radarlar. (Bu tip radarlar, silah sistemleri ile entegre edilmi olmalar sebebiyle silah frlatma kabiliyetlerine sahip olup, ikinci derecede ldrc tehdit elektronik harp sistemlerini oluturur.) 3. Tarama radarlar. (Tehdit kilitleme radarlar genel olarak bu tip radarlardan aldklar uak pozisyon bilgisi ile almaya balamaktadr.) Kendini korumal bir hava elektronik harp sistemi temel olarak iki altsistemden olumaktadr : Radar ikaz alcs (RWR) alt-sistemi ve ecm altsistemi. Bu entegre sistemi tayan uaa tehdit olan elektronik harp sistemlerinin alma frekans (RF), darbe tekrarlama aral (PRF), darbe genilii (PW) gibi sinyal parametreleri, sistem yazlm ierisine, uak greve balamadan nce yazlmaktadr. RWR, uu esnasnda bu tehdit sinyalleri ile ayn (veya belirli bir tolerans aralnda benzer) sinyaller alglar alglamaz, gerekli korunma ilemlerinin balatlmas amacyla ortamda bu tehditlerin mevcut olduklarna dair bir eit uyar alarm retmektedir. Bunun zerine sistem yazlm ECM alt-sistemini aktive ederek, alglanan tehditlere kar yazlm ierisine nceden tanmlanm olan en etkin aktif ECM tekniklerini otomatik bir ekilde uygulamak zere almaya balamaktadr. Bununla birlikte pilot, RWR ikazn alglar alglamaz, var olan tehditlere kar nceden belirlenmi en etkin manevral uu tekniklerini uygulayabilmektedir. ECM alt-sistemi tarafndan ortamda mevcut olan tehdit elektronik harp sistemlerine kar uygulanan aktif ECM teknikleri ile, uaktan

23

yansyan sinyallerden uak pozisyon bilgisini karan tehdit radarlarnn elektromanyetik olarak aldatlmas ve kartrlmas hedeflenmektedir [8]. Genel bir blok emas ekil 3.1'de verilen yazlm kontroll bir kendini korumal hava elektronik harp sistemine ait RWR ve ECM alt-sistemlerinin alma prensipleri, aadaki blmlerde genel olarak aklanmaktadr.

ekil 3.1 Kendini korumal bir eh sisteminin blok emas [6] 3.2. Radar kaz Alcs (RWR) Alt-Sistemi Daha nce Blm 2.3.'de akland zere radar ikaz alclar (RWR), elektronik destek tedbirleri (ESM) sistemlerinin bir alt-grubunu tekil etmektedir. Genel fonksiyonlar tehdit radarlarn alglamak, pozisyonlarn belirlemek ve gerek zamanl olarak uyar alarmlar retmek olan RWR'lar, ESM alclarnn donanm ynnden en basit trlerini oluturmaktadr. Ortamda mevcut olan tehdit radar sistemleri RWR alt-sistemi tarafndan belirlenir belirlenmez, bu radarlara ilikin olarak RWR tarafndan belirlenen tehdit tipleri ve llen sinyal parametreleri sistem yazlm kontrol altnda ECM alt-sistemine iletilir ve ECM alt-sistemi alglanan tehditlere kar sistem yazlmna nceden tanmlanm olan aktif ECM tekniklerini uygulamak zere aktive edilir.

24

RWR alt-sistemi tarafndan retilen uyar alarmlar, ECM alt-sisteminin aktivasyonuna ilave olarak farkl bir takm ilemlerin de balatlmasn salamaktadr. Pilotun daha gvenli alanlara ulamak veya radar kilidini krmak amac ile manevral uulara balamas; pasif ECM alt-sisteminin (eer uak zerinde mevcut ise) aktivasyonu (rnein af atlmas); fze veya mermi (eer uak zerinde mevcut ise) frlatlmas, bu ilemlere rnek olarak gsterilebilir. RWR alt-sistemlerinin en nemli performans zelliklerinden biri, bu sistemlerin tehdit radarlarn, kendilerini tayan uaklarn bu radarlara ait ldrc mesafeye erimelerinden nce alglama kabiliyetlerine sahip olmalardr. Bir radarn ldrc mesafesi, genel olarak bu radarn fze atmas iin gereken minimum mesafe eklinde tanmlanmaktadr. Bu nedenle, uak bir tehdit radarnn ldrc alan zerinde umaya balamadan nce en etkin ECM tekniinin aktivasyonu iin yeterli zamana sahip olmak amacyla, RWR'n bu mesafeye ulamadan nce tehdit radarn tanma kabiliyetine sahip olmas gerekmektedir. Bununla birlikte tehdit radarlarnn yalnzca alglanmalar yeterli olmayp, zellikle youn CW ve darbeli sinyal ortamlarnda bu tehditlere ilikin sinyal parametrelerinin doru olarak llebilmesi de nemli dier bir performans zelliini tekil etmektedir [8]. Tipik bir operasyonel ortamda, genel olarak ok fazla sayda sinyal kayna mevcuttur. Bu sinyal kaynaklar, hem dman hem de dost EH sistemlerini kapsamaktadr. Dolaysyla, RWR alt-sisteminin antenine zamanda birbiri ile i ie girmi bir ekilde pek ok sayda darbe ve CW sinyaller ulamaktadr. RWR alt-sistemi, antenlerine ulaan bu sinyaller ierisinden birbiri ile benzer sinyal parametrelerine sahip olanlar yalnzca bir ka saniye gibi ksa bir sre ierisinde ayrt edebilmekte ve tehdit radar sistemlerine ait olanlar tanmlayarak gerekli uyar alarmlar retebilmektedir. RWR antenlerine zamanda kararak giren milyonlarca darbe ve CW sinyallerinin, sistem

25

ierisinde ne tr bir ilemden geirildiini ksa bir ekilde zetlemek maksadyla, yazlm kontroll bir kendini korumal hava elektronik harp sisteminin sinyal ileme yaps aada zetlenmektedir. ekil 3.2'de grlebilecei gibi, bir RWR alt-sisteminin sinyal ileme ileminin ilk adm, sinyal arama ve alglama ilemidir. Bu ilemde RWR, alma frekans spektrumunu belirli genilikteki aralklar ile adm adm tarayarak, RWR'n frekans ve duyarllk (minimum alglanabilecek sinyal gc seviyesi) alan ierisine giren radar sistemlerinin ana kulakklarndan yaynlanan sinyalleri belirli zaman aralklar ile rnekler. Tarama frekans aralklar ile sinyal rnekleme zaman aralklar, sistem yazlm ierisinde daha nceden tanmlanm deerlerdir. RWR antenlerinden alglanan bu sinyallerin zamanda birbiri ile i ie girmi olmalar sebebiyle, sinyal ileme ileminin ikinci ilemini, birbirleri ile ayn veya belirli bir tolerans aralnda benzer sinyal parametrelerine sahip olan darbelerin ve CW sinyallerin dierlerinden ayrt edilmesi ve gruplandrlmas oluturur. Daha sonra, her bir darbe grubu karakterize edilir, baka bir deyile sinyal parametreleri llr. RWR tarafndan llen sinyal parametreleri, genel olarak alma frekans (RF), RF deitirme zellii, darbe tekrarlama frekans (PRF), PRF deitirme zellii, darbe genilii (PW), genlik, tarama periyodu, geli as ve geli zaman gibi parametreleri ierir. llen parametre deerleri, ilem ierisinde ileride kullanlmak zere sistem yazlmna kayt edilir. Parametre lm ilemini takip eden adm, oluturulan darbe gruplarnn gerek tehdit radarlarna ait olup olmadnn tespiti, dier bir deyile tehdit tanma ilemidir. Bu ilemde, RWR tarafndan llen her bir darbe grubuna ait sinyal parametreleri, sistem yazlm ierisinde tehdit ktphanesi olarak adlandrlan blme daha nceden kayt edilmi olan, bilinen gerek tehdit parametreleri ile karlatrlr. Gerek ve llen sinyal parametreleri arasnda bir uyuma tespit edilmesi durumunda, tehdit tanma ilemi gerekletirilmi olur ve tespit edilen tehdide bir ncelik deeri verilir. Tehditlerin ncelik deerleri, daha nce yaplan almalar neticesinde bu

