Elektroniska vådaskott viner i luften

All elektronik strålar ut elektromagnetisk energi. En surfande tolvåring kan ställa till rejäla problem för ett arméförband. Datorns signaler stör de militära förbindelserna. I värsta fall kan dessa signaler vara elektroniska vådaskott som kostar liv. För att undvika dessa fällor måste system vara anpassade till varandra. Det nätverksbaserade försvaret kan bli en farlig blandning om man inte tänker efter.

Av Karina Fors och Peter Stenumgaard

Två stridsflygplan lyfte den 4 maj 1982 från det argentinska fastlandet. Planen hade var sin sjömålsrobot Exocet. Målen var de brittiska jagarna Coventry, Sheffield och Glasgow som skyddade hangarfartygen Hermes och Invincible. Planen flög under den brittiska radartäckningen. Två mil från målen avlossades robotarna och en mil senare slog robotarna på sina aktiva radarmålsökare. En minut senare träffades Sheffield, 21 sjömän omkom och fartyget sjönk efter några dagar. Britterna hade för första gången sedan andra världskriget förlorat ett fartyg i strid. Det skulle inte dröja länge förrän nästa fartyg försvann i Sydatlantens djup.

En anledning till Sheffields undergång var att jagarna var förblindade av telekonflikter. De elektroniska systemen störde ut varandra. Spaningsradarn störde satellitkommunikationen som i sin tur störde signalspaningen.

Det påstods att Sheffield inte såg faran därför att fartyget via satellit talade med hemlandet. Då var radarn och signalspaningen avslagen. En medveten risk som blev ödesdiger. Glasgow upptäckte flygplanen, men varnade Sheffield förgäves.

Telekonflikter uppstår när egna system genererar störningssignaler som kopplas via antennen till mottagaren. Telekonflikter har funnits i flygvapen och mariner i över 30 år. USA satsade under 1970-talet på att beräkna telekonflikter på i första hand hangarfartyg. Helst ska problemen upptäckas redan när fartygen konstrueras. På hangarfartyg finns på en liten yta många system med hög sändareffekt. Flygplanen har många sändare och mottagare. Planens vapen har aktiva målsökare. Telekonflikter uppstår ofta mellan enheter från olika försvarsgrenar.

Fartyg är svåra att få telekonfliktfria. Teleingenjörer bestämmer inte var antenner ska vara, utan de hamnar där det finns plats. Ofta kommer antenner från flera system för nära varandra. En annan svårighet är att få varnings- och motverkanssystemet telekonfliktfritt därför att man vill lyssna (spana) och sända (störa) i samma frekvensband. Sheffield klarade inte detta utan telekonflikt.

NBF kan bli en farlig blandning
All elektronik strålar ut elektromagnetisk energi. En ökad militär användning av kommersiell hyllvara, Cots, ökar risken för telekonflikter därför att civil elektronik stör mer än militär. Kompaktare systemplattformar, stor rörlighet samt civil utrustning ökar telekonfliktrisken.

I framtiden ska civila och militära resurser samutnyttjas mer. Detta innebär en ökad telekonfliktrisk eftersom den civila och militära världen har olika typer av system. Telekonfliktanalys kräver kunskaper om ämnen som elektromagnetisk fältteori, signalteori, informationsteori, digital kommunikation och tillämpad elektronik.

Det nätverksbaserade försvaret (NBF) bygger till stor del på civil teknikutveckling. Ledning kräver bra kommunikationer. Kommunikationsstrukturen ska baseras på komponenter med öppna gränsytor och internationella standarder. Dessa komponenter bildar system som ska samverka med andra system och skapa nya förmågor. Information ska flyta mellan domäner med olika tekniklösningar. Komponenterna ska bytas ut oberoende av varandra. System ska enkelt kunna anpassas till nya uppgifter och ny teknik. Enheter som inte tidigare arbetat ihop ska göra det nu och detta ökar risken för telekonflikter. Konsekvenser av telekonflikter måste därför värderas ur både stridsteknisk, taktisk och ekonomisk synvinkel.

Störande närhet
Mottagare och sändare nära varandra kan kraftigt påverka varandra. Mottagaren kan uppfatta närliggande sändares signaler som starkare än dem som kommer från den intressanta sändaren. Sådana telekonflikter kan delvis undvikas genom att använda olika frekvenser. En sändare ger dock signaler på andra frekvenser än den önskade och mottagaren kan bara delvis filtrera bort dessa. Ett annat sätt är att inte låta två tätt samgrupperade radiosystem sända och ta emot samtidigt.

När radiomottagaren utsätts för telekonflikter blir den känsligare för fientlig störning. Det blir svårare för mottagaren att urskilja den intressanta signalen i en signalomgivning som redan är fylld av signaler som påverkar varandra, interferens. En radiomottagare kräver ett visst signalinterferensförhållande. Det anger andelen signalenergi i förhållande till interfererande signalers energi. En fientlig störare ökar andelen interferenser.

En mottagare som drabbas av telekonflikter blir sårbarare för fientlig störning. En störsändare kan störa på 50 procent längre avstånd utan att öka effekten. En sändares räckvidd kan minska med 65 procent om den är utsatt för en telekonflikt.

Utestängda mobiler
Nästa generations mobiltelefonisystem UMTS (universal mobile telecommunications) är ett exempel på civil teknik som får militär användning.

När en mobil utsätts för telekonflikt ökar mobilens störningsnivå. Mobilen vill få mer signaleffekt från sin basstation - vilket bara är en tillfällig förbättring. När signaleffekten ökar påverkas andra användare i närheten. Deras interferensnivå ökar. Om dessa får mer signaleffekt från basstationen kan det leda till att nätets signaleffekt inte räcker till alla användare.

När en mobil ska anslutas till nätet lyssnar den till en signal från en basstation. Alla basstationer har samma signal. Mobilen lyssnar på flera basstationer och väljer den som hörs bäst. Men om störningsnivån är hög vid mobilen får den svårt att hitta signalen som släpper in den på nätet.

En gruppantenn består av många antennelement. Ju fler element, desto bättre blir gruppantennens riktverkan. Den utsända och mottagna effekten maximeras i en viss riktning. Genom att rikta och koncentrera effekten i mottagarens riktning kan sändaren minska risken för upptäckt, samtidigt som interferensnivån minskar för samgrupperade radiosystem. Det finns olika typer av gruppantenner:

• En typ maximerar utsänd och mottagen effekt i förbestämda riktningar. Här kan telekonflikten förstärkas mer än den önskade signalen. Detta inträffar om gruppantennens huvudriktning pekar mer mot den oönskade signalen än den önskade. En gruppantenn med så kallade överlappande sektioner kan hantera problemet bättre, då den kan använda en sektion som pekar åt rätt håll.
• Adaptiva gruppantenner ändrar riktning beroende på situationen. Detta gör att de lättare kan välja ut den önskade signalen och dämpa störningar. Ju fler gruppelement, desto fler störningar kan hanteras. Om gruppantennen på grund av dålig placering störs av egna system, innebär detta dock att de element som möter telekonflikten inte kan användas mot fientliga störsändare.

Karina Fors arbetar har utvecklat ett demonstrationsverktyg för att påvisa telekonflikters påverkan på elektriskt styrbara gruppantenner. Karina arbetar med sambandsfrågor och utveckling av nya radiosystem. Peter Stenumgaard har arbetat med telekonfliktanalyser på Jas 39 . Han började forska inom området på FOI 1995 och blev Sveriges första ”telekonfliktdoktor” 2001.

Från Framsyn nr 2-2003 - www.foi.se/framsyn