Comparative analysis of interference protection of "Friend-Foe" radar identification systems
DOI:
https://doi.org/10.30837/rt.2022.4.211.08Keywords:
system, airspace, radar identification system, surveillance system, MkXII, Parol, friend-foe, immunity, obstacle, energy stealthnessAbstract
The paper examines the existing systems of radar identification based on the "friend-foe" feature from the point of view of immunity evaluation. Currently, there are two systems of the radar identification based on the characteristic of "friend-foe", namely, the "Password" and MkXIIA. They are the radar identification systems based on the "home-foreign" feature. The former of the specified systems operates in a frequency range that differs from the frequency range of secondary radar systems, while the second one operates in the frequency range of secondary radar. These systems are ones of the main information resources of the airspace control system and are built on the principles of a one-channel or two-channel information transmission system. It allows the interested party, both an unauthorized use of this information resource for remote determination of the coordinates of aerial objects, on the one hand, and twisting the information of these information resources, on the other hand, which leads to unpredictable results. The purpose of the work is to assess the immunity of existing radar identification systems based on the "friend-foe" feature. The analysis of the interference protection of existing systems for the object radar identification based on the "friend-foe" feature, built on the principles of interrogative and non-interrogative information systems presented in this work, showed that the use of rectangular radio signals with time-pulse modulation as request and response signals emitting by air objects, has low immunity and excludes the energy stealthiest of the respondents of aerial objects. And, as a result, it allows for unauthorized calculation of the coordinates of air objects by the interested party based on the emitted identification signals on the basis of "friend-foe".
References
N. Ntombela and P. Umenne. Access Control with Automated on Duty Notification Tool in air traffic Services // Artificial Intelligence Big Data Computing and Data Communication Systems (icABCD) 2020 International Conference on, pp. 1-5, 2020. doi: 10.1109/icABCD49160.2020.9183828.
D. Cohen and Y. C. Eldar. Sub-nyquist radar systems: Temporal, spectral, and spatial compression // IEEE Signal Processing Magazine, vol. 35, no. 6, pp. 35 – 58, 2018. doi:10.1109/MSP.2018.2868137.
H. You, X. Jianjuan, and G. Xin. Radar Data Processing with Applications. 2016. doi: 10.1002/9781118956878.
X. Li and J. Du. Performance optimization algorithm of Radar Signal Processing System // Cluster Computing, vol. 20, no. 1, pp. 359 –370, 2016. doi: 10.1007/s10586-016-0710-6.
Обод И.И. Помехоустойчивые системы вторичной радиолокации. Москва : ЦИНТ, 1998. 118 с.
G. Jiang, Y. Fan and H. Yuan. Assessing the Capacity of Air Traffic Control Secondary Surveillance Radar System // 2019 Cross Strait Quad-Regional Radio Science and Wireless Technology Conference (CSQRWC), Taiyuan, China, 2019, pp. 1-3, doi: 10.1109/CSQRWC.2019.8799146.
V. Andrusevich and I. Obod. Assessment of the quality of information support by Air Radar Surveillance Systems // Advanced Information Systems, vol. 5, no. 2, pp. 78–82, 2021. doi: 10.20998/2522-9052.2021.2.10.
I. Svyd, I. Obod, O. Maltsev, I. Shtykh, G. Maistrenko, and G. Zavolodko. Comparative quality analysis of the air objects detection by the Secondary Surveillance Radar // 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), 2019. doi: 10.1109/ELNANO.2019.8783539.
X. Du, K. Liao and X. Shen. Secondary Radar Signal Processing Based on Deep Residual Separable Neural Network // 2020 IEEE International Conference on Power, Intelligent Computing and Systems (ICPICS), 2020, pp. 12-16, doi: 10.1109/ICPICS50287.2020.9202372.
Свид І. В., Обод І. І. Завадостійкість радіолокаційних систем ідентифікації за ознакою «свій-чужий» : монографія. Харків : Друкарня Мадрид, 2021. 254 с.
Obod I., Svyd I., Maltsev O. and Bakumenko B. Comparative Analysis of Noise Immunity Systems Identification Friend or Foe // 2020 IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, Ukraine, 2020, pp. 751-756, doi: 10.1109/ELNANO50318.2020.9088856.
Sharifi-Tehrani O., Sadeghi A. and Razavi S. M. J. Design and Simulation of IFF/ATC Antenna for Unmanned Aerial Vehicle // Majlesi Journal of Mechatronic Systems, vol. 6, no. 1, Jun. 2017.
Svyd I., Obod I., Maltsev O., Tkachova T. and Zavolodko G. Improving Noise Immunity in Identification Friend or Foe Systems // 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), Lviv, Ukraine, 2019, pp. 73-77, doi: 10.1109/UKRCON.2019.8879812.
Strelnytskyi O., Svyd I., Obod I., Maltsev O., Voloshchuk O. and Zavolodko G. Assessment Reliability of Data in the Identification Friend or Foe Systems. // 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, Ukraine, 2019, pp. 728-731, doi: 10.1109/ELNANO.2019.8783397.
S. Starokozhev, M. Tkach, A. Hlushchenko, O. Datsenko, M. Chernyshov and V. Chumak. Frequency Efficiency Evaluation of Query Airspace Surveillance Systems // 2021 IEEE 8th International Conference on Problems of Infocommunications, Science and Technology (PIC S&T), 2021, pp. 501-505, doi: 10.1109/PICST54195.2021.9772190.
Порівняльний аналіз завадостійкості каналу передачі інформації вторинних радіолокаційних систем / І.В. Свид, І.Ю. Воргуль, С.В. Старокожев и др. // Радіотехніка. 2022. Вип. 208. C. 44 – 54. doi: 10.30837/rt.2022.1.208.05.