26

sistemlerin ldrme gleri esas alnarak belirlenmi ve sistem yazlmna kayt edilmi deerlerdir. RWR tarafndan ortamda birden fazla tehdidin mevcut olduunun belirlenmesi durumunda, bu tehditler ile ilgili olarak RWR'dan ald tehdit tipi ve sinyal parametre bilgileri dorultusunda aktif ECM teknikleri uygulayacak olan ECM alt-sistemi, szkonusu tehditlere verilen ncelik deerlerini dikkate alarak kaynak tahsisi yapmaktadr. Baka bir deyile, ECM kaynaklar ncelikle alglanan tehditler arasnda en tehlikeli olarak belirlenmi tehdide kar aktif ECM uygulayacaktr. RWR antenlerinden alglanan sinyaller ierisinde, tehdit ktphanesinde kaytl olan tehdit radarlar haricindeki kaynaklardan yaylan sinyaller ilem d braklr [9].

Sinyal Arama ve Alglama

Sinyal Gruplandrma

Sinyal Parametre lm

Tehdit Tanma

kaz Alarm retimi

ekil 3.2. RWR alt-sisteminin sinyal ileme ilemi. Operasyonel ortamda almakta olan ve sistemin tehdit ktphanesinde yer alan tehdit radarlarnn RWR alt-sistemi tarafndan tannmas zerine, kk bir ekran zerinde ortamda bu tehditlerin mevcut olduuna ilikin bir uyar alarm retilir. Bu alarm, genel olarak RWR tarafndan ilk tehdit darbelerinin alglanmasn takiben saniyenin onda biri kadar bir sre ierisinde ekrana iletilir [1]. Bu olay, RWR alt-sisteminin sinyal ileme ileminin son adm olarak dnlebilir. Ekranda beliren grnt, genellikle tehdit veya silah tipi, bunlarn uaa gre mesafesi ve uan bakt dorultuya gre as ile ilgili bilgileri ierir.

27

Jenerik bir RWR alt-sistemine ait baz performans parametreleri izelge 3.1'de verilmektedir [1]. izelge 3.1. Tipik Bir RWR Alt-Sisteminin Baz Performans Parametreleri [6]. Tipik Bir RWR Alt-Sisteminin Baz Performans Parametreleri Frekans Kaplamas Hassasiyet sinyal seviyesi ile hassasiyet arasndaki oran) Maksimum darbe younluu Yn Bulma lm doruluu (azimuth) Yanl alarm hz 100.000 darbe/sn. +/-10 degrees (2 sigma) 5/saat (maks.) 0,7-18 GHZ. - 70 dBm

Dinamik blge (ileyebilecei en byk 50 dB.

3.3. Elektronik Tarruz (ECM) Alt-Sistemi ECM alt-sistemi, RWR alt-sistemi tarafndan tespit edilen tehdit radarlarna kar aktif ECM teknikleri uygulayarak bu radarlar etkisiz klmak, bylelikle sistemi tayan uan yaama olasln ("probability of survival") artrmak amacyla tasarlanm sistemlerdir. ECM alt-sistemi bu grevi yerine getirmek maksadyla, sistemi tayan uak ile ilgili olarak tehdit radar sistemleri tarafndan llen bilgileri saptrarak aldatma veya uaktan yansyan ekoyu pek ok yanl eko ile evreleyerek kartrma amalar ile belirli formlarda elektromanyetik sinyaller retmekte ve bunlar dman Elektronik Harp sistemlerinin alglayabilecei ekillerde gndermektedir. Aadaki ekil 3.3de RWR ile ECM arasndaki mantk anlatlmaktadr.

28

ekil 3.3. RWR/ECM sistemi arasndaki iliki. ECM alt-sistemi tarafndan uygulanan teknikler, daha nce Blm 2.4'de "aldatma" ve "kartrma" olarak tanmladmz aktif ECM tekniklerini kapsamaktadr. Szkonusu aktif ECM tekniklerini, kendini korumal hava elektronik harp sistemlerine ynelik olarak ksaca zetlemek gerekirse, kartrma tr ECM'in amac uan ve zerine taklan kendini korumal elektronik harp sisteminin zellik ve lokasyonlarnn dman radarlar tarafndan tespit edilmesini salayan eko sinyalleri, benzer pek ok saydaki sinyal ile kaplamak ve bylelikle gerek eko sinyallerin dman radar sistemleri tarafndan olduklar gibi alglanmalarn gletirmektir. Dolaysyla dman radar sistemi, antenine ulaan bir ok sinyal arasnda uaktan yansyan gerek ekoyu semekte glk ekecei iin, uan hangi mesafe ve ada olduunu da belirleyemeyecektir. ECM alt-sistemi, kartrmann yansra aldatma teknii de uygulayabilmekte ve bu teknik ile dman radarlarnn uak ile ilgili yanl bilgiler edinmesini, baka bir deyile, mesafe ve a bilgisinin olduundan farkl bir deerde alglanmasn salamak amacn gtmektedir. Sistemin tehdit ktphanesinde mevcut olan tehdit radar sistemlerine kar yukarda aklanan ECM teknikleri ierisinde

29

hangisinin daha etkili olabilecei hususu, daha nce gerekletirilen aktif ECM teknik parametrelerinin optimizasyonu amal denemeler neticesinde belirlenmekte ve her bir tehdit radarna kar uygulanacak teknik, ECM kaynaklarnn mevcut kullanm durumlarna gre birinci ncelikli ve ikinci ncelikli teknik olarak sistem yazlm ierisine kayt edilmektedir [9]. Genel donanm yaps ekil 3.1'de verilen kendini korumal hava elektronik harp sistemi, aktif ECM tekniklerini uygulamak maksadyla genel olarak aada verilen iki deiik konfigrasyonda almaktadr. 1. 2. a. b. Grlt ("Noise") Aldatma Tekrarlayc ("Repeater") evirici ("Transponder")

ECM alt-sistemi tarafndan aldatma tekniklerinin uygulanmas tekrarlayc ve evirici tipi konfigrasyonlar ile, kartrma tekniklerinin uygulanmas ise grlt tipi konfigrasyon ile mmkn olmaktadr. izelge 3.2.de grlt engelleme amacn gden kartrma stratejisi grlmektedir. izelge 3.2. Kartrma stratejisi. Frekansta Geni bantl Dar bantl Zamanda Devaml Aralkl Sektrde Her yne Belirli yne

3.3.1.Grlt kartrmas Genel olarak grlt kaynakl teknikler, radar alcsna yksek gte grlt sinyali basp gerek ekonun bu grlt sinyali iinde kaybolmasn salayarak, radar alc devrelerinin gerek ekoyu ileyip hedefi takip etmesini nleyen kartrma teknikleridir. Alc sisteminin sl grlt olarak

30

tanmlanan bir grlts vardr. Bunun benzeri oluturulabilirse radar sistemi hedefi ve kartrmay tespit edemez. Arama ve hedef takip radarlarna (TTR) grlt kartrmas uygulanr. Arama ve hedef takip radarlarna (TTR) yaplan kartrmann amalar; Takip radarlarnn izlemesini engellemek veya geciktirmek, Hedef bilgilerinin hesaplanmasn engellemek, Hedef takip hatalarn artrmak, Hedef kilidini krmaktr.

Grlt bastrmas aktif bir bastrmadr . Trleri; a. Baraj Grltsyle Bastrma b. Dar Bantl Grltyle Bastrma c. Taramal Bastrma ve d. G Tasarruflu Bastrmadr. a. Baraj Grltsyle Bastrma : ekil 3.4 de grld gibi geni bir

spektrumda, tm zaman ve alarda grlt yayn yaplr. Genelde g ziyan olur. Ancak istihbaratn yetersiz olduu, kartrlan radar hakknda ok az bilgi ihtiyac gerektiren durumlarda ve oklu ortamlarda etkilidir.

ekil 3.4 Baraj grltsyle bastrma

31

b. Dar Bantl Grltyle Bastrma : ekil 3.5de grld zere tehdit radarnn dinleme durumunda, radarn alma frekansnda grlt yayn yaplr. Baraj grltsyle bastrmaya gre daha az g yeterlidir. Radar frekans ve dinleme blgeleri hakknda bilgi gerekir. Kartrc alcsnn dinleme blgesi

Frekans

Kartrc grltsZamanekil 3.5. Dar bantl grltyle bastrma c. Taramal Bastrma : Taramal bastrmada ama zamana bal olarak tm spektrumu tarayan grlt yayn yapmaktr. ekil 3.6da grlmektedir. Baraj bastrmasna gre daha verimlidir, ancak bir miktar darbe sinyali radara etkilenmeden geri dnebilir.

an

Kartrc grlts

Frekans

Zaman ekil 3.6. Taramal bastrma

32

d.

G Tasarruflu Bastrma : Grlt tasarruflu bastrmada ama radarla

senkronize olarak, dost birimin bulunduu yere ve aya bal ekilde verimli bir ekilde grlt yayn yapmaktr. ekil 3.7de grlmektedir.

Kartrc grlts

(a)

(b)

ekil 3.7 G tasarruflu bastrma (a) Baraj Kartrmas (b) Asal ve Konumsal G Tasarrufu. ECM alt-sistemi tarafndan tehdit radarlarna kar grlt kayna kullanlarak kartrma tekniinin uygulanmas durumunda, genel bir emas ekil 3.8'de verilen grlt tipi konfigrasyon kullanlmaktadr. Bu tip alma modunda verici klar, evirici tip alma modunda olduu gibi maksimum gc verecek ekilde ayarlanr. Ancak bu ayarlama, grlt kayna tarafndan retilen sinyallerin zerine genlik modlasyonu yaratlmak istendii durumlarda yaplmaz.

ekil 3.8 Grlt (noise) konfigrasyonu blok emas

33

3.3.2.Aldatma ECM alt-sisteminin tekrarlayc tipi konfigrasyon ile almas durumunda, ECM vericilerinden gnderilen sinyaller RWR antenlerinden alnan sinyallerin gerek bir kopyas niteliinde olmaktadr. ekil 3.9'da grld zere, RWR antenlerinden alnan sinyaller ncelikle bir n-ykselticiden, daha sonra da amaca uygun bir ekilde modle edilmek maksadyla genlik ve faz modlasyonu biriminden geirilmektedir. Bu birimin knda yine bir ykseltici bulunmakta, burada gc artrlan sinyal verici antenler vastasyla tehdit radarlarna yneltilmektedir. Tekrarlayc alma modunda, vericilerin klar maksimum seviyeye ayarlanmamakta, k deerleri dorudan doruya sinyallerin algland g seviyesine bal olarak deimektedir. Bunun sebebi, sistemin alnan sinyalleri ykseltme deerinin (sistem kazancnn), alc ve verici antenler arasndaki izolasyon deerinden ("geri besleme" zayflama deeri) kk olmas gerekliliidir. Aksi takdirde, "geri besleme" sinyali alnan sinyalden daha byk olmakta ve bu durum, alc ve verici antenlerin birbirleri ile e zamanl olarak almalar sebebiyle, ykseltici sistemde bir osilasyon durumunun olumasna yol amaktadr.

ekil 3.9 Tekrarlayc (repeater) konfigrasyonu blok emas. ECM alt-sisteminin, basit bir donanm konfigrasyonu ekil 3.10'da verilen evirici tr alma modunda ise, RWR antenlerinden alnan sinyaller

34

zamanda belirli bir sre geciktirilerek gnderilmektedir. Bu konfigrasyonda, alnan sinyaller belirli bir sre sonra gnderilmek zere, bir ekilde muhafaza edilmektedir. Genel olarak, sinyalleri muhafaza eden birimin, sinyallerin tam olarak alndklar gibi korunabilmeleri asndan eevreli olmas istenir. Eevreli olma zellii, genel olarak, alnan sinyallerin ierisindeki faz modlasyonunun olduu gibi saklanabilmesi anlamnda olup, eevreli alma prensipine sahip (eko sinyallerin gnderdikleri sinyaller ile ayn fazda olup olmadklarn kontrol eden) tehdit radarlarna kar ECM altsistemi tarafndan sahip olunmas gereken bir zelliktir. evirici alma modunda verici gc, alnan sinyallerin g seviyelerinden bamsiz olarak maksimum seviyeye ayarlanr. Bu durum, vericiler tarafndan ECM sinyalinin gnderilmesi tekrarlayc esnasnda alma alclarn devre olduu d gibi braklmas osilasyon nedeniyle, problemi modunda

yaratmayacaktr[6].

ekil 3.10 evirici (transponder) konfigrasyonu blok emas. Kendini korumal bir hava elektronik harp sisteminin ECM alt-sistemi ile ilgili jenerik baz performans parametreleri, bir rnek tekil etmesi asndan izelge 3.3'de verilmektedir [1].

35

izelge 3.3. Tipik bir ecm alt-sisteminin baz performans parametreleri. Tipik Bir ECM Alt-Sisteminin Baz Performans Parametreleri Maksimum g seviyesi Frekans ayar (set-on) doruluu tekrarlama aralna oran ("duty cycle") ECM sinyal kapasitesi ECM modlar 16 ile 30 sinyal Kartrma, aldatma 60 dBm. +/- 0,5 ile 20 MHz.

ECM sinyallerinin darbe geniliinin darbe % 5 ile % 10

Temel olarak, ECM alt-sistemi tarafndan kar tedbir uygulanmasn gerektiren iki eit tehdit radar tipi mevcuttur. Bunlardan biri, hedefi geni bir alan parasn arayarak bulan tarama radarlardr. Dieri ise, hedef pozisyon bilgisini tarama radarlarna oranla ok daha doru bir ekilde tespit edebilen kilitleme radarlardr ki, bu tip radarlar hedef zerine fze ve mermi tr silah frlatma yetenekleri ile donatlm olmalar sebebiyle kendini korumal hava elektonik harp sistemleri iin ncelikli neme sahip tehdit radarlarn tekil etmektedir. Bir tehdit radar sistemine kar hangi tr aktif ECM tekniinin kullanlaca hususu, tehdit radarnn tipine bal olduu gibi, ECM ile mesafede mi, ada m, yoksa baka bir parametrede mi aldatma veya kartrma yaplmas hedefi ile de ilgilidir. Tarama ve kilitleme radarlarnn alma prensipleri farkl olduu gibi, bu tip radarlarn da kendi ilerinde deiik ekillerde alan trleri bulunmaktadr. Bu nedenle, bir tip radara kar etkin olduu belirlenen bir aldatma veya kartrma teknii, dier bir tip radara kar etkisiz olabilmektedir. Bunun yansra, radarlarn mesafe lm yntemlerinin a lm yntemlerinden farkl olmas sebebiyle, mesafede ve ada aldatma/kartrma yaplmas tekniklerinin de ayn olmayaca aikardr. Bir tehdit radarna kar hatal ECM tekniinin uygulanmas durumunda, tehdit radarnn aldatlmas veya kartrlmas mmkn olamayaca gibi, bu tekniklerinin negatif ynde bir etki ("beaconing") yapmas da mmkn olabilmektedir [2]. Baka bir deyile, hatal bir ECM