Маляренко А.С. Системы вторичной радиолокации для управления воздушным движением и государственного радиолокационного опознавания : справочник. Харьков : ХУПС, 2007. 78 с.
Technical Characteristics of the IFF Mk XIIA System Part III: Installed System Characteristics. NATO – STANAG 4193 PT III. 2016.
H. Duan, Y. Cheng, B. Shen, K. He, and G. Bai. LFM interference cancellation algorithm based on MDPT-WC for mark XIIA mode 5 // 2020 IEEE 20th International Conference on Communication Technology (ICCT), 2020. doi: 10.1109/ICCT50939.2020.9295892.
L. Huan, Z. Feng, L. Y. Bai, and W. Jian. One joint demodulation and Despreading algorithm for MOD5 // The Open Automation and Control Systems Journal, vol. 7, no. 1, pp. 386–397, 2015. doi: 10.2174/1874444301507010386.
Li Sheng-qiang. Analysis on Data Format of Mode 5 in Western Mark XIIA // Journal of the University of Electronic Science and Technology of China. Vol.40 No.4. 2011.
W.-H. Kim, S.-Y. Jung, Y.-S. Lee, and S.-M. Chang. Mark XIIA(Mode 5) IFF system integration and certification test for surface to air missile system // Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology, vol. 25, no. 2, pp. 160 – 168, 2022. doi:10.9766/kimst.2022.25.2.160.
Обод І.І., Шевцова В.В. Порівняльний аналіз запитальних систем передачі інформації системи контролю повітряного простору // Зб. наук. праць Харків. нац. ун-ту Повітряних Сил. 2013. № 1(34). С. 123-125.
Обод І.І., Шевцова В.В. Відносна пропускна спроможність запитальних систем передачі інформації системи контроля повітряного простору // Системи обробки інформації, 2013. № 2(109). С. 74 – 76.
H. Li, F. Chen, and J. Wang. A preamble detecting algorithm of MOD-5 interrogating signal // Applied Mechanics and Materials, vol. 543-547, pp. 2733–2737, 2014. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.543-547.2733.
J. Sun. The 1090 Megahertz Riddle: A Guide to Decoding Mode S and ADS-B Signals, 2nd ed. TU Delft OPEN Publishing, 2021. doi:10.34641/mg.11.
Обод І.І., Свид І.В., Штих І.А. Завадозахищеність запитальних систем спостереження повітряного простору. Харків : ХНУРЕ, 2014. 310 с.
Обод І.І., Стрельницький О.О., Андрусевич В.А. Інформаційна мережа систем спостереження повітряного простору. Харків : ХНУРЕ, 2015. 270 с.
Бакуменко Б.В., Обод І.І. Завадозахищеність запитувальних радіотехнічних систем // Системи озброєння і військова техніка. 2006. № 2(6). С. 26 – 28.
Бакуменко Б.В., Обод І.І. Методи підвищення завадозахищеності запитувальних радіотехнічних систем // Системи обробки інформації. 2006. № 9(58). С. 10 – 12.
Порівняльний аналіз методів визначення координат повітряних об’єктів системами широкозонової мультилатерації / І. В. Свид, В. В. Семенець, О. С. Мальцев и др. // Радіотехніка. 2022. Вип. 209. C. 162 – 177. doi: 10.30837/rt.2022.2.209.16.
Обод И.И., Абрамов А.Д., Крупка А.В. Пространственная избирательность ответчиков как метод повышения помехоустойчивости запросных радиотехнических систем // Моделювання та інформаційні технології : зб. наук. праць НАНУ. 2005. № 33. С. 103 – 107.
Обробка інформації мереж радіолокаційних систем спостереження повітряного простору / І.В. Свид, М.Г. Ткач, А.О. Сєріков и др. // Радіотехніка. 2022. Вип. 210. C. 137-145. doi: 10.30837/rt.2022.3.210.11.
Обод І.І., Свид І.В., Черних О.П. Оцінка якості передачі інформації у запитальних каналах передачі систем спостереження повітряного просторум // Восточно-Eвропейский журнал передовых технологий. Метрология, стандартизация, сертификация. Харків, 2011. № 3/11(51). С. 52 – 54.
Обод І.І.,Свид І.В., Штих І.А. Методи підвищення завадозахищеності літакових відповідачів запитальних систем спостереження повітряного простору // Системи обробки інформації. 2015. № 1(126). С. 41 – 43.
I. Svyd, I. Obod and O. Maltsev. Interference Immunity Assessment Identification Friend or Foe Systems // Ageyev D., Radivilova T., Kryvinska N. (eds) Data-Centric Business and Applications. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies, vol 69. Springer, Cham, pp. 287-306, 2021. doi: 10.1007/978-3-030-71892-3_12.
Обод І.І.,Свид І.В, Мальцев О.С. Обробка даних радіолокаційних систем спостереження повітряного простору: навчальний посібник. Харків : Друкарня Мадрид, 2021. 255 с.
I. Svyd, O. Maltsev, I. Obod, and G. Zavolodko. Fusion method of primary surveillance radar data and IFF systems data // 2020 IEEE 11th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT), 2020. doi: 10.1109/DESSERT50317.2020.9125040.
D. He, X. Lu, W. Wang and J. Su. Analysis of Wide Area Multilateration Localization Accuracy Under Different Stations Layout ond Aircraft Height // DEStech Transactions on Engineering and Technology Research, 2017, doi: 10.12783/dtetr/iceta2016/7068.
I. Obod, I. Svyd, O. Maltsev, G. Zavolodko, and S. Leonov, WAM systems: Comparative Analysis of Information Support Quality // 2020 IEEE International Conference on Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T), 2020. doi: 10.1109/PICST51311.2020.9468085.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