36

teknii uygulanan tehdit radar, uan posizyon bilgisini, ECM alt-sistemi tarafndan herhangi bir ECM tekniinin uygulanmamas durumunda olacandan daha erken tespit edebilecektir. Bu blmn ilerleyen ksmlarnda, kendini korumal hava EH sistemlerine tehdit oluturan tarama ve kilitleme radarlarnn, mesafe ve a lmlerine ynelik olarak uygulanan belli bal aktif ECM teknikleri hakknda genel bilgiler verilmektedir. Tarama radarlar tarafndan uan mesafe bilgisi, sinyallerin gnderildii an ile uaktan yansyan ekonun algland an arasnda geen sre llerek hesaplanmaktadr. Tarama radarlarnn mesafe lm yeteneklerinin etkisiz hale getirilmesi amacyla kullanlan aktif ECM tekniklerinden birini, grlt kartrma teknii oluturmaktadr. Bu teknik, uaktan yansyan gerek eko sinyalinin tehdit radarnn antenine ulama an ile bu ana ok yakn anlar esnasnda, en az gerek eko sinyal gc seviyesinde grlt sinyalleri reterek, bu sinyalleri tehdit radarnn antenlerine ulaacak ekilde gnderme prensipine dayanmaktadr [3]. Bu ilemin gerekletirilmesi iin, ECM alt-sistemi tarafndan eko sinyallerin tehdit radarnn antenlerine ulama annn (TOA) hesaplanmas gerekmektedir. Grlt kartrma tekniinin en yaygn trlerini, nokta ve baraj tr grlt teknikleri oluturmaktadr. Nokta tr grlt teknii, alma merkez frekans ile bant genilii bilinen ve bant genilii dar bir frekans blgesi ile snrlanm tehdit radarlarna kar uygulanmaktadr. Ancak baz radarlar, bu tr ECM tekniklerine kar bir ECCM zellii olarak, alma frekansn hzl bir biimde (hatta darbeden darbeye) deitirme yetenei ile donatlmtr. Eer bu tr radarlarn frekans deitirme hzlar bir lde yava ise, ECM altsistemi bu frekans deiimlerini takip edebilmekte ve nokta grlt tekniini uygulayabilmektedir. ECM alt-sisteminin radar frekans deiimini takip edememesi durumunda ise, yukarda deinilen baraj tipi grlt kartrma tekniine bavurulmaktadr. Baraj grlt tekniinde, tehdit radarnn alabilecei frekans deerlerini iine alan daha geni bir frekans blgesinde grlt sinyali gnderilerek etkin olunabilmektedir. Ancak bu tr

37

grlt tekniklerinin bir dezavantaj, gnderilen sinyal gcnn geni bir frekans alanna yaylarak azalmas sebebiyle, daha byk bir efektif yaylm gcne (ERP) gereksinim duyulmasdr [9]. Tarama radarlarn mesafe lmnde etkisiz klabilmek maksadyla kullanlan dier bir aktif ECM teknii ise, tehdit radar tarafndan uan gerek mesafesine yakn ancak farkl mesafelerde pek ok yalanc hedeften yansyormu gibi alglanabilecek ekilde, elektromanyetik sinyaller retilmesidir. Bu teknik, gerek eko sinyalinin tehdit radar antenine ulat ann biraz ncesinde ve biraz sonrasnda radar antenine ulaacak ekilde, eko ile ayn g seviyelerinde grlt sinyalleri gnderilerek gerekletirilir. Bylelikle tehdit radar, ilemesi gereken gerek eko ile yalanc hedefleri birbirinden ayramamaktadr. Bu tr teknikler, yalnzca darbeli Doppler radarlar gibi sabit frekanslarda alan tarama radarlarna kar etkin olabilmektedir. Bunun sebebi, radarn frekans deitirdii andan sonra gnderilen ECM sinyallerinin, radar ekrannn merkeze yakn i blgelerinde gzlenememesi ve parlak alann balad blgenin, uan mesafesine karlk gelmesidir. Doppler tr tarama radarlarnda, alglanan sinyallerin Doppler kayma deerlerinin (radar ile hedefi arasndaki greli hzn gstergesi) sinyal ileme ilemi ierisinde en temel parametreyi tekil ettii gz nnde bulundurulduunda, bu tr radarlarn mesafe lm yeteneklerinin etkisiz klnmas amacyla uygulanabilecek en etkin ECM tekniinin, radar antenlerine gerek eko sinyalinin ierdii Doppler kayma deerine yakn ancak farkl deerlerde pek ok yalanc hedef sinyali gndermek olduu tahmin edilebilir. Bu tr teknikler, daha nce ECM alt-sisteminin evirici tipi alma modunda anlatld ekilde, alnan sinyaller muhafaza edilip zamanda gecikmeli olarak gnderilmeden nce, frekansda modle edilerek uygulanabilecei gibi, basit olarak, alnan sinyallerden belirli bir deerde

38

daha

kk

PRF

deerine

sahip

sinyaller

(frekans

modlasyonu

yaplmasna gerek olmadan) gnderilmesi ile de uygulanmalar mmkn olabilmektedir. Tarama radarlarnn a bilgisini doru lmesini engellemek amacyla uygulanan aktif ECM tekniklerinden biri, ters g kartrma teknii olarak adlandrlan teknik trdr. Bu teknik, tehdit radarnn verici anten rntsnn (ua tararkenki g deiimleri) RWR tarafndan llmesini veya nceden bilinmesini gerektirmekte ve ECM tarafndan retilen grlt sinyallerinin genlikleri zerinde, radar verici anten rntsndeki g deiimlerinin tersi eklinde genlik modlasyonu yaplmas ile uygulanmakta olup, ekil 3.11de grlmektedir. Baka bir deyile, tehdit radarnn gnderdii sinyal g seviyesinin dk olduu blgelerde, ECM alt-sistemi tarafndan yksek gte sinyal gnderilerek, tehdit radar tarafndan alglanan sinyaller zerinde herhangi bir genlik deiimi gzlenmemesi salanmaktadr. Bu ise, a lmn alc anten rntsnn (bu genellikle verici anten rnt ile hemen hemen ayndr) ana kulakktan gelen en yksek g seviyeli sinyali alglayarak yapan tarama radarlarnn, alc antenlerinde hi bir g deiimi gzleyememesi sebebiyle a lm yapamamalarn salamaktadr. Ancak bu teknik, ECM alt-sisteminin, zellikle ana kulakk-yan kulakk g farknn yksek olduu tehdit radarlarna kar olduka yksek bir etkin yaylm gcne (ERP) sahip olmasn gerektirmektedir. Ters g kartrma tekniine alternatif olarak dnlebilecek bir teknik, tehdit radarnn yan kulakklarna, bazlar ana kulakktan alglanan sinyal gc seviyesine eit olmak kaydyla g seviyeleri deien sinyaller gndermektir. Bu sinyaller tehdit radarnn alc antenlerinde, ters g kartrma tekniinde olduu gibi sabit g seviyesinde sinyaller alglamasn salamamakla birlikte, radarn alglama eiini geen deiik g seviyelerinde sinyaller alglayarak uaktan yansyan gerek ekoyu belirleyememesini salamaktadr.

39

ekil 3.11. Asal kazancn tersine gnderilmesi Kendini korumal hava elektronik harp sistemlerine kar ncelikli tehdit tiplerinden biri olarak kabul edilen kilitleme radarlar, hedeflerinin pozisyon bilgilerini tarama radarlarndan ok daha dar bir alan ierisinde tarayabilme ve ok daha doru bir ekilde lme kabiliyetine sahiptir. Bu tip radarlar, kendilerine bal olarak alan fze ve mermi gibi silahlar hedef zerine frlatabilmekte ve bunlarn hedefe ulamasn salamak zere ynlendirebilmektedir. Bu nedenle kilitleme radarlar, ECM alt-sistemlerinin ECM teknik uygulamalar asndan tarama radarlarna oranla ok daha ncelikli tehdit sistemlerini tekil etmektedir. Kilitleme radarlarnn mesafe lmlerine kar uygulanan aktif ECM tekniklerine gemeden nce, bu tr radarlarn hedeflerinin mesafe bilgisini nasl hesapladklar veya baka bir deyile hedeflerinin mesafelerine nasl kilitlediklendikleri ksaca u ekilde aklanabilir : Kilitleme radarlar, hedeften yansyan sinyallerin geli zamanna yakn zamanlarda alc sisteminlerini aktive etmektedir. Baka bir deyile, alc sistem yalnzca eko sinyalin geli anna yakn zamanlarda gelen sinyalleri alglamakta, dier zamanlarda antenlere ulaan sinyalleri alglamamaktadr. Alc sistemin aktivasyon sresi, toplam uzunluklar radar tarafndan gnderilen darbenin geniliinden biraz byk olan iki darbe genilii kadardr. ekil 3.12de grlen birbiri ile ardk olan bu iki darbeye, mesafe kaplar ("range gate") ad verilir [9]. Bunlardan birincisi erken, dieri ise ge mesafe kaps olarak adlandrlmaktadr. Radar, erken mesafe kapsna ulaan eko sinyal gcn, bu sinyalin ge mesafe kapsna ulaan dier blmnn gc ile karlatrarak, bu iki kapdaki g farkn sfra

40

indirmek, baka bir deyile her iki kapdan ald sinyal gcn eitlemek amacna ynelik olarak mesafe kaplarn hareket ettirmektedir. Kilitleme radarlarnn mesafe lm yeteneklerini etkisiz klmak amacyla, gerek eko sinyalinin radar antenine ulama anna yakn zamanlarda ve eko sinyalinden belirli bir seviye daha yksek gte grlt sinyalleri gndermek, uygulanabilecek bir ECM tekniidir. Gnderilen grlt sinyalleri, radarn mesafe kaplarn g eitliini salamak amacyla hatal ynlerde hareket ettirmesine ve en sonunda gerek eko sinyalinden uzaklaarak grlt sinyallerinin balad veya bittii u noktalardan birinde hareketini sonlandrmasna yol amaktadr. Menzil Kaps Tanmas: Radar sinyali geciktirilerek veya erkenden gnderilerek hedef menzilinin artlmasdr. ki ekilde yaplr.

(a)

(b) ekil 3.12. Menzil kapsnn tanmas a) Menzil kaps ekme (RGPO) b) Menzil kaps teleme (RGPI)

41

Kilitleme radarlarnn mesafe lmlerine kar uygulanan dier bir aktif ECM teknii, tehdit radarnn mesafe kaplarn gerek eko sinyalinden uzaklatrarak ECM sinyali zerinde kilitlenmelerini salamaktr. Bu olay gerekletirmek iin ECM sinyal gcnn gerek eko sinyalinkinden yaklak olarak 3 dB daha kuvvetli olmas gerekmektedir. Bu durumda radar alcs, sinyal alglama eiini eko sinyalini alglayamayacak kadar yukar ekmekte ve yalnzca ECM sinyaline kilitlenebilmektedir. Daha sonra ECM sinyali, artk zerine kilitlenmi olan radar mesafe kaplarn gerek uak mesafesi zerinden uzaklatrmak amacyla zamanda hareket ettirilmektedir. Bu ECM teknii, mesafe kaps ekilmesi (range gate pull-off RGPO) olarak adlandrlmaktadr. RGPO tekniinin frekans baznda benzeri, Doppler kilitleme radarlarna kar uygulanmaktadr. Bu tr radarlarda, erken ve ge mesafe kaplar yerine erken ve ge filtreler mevcut olup, radar tarafndan bu filtreler hareket ettirilerek her iki filtrenin kapsadklar frekans blgesi ierisine den toplam g seviyelerinin eitlenmesi hedeflenir. Bu tr radarlarda, RGPO'daki duruma benzer ekilde, filtrelerin ilerine girecek frekanslarda belirli ykseklikteki g seviyelerinde sinyaller gnderilerek, filtrelerin ECM sinyalleri zerine kilitlenmeleri salanr ve ECM sinyal frekanslar yava bir ekilde deitirilerek filtreler gerek eko Doppler kayma deerlerinden uzaklatrlr. ekil 3.13de grlen bu teknik, hz kaps ekilmesi ("velocity gate pull-off", VGPO) olarak adlandrlmaktadr [6].

ekil 3.13 Hz kapsnn tanmas

42

Hz Kaps Tanmas (VGPO/VGPI): Radar sinyaline gre srekli artan bir Doppler kaymas uygulanarak sanal bir hzlanma yaratlabilir (veya tersi bir durumda olabilir). Hz ve Menzil Kaps Tanmas (RGPO/RGPI + VGPO/VGPI) : ki tr

tanma birlikte kullanlarak daha gereki bir sahte hedef grnts oluur. Yalnzca menzil veya hz kaplarnn tanmalar aldatmak iin yeterli olmayabilir. Kilitleme radarlarnn hedeflerini izlerken kullandklar en nemli

parametrelerden dierini, hedeflerinin a bilgisi oluturmaktadr. Aktif ECM teknik tasarmclar tarafndan, radarlarn a lm yntemlerini etkisiz klabilen tekniklerin gelitirilmesi zerinde olduka fazla emek sarfedilmitir. A lmnde deiik yntemler izleyen kilitleme radarlar mevcut bulunmaktadr. Bu yntemlerden belli bal iki tanesi, srayla kulakk ("sequential lobbing") ve tekdarbe ("monopulse") tekniklerini iermektedir. Srayla kulakk tekniinde radar, hedef zerine sinyal gnderdikten sonra ana kulakn belirli bir sayda tam bir dn tamamlayacak ekilde hareket ettirir. Bu hareket esnasnda alglad sinyaller zerinde bir genlik deiimi olacaktr. Herhangi bir genlik deiiminin alglanmamas, hedefin radar anteninin kulakn hareket ettirdii dairesel blgenin tam merkezinde olduunu belirtmektedir. Radar ald bu genlik deiimini kendi referans genlik deiimi ile karlatrarak, ald genlik deiimini sfrlamak, baka bir deyile hedefi merkezde tutabilmek amacyla antenlerini ne ynde ve ne kadar bir a deeri kadar hareket ettirmesi gerektiini hesaplamaktadr. Bu bilgiler nda, srayla kulakk (lob) tekniini uygulayan kilitleme radarlarnn a lm dnglerine kar uygulanan aktif ECM tekniklerinden biri u ekilde aklanabilir : Hereyden nce ECM sinyalinin radarn mesafe ve hz kaplarndan geeceinden emin olunmaldr. Daha sonra bu ECM sinyali zerine, radar tarafndan gerek eko sinyallerinden elde edilecek genlik deiimlerinden farkl olacak ekilde

43

ve radarn a kilitleme dngs ierisinde ilenebilecek deerde bir genlik modlasyonu verilir. Bu modlasyon radar anten kulaknn dnme frekansnda bir kare dalga olabilir. Bu durumda radar, hatal bir genlik deiimi elde edeceinden, buna bal olarak antenini hatal yn ve ada hareket ettirecektir. Eer szkonusu tehdit radarnn kulakk dndrme frekans daha nceden bilinmiyorsa ve RWR alt-sistemi bu frekans alglama ve lme kabiliyetine sahip deilse yukardaki tekniin uygulanmas mmkn olamayacaktr [10]. Bu durumda, tarama kare dalga ("swept square wave") teknii olarak adlandrlan baka bir ECM teknii uygulamak mmkndr. Bu teknikte, ECM sinyalleri zerine verilecek genlik modlasyonunun frekans, tehdit radar anteninin sahip olmas muhtemel olan dnme frekanslarn kapsayan bir frekans blgesi ierisinde srekli olarak deitirilir. Ancak bu tekniin etkin olabilmesi iin, ECM alt-sisteminin bu frekans blgesi ierisinde genlik modlasyonunu deitirme hznn, tarama esnasnda doru frekansa gelindii an radarn ada yanlmasn salayabilecek kadar yava olmas gerekmektedir. Tek darbe kilitleme radarlar, srayla kulakk tr kilitleme radarlarnn aksine, hedef pozisyon bilgilerini teorik olarak yalnzca bir tek eko darbesinden karabilmektedir. Ancak bu eit radarlarn da pratikte yanltlmalarn mmkn klabilen ECM teknikleri tasarlanmtr. Tek darbe kilitleme radarlar, hedeften yansyan eko darbelerinin her bir radar antenine den genlik veya faz farkllklarn hesaplayarak hedef pozisyon bilgisini lmektedir. apraz polarizasyon ("cross polarization") teknii, bu eit radarlara kar uygulanabilecek aktif ECM teknikleri arasnda yer almaktadr. Bu teknik, tehdit radarnn anten polarizasyonuna ortogonal (90 derece ters) polarizasyonda sinyal retebilecek bir sinyal kayna gerektirmektedir. apraz polarizasyon uygulanm tek darbe radarlarn anten rntlerindeki maksimum noktalarn pozisyonlar deimekte, yle ki eko darbesinin antenlere den genlik farkn hesaplayan tek darbe radar, bu fark ECM'siz artlarda leceinden 180 derecelik bir faz fark ile lmekte ve genlik

44

farkn hatal olarak lmesi sebebiyle antenlerini yanl ynlerde ve alarda hareket ettirebilmektedir. ECM alt-sistemi tarafndan tek darbe kilitleme radarlarna kar

uygulanabilen aktif ECM tekniklerinden bir dieri de apraz-gz ("crosseye") ad verilen tekniktir. Bu tekniin uygulanabilmesi, donanm asndan RWR ve ECM alt-sistemlerinin uak zerinde birbirinden uzak lokasyonlara yerletirilmi antenlerinin bulunmasn gerektirmektedir. Alc antenlerin birinden alglanan sinyaller, dier uta bulunan verici anten tarafndan herhangi bir deiiklie uratlmakszn gnderilir. Alc antenlerin dierinden alglanan sinyaller ise, fazda 180 derece deiiklik yapldktan sonra dier utaki verici antenden gnderilir. Her iki verici antenden gnderilen sinyaller, tehdit radarnn alc antenine tamamiyle ayn anda ulamakta ve gnderilen sinyallerin 180 derece faz fark tamalar sebebiyle birbirlerini yok ederek, tehdit radarnn herhangi bir sinyal alglamasna engel olunabilmektedir. ekilde a-Gz geometrisi grlmektedir.

ekil 3.14 a-Gz geometrisi.

45

miss

L cos( ) 1 a2 = 2 2 R 1 + 2a cos + a

rmiss

1 a2 L cos = .1 + 2a cos + a 2 2

Formllerde; L; Kartrc kaynaklarn arasndaki mesafe, R; Menzil

; Radar ekseni ile kartrclar birletiren doru arasndaki a, ; Kartrc kaynaklarn faz fark,a; Kartrc kaynaklarn genlik orandr. Formln payndan net olarak grld gibi kaynaklar aras mesafe (L) arttka daha fazla a aldatmas salanm olur. Uakta kullanlacak agz kartrc kaynaklar uan kanat ularna, gemide kullanlacak agz kartrc kaynaklar ise geminin iskele ve sancak taraflarna ya da geminin n ve arka ularna yerletirilir. as ile kartrma miktar sinssel bir iliki ierisindedir. = 0 olduu zaman cos( ) en yksek deerini alr ve

Formln paynda grld gibi

1 olur. = 90 olduu zaman ise 0 olur. Formln paydasnda grld gibi menzil ile a aldatmas ters orantldr. Menzil arttka kartrma miktar azalr.

46

4. S NYAL TANIMA VE GRLT KARITIRMASI UYGULAMASI Bu blmde, dielektrikler iin bir hedeften salan sinyallerin ge zamanlarndaki doal salnmlarn kullanan elektromanyetik hedef snflandrclar tasarlamak iin bir elektromanyetik hedef zellik karm teknii kullanlmtr. Snflandrc veri bankalar her muhtemel hedefin sadece bir ka adaki salm verilerini ierir. Hedefler byklkleri ve krlma indeksleri farkl dielektrik krelerdir. Uygulanan snflandrc tasarm teknii zellik karm ve karar verme yaklamlar verimlilii sebebiyle gerek zamanl snflandrma iin uygundur. Bu almada, hedeflerin ge zaman tepkilerinden zelliklerini karmak amacyla Wigner-Ville Dalm (WD) hedeflerin ge zaman Esas Bileenler Analizi (PCA-Principal Component Analysis) tekniine ilave olarak kullanlmtr. WD deiik alardan gelen geri salan tepkilere uygulanmtr. Asal bamll azaltmak maksadyla, zellik vektrleri WD ktlarnn doal rezonanslarla ilgili bilgileri ieren seilmi ge zaman blmlerinden kartlmtr. Esas Bileenler Analizi teknii, asal bamll daha da drmek amacyla, her bir hedef iin referans alarnda retilmi zellik vektrlerinin ve/veya ge zaman hedef tepkilerinin, hedefi tanmlayan tek bir zellik vektrnde toplanmasnda kullanlmtr. Bu teknik Turhan Sayan tarafndan sunulmu olup dielektirik hedeflere uygulanmtr [11]. 4.1. Wigner-Ville Dalm Kullanlarak zellik karm lemi

Wigner-Ville dalm daha nce belirlenen adaki hedeften yansyan sinyalin, seilen ge zaman blmndeki enerji ile ilgili bilgi elde etmek iin kullanlr. Snflandrma ilemi iin nitelik zkarm vektrlerinde ortak bir zaman aral ve ortak bir frekans band kullanlmas btn test edilecek hedeflerin tm grnmlerinde nemlidir. Deimeyen bir snflandrma elde etmek iin, nitelik zkarm ilemi balangcnda btn sinyallerin toplam enerjileri normalletirilerek birletirilir.

47

Normalleen bu sinyallerin zaman-frekans analizleri her bir sinyalin WignerVille dalmlarnn deerlendirilmesiyle yaplr.x(t )

zaman sinyalinin

Wigner-Ville dalm aadaki denklemde olduu ekilde tanmlanr:

W x (t , f ) =

x (t + 2 ) x * (t 2 ) e

j 2 f

d

(4.1)

Wigner-Ville dalm istenilen zellikleri karlar.

Wf

x

(t , f )df = p x (t ) = x(t )

2

(4.2)2

Wt

x

(t , f )dt = Px ( f ) = X ( f )

(4.3)

Burada X(f), x(t) sinyalinin Fourier dnm, p x (t ) ve Px ( f ) sinyalin anlk g ve enerji younluunu gstermektedir.Wigner-Ville dalm k zaman frekans dzleminde tanmlanan her noktadaki zaman frekans enerji younluunu verir. Gerek dnyada negatif enerji olmadndan, Wigner-Ville dalmnn negatif blm zaman frekans dzleminde karkla neden olabileceinden sadece Wigner-Ville dalmn pozitif ksm alnr.

W (t , f ) + abs (Wx (t , f )) ~ Wx (t , f ) = x 2

(4.4)

Wigner-Ville dalmnn negatif deerlerinin atlmas sonras bile, ayrk Wigner-Ville dalm k matris formda snflandrma iin yeterli deildir. Aada frekans 200 MHz ve zaman aral [0.2,.0.4] mikro saniye ile frekans 50 MHz ve zaman aral [0.8,0.9] mikro saniye olan ekil 4.1 deki

48

sinyalin Wigner-Ville dalm ekil 4.2 de, pozitif Wigner-Ville dalm ise ekil 4.3 de verilmitir.

ekil 4.1 Farkl frekans ve zaman aralnda x(t) sinyali.

ekil 4.2 x(t) sinyalinin Wigner-Ville dalm.

49

ekil 4.3 x(t) sinyalinin Wigner-Ville dalmnn pozitif ksm [11]. 4.2. Ge Zaman zellik Vektrnn Kullanlmas (LTFV-Lead Time Feature Vector) Hedefi daha iyi tanmlayabilmek iin Wigner-Ville dalm deerleri iin blmlenmi enerji younluk vektrlerinin elde edilmesine ihtiya vardr. Gerek deerli sinyaller iin, Wigner-Ville dalm k matrisi frekansa gre simetriktir. Boyutu (N/2 x N) olan pozitif frekans blmndeki WignerVille dalm matrisini almak yeterlidir. Wigner-Ville dalm hesaplamasndan nce, zaman eksenindeki x(t) sinyalinin toplam enerjisinin birletirilmesiyle eit ekilde normalletirilmesi gerekir. Sonra toplam zaman blm T0, T0/Q saniye olan Q zaman bantlarna blnr. q zaman bantlarnda oluan toplam enerji aadaki deklemle ifade edilir:

50

Eq ( fm ) =

q

( q 1)

W x ( t , f m ) dt

q=1,2,3,......Q iin

(4.5)

Burada = T0 /Q , m =1,2,....,N/2 ve f m = (m 1) /(2T0 )

(4.6)

Her bir f m spektrumundaki enerjiyi vektrel formda ifade edersek

E q = [ E q ( f1 )

E q ( f 2 ) ........... E q ( f N

2

)]

(4.7)

bulunur. Uzunluu N/2 x Q olan E enerji younluk vektr aadaki eitlikle ifade edilir:E 2 ........ E Q ]

E

= [ E1

(4.8)

Bu ilem btn zaman aralklarnda yaplr. Verinin ge zaman blgesinde grnen doal rezonans elerini elde etmek iin, doal rezonans frekansnn gerek blmleri hakknda baz ayrt edici bilgileri ieren ardk iki zaman band (q* ve q*+1) zellik vektrleri ok uygundur. Bu ilemde, referans 11de belirtii ekilde toplam zaman band Q= 16 eit blme ayrlarak, ayrt edici zellik ieren q*=11inci zaman band incelemeye alnmtr. Uygun Q ve q* deerleri seildikten sonra doru snflandrma faktr (Correct Classification Factor-CCF) aadaki denklemle tanmlanr.

CCF ( q *) =

1 M hed K2

ri, j

benzer i, j

( M hed

2

1 M hed ) K 2

ri, j

benzemez i, j

..

(4.9)

Burada, Mhed hedef says, K referans alnan grn says, ribenzer ayn ,j hedefin farkl ynlerden benzer iki LTFV arasndaki uygunluk katsaylar

51

(benzer durumda), ribenzemez iki farkl hedefin herhangi bir iki LTFV arasndaki ,j uygunluk katsaylardr (benzemez durumunda). Burada ilemin baarl olmas iin ribenzer deerinin yksek, ribenzemez deerinin ise dk olmas ,j ,j beklenir. ekil 4.4de verilen doru snflandrma faktrnde (CCF) en fazla srama 11. barda olduundan ve ayn seviye koruduundan q*=11 alnmtr. Erken zamanda g yksek olduundan ayrt edici bilgileri elde etmek mmkn deildir. Ayn ekilde ge zamann sonlarna doru sinyaldeki bozulma artacandan bu blmde de ayrt edici zellik bilgileri aranmaz [11].

Ge Zaman ndeksi (q*) ekil 4.4. En uygun zaman indeksinde doru snflandrma faktr 4.3. zellik karmada Esas Bileenler Analizinin (PCA- Principal Component Analysis) Kullanlmas Esas bileenler analizi (PCA) bir istatistiksel metod olup, veri analizi, veri sktrma, veri azaltma, boyut azaltma ve zellik karma amacyla kullanlr. Asal bamll azaltmak iin esas bileenler analizi kullanlarak referans

52

ada ge zaman zellik vektrnden her bir hedef iin tek bir karakteristik zellik elde edilir. Ge zaman zellik vektr (LTFV) karldktan sonra, esas bileenler analizi kullanlarak, hesaplama zaman drlr ve snflandrma doruluu artrlr. Esas bileenler analizi sayesinde, bir hedef iin her adan referans ge zaman zellik vektrleri, birleik zellik vektr (FFV-Fused Feature Vector) olarak tek bir vektr haline dntrlr. Test ilemi, test asndaki LTFV ile her bir hedefin FFV ile karlatrlmas sonucu yaplr. Esas bileenler analizi yntemiyle, birleik zellik karm ilemi aada ksaca anlatlmtr. F, K x N boyutunda gerel deerli bir matris olsun. Farkl alardan Kya ait herbirinin boyutu 1 x N olan ge zaman vektrlerinin satrlar (4.10)

F

T

= [ e 1T e 2T

T eK ]

ile verilir. T burada devrik matrisi (transpose) gstermektedir. F zellik matrisinin simetrik S F alt deer matrisi,

s12 s21 . SF = . . s K1

s12 s2 . . . sK 22

... s1K ... s2 K . . . 2 ... sK

(4.11)

53

ile verilir. Kegen zerindeki giriler sij = s ji deikenleri ( e i ve

zellik vektr arasndaki alt

e j ) gsterir. e i zellik vektrnn deerini kegen e i ve e j zellik vektrleri arasndaki

zerindeki si2 gsterir. Buna gre

uygunluk katsaylar ri,j aadaki ekilde tanmlanr:

ri , j =

si , j si s i

(4.12)

S F alt deer matrisi simetrik ve pozitif snrl olduu iin kegen matrise

dntrlr. 1 0 ... 0 0 ... 0 2 . . . = . . . . . . 0 0 ... K

= U T S FU

(4.13)

Burada U model matrisi aadaki ekilde ifade edilir.U = [ u 1 u 2 .......... u K ]

(4.14)

ui

normalletirilerek zvektrleri S F alt deer matrisinin zdeerlerine

karlk gelir. (4.15)

det( S F I ) = 0

denkleminden i zdeeri zlr. Burada I KxK boyutunda zdelik matrisidir. i zdeerleri en yksekten en de doru sralanr. zvektr karl t i aadaki denklemden bulunur:

54

[ S F i I ]t i = 0

i =1, 2,.....M

(4.16)

ui =

ti t i t iT

=

ti ti

(4.17)

z1 z Z = 2 M zK

=U

T

e 1 mean ( e 1 ) I N e mean ( e ) I 2 N 2 M e K mean ( e K ) I N

(4.18)

Burada I N uzunluu N olan vektrn birim srasdr ve F zellik matrisi ile ayn boyutta KxN boyutuna sahip Z matris sonucudur. z i F zellik matrisinin esas bileenleridir (PC). Esas bileenlerin vektrnn herbiri i deerine sahiptir. Birleik zellik vektr (FFV) aadaki formlle tanmlanr [11]:

FFV

=

i =1

K

izi

(4.19)

Burada ;

i =

i

i =1

K

(4.20)

i

olarak verilmektedir. 4.4. ESM Programnn Grltsz Sinyaller le Test Edilmesi Bu blmde, ilk kez Turhan Sayan tarafndan gelitirilen ynteme gre yazlan ESM adl Matlab program sayesinde, kre yarap 10 cm olan, krlma indisleri farkl (1=4,2=5, 3=6) dielektrik maddelerden salan farkl

55

alardaki (ref=5, 45, 90, 135, 179) sinyaller 1 m uzaklktaki gzlem yerinden toplanarak, veri taban oluturulmutur. Referans 11deki deerler (Q, q* vb) ve yntem kullanlarak, bunun elektronik harp ynnden incelemesi yaplmtr.

ekil 4.5 Yarap 10 cm olan hedeften (dielektrik kre) salan sinyalllerin gzlenmesi [11]. ESM program once oluturulan veri bankasndaki farkl krlma indisi ve farkl alardaki grlt kartrlmam sinyaller ile daha sonrada bu sinyallere belirli SNR deerinde grlt eklenmi sinyaller ile test edilmitir. ESM programnn almas iin MATLAB programnda Wigner-Ville fonksiyonunun grlmektedir: Burada ESM program ile krlma indisi () 4, krlma as (ref) 5 olan hedeften yansyan sinyali test ettiimizde uygunluk katsaylar () 4 iin 0.7124, () 5 iin 0.6518 , () 6 iin ise 0.6227 deerleri bulunmutur. yklenmesi gerekmektedir. Test sonular aada

56

(a)

(b) ekil 4.6 Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 5 olan sinyal testi a) Test sinyali b) Test sonucu Uygunluk katsays en yksek deer krlma indisi () 4 olan kreyi gsterdiinden ESM adl program hedefi doru ekilde tanmlamtr.

57

(a)

(b) ekil 4.7 Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 90 olan sinyal testi. a) Test sinyali b) Test sonucu ESM program ile sinyalin a deerini artrarak test ilemine devam ettiimizde; uygunluk katsaylar () 4 iin 0.8176, () 5 iin 0.5610 , () 6 iin ise 0.5164 deerleri bulunmutur. Uygunluk katsays en yksek deer

58

krlma indisi () 4 olan kreyi gsterdiinden ESM adl program hedefi doru ekilde tanmlamtr.

(a)

(b) ekil 4.8. Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 45 olan sinyal testi. a) Test sinyali b) Test sonucu Bu kez farkl bir hedefi yani krlma indisi () 5, krlma as (ref) 45 olan sinyali ESM program ile test ettiimizde; uygunluk katsaylar () 4 iin 0.5637, () 5 iin 0.8160 , () 6 iin ise 0.5915 deerleri bulunmutur.

59

Uygunluk katsays bu kez () 5 iin en yksek ktndan ESM program krlma indisi () 5 olan hedefi doru ekilde tanmlamtr.

(a)

(b) ekil 4.9. Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 135 olan sinyal testi. a) Test sinyali b) Test sonucu ESM program ile test ilemine ay daha da artrarak devam ettiimizde krlma indisi () 5, krlma as (ref) 135 olan sinyal iin uygunluk katsaylar () 4 iin 0.5883, () 5 iin 0.9128 , () 6 iin ise 0.6113 olarak bulunmutur A bydke doru hedefin uygunluk katsaysnn artt, sinyali tanma ileminin daha baarl olarak gerekletii gzlenmitir.

60

(a)

(b) ekil 4.10. Krlma indisi () 6, krlma as (ref) 45 olan sinyal testi. a) Test sinyali b) Test sonucu Test ilemini krlma indisi () 6 olan sinyal iin de tekrarladmzda krlma as (ref) 45 iin uygunluk katsaylar () 4 iin 0.5249, () 5 iin 0.6250, () 6 iin ise 0.8106 olarak bulunmu, hedef doru tespit edilmitir.

61

(a)

(b) ekil 4.11. Krlma indisi () 6, krlma as (ref) 179 olan sinyal testi. a) Test sinyali b) Test sonucu Son olarak krlma as (ref) 179 olan sinyali test ettimizde; uygunluk katsaylar () 4 iin 0.5696, () 5 iin 0.6233 , () 6 iin ise 0.9508 bulunmu olup uygunluk katsays daha nceki test ilemlerine en yksek deerle hedefi tanmlamtr.

62

4.5.Grlt Eklenmesi ve ESM Programnn Grltl Sinyaller ile Test Edilmesi Oluturulan veri bankasndaki sinyaller farkl oranlarda grlt sinyali ile kartrlarak ESM program ile tekrar test edilmitir. Sonular aada grlmektedir:

(a)

(b) ekil 4.12. Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 45 ve Grlt (SNR=20 dB) eklenmi olan test sinyali a) Grltl sinyal b) Test sonucu

63

Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 45 olan sinyale SNR=20 dB orannda bir grlt eklendiinde uygunluk katsaylar; () 4 iin 0.7030, () 5 iin 0.4862 , () 6 iin ise 0.5158 olarak bulunmutur. En yksek uygunluk says () 4 hedefine ait olduu iin ESM program test sinyalini 20 dB oranndaki grltye ramen baarl olarak tanmtr.

(a)

(b) ekil 4.13. Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 45 ve Grlt (SNR=10 dB) eklenmi olan test sinyali a) Grltl sinyal b) Test sonucu Baka bir ifade ile grlt kartrmas baarszlkla sonulanmtr. Grlt orann 10 dB orannda artrdmzda uygunluk katsay deerleri birbirine yaklamasna ramen kartrma baarsz olmutur.

64

(a)

(b) ekil 4.14. Krlma indisi () 4, krlma as (ref) 45 ve Grlt (SNR=5 dB) eklenmi olan test sinyali a) Grltl sinyal b) Test sonucu Ayn sinyal iin grlt orann SNR=5 dBye kardmzda uygunluk katsaylar () 4 iin 0.1152, () 5 iin 0.085, () 6 iin ise 0.1372 olarak bulunur. ESM program krlma indisi () 4 olan hedef yerine krlma indisi () 6 olan hedefi semitir. ESM program test sinyalini tanyamam ve SNR=5 dBlik kartrma orannda baarsz olmutur.

65

(a)

(b) ekil 4.15.Krlma indisi () 5, krlma as (ref) 135 ve grlt(SNR=10dB) eklenmi olan test sinyali a) Grltl sinyal b) Test sonucu Grltsz sinyallerin test ileminde a arttka hedefi tanma ilemi daha da baarl ekilde gereklemitir. Buradaki test ileminde de ann kartrmaya etkisini grmek iin farkl hedef iin geni ada hedef test edildiinde uygunluk katsay deerleri () 4