Inverse synthetic aperture radar simulators as software-defined countermeasure systems

Abstract

Το σύγχρονο δόγμα ναυτικής άμυνας από αεροπορικές απειλές επιζητά τα πλεονεκτήματα που απορρέουν από συστήματα ραντάρ υψηλής ευκρίνειας που βασίζονται σε λογισμικό. Αυτή η διατριβή ασχολείται με την άλλη πλευρά του ίδιου νομίσματος που είναι η υλοποίηση συστημάτων αντίμετρων βασισμένα σε λογισμικό ενάντια σε συστήματα ραντάρ υψηλής ευκρίνειας όπως αυτά απαιτούνται για την εναέρια προστασία ενός ναυτικού στόχου. Το πρώτο μέρος εξετάζει το πρόβλημα της προστασίας των ναυτικών στόχων. Η ανάλυση των εισαγωγικών βασικών πληροφοριών εισάγει την ανάγκη για την διεξαγωγή αυτού του ερευνητικού προγράμματος. Η βιβλιογραφική ανασκόπηση που ακολουθεί θέτει τα θεμέλια για την επιστημονική αντιμετώπιση του προαναφερθέντος προβλήματος. Η λύση που προτείνεται είναι η χρησιμοποίηση ενός εξομοιωτή για την δημιουργία πολλαπλών μη αληθινών στόχων με απώτερο σκοπό τον αποπροσανατολισμό και την σύγχυση της αεροπορικής απειλής. Το δεύτερο μέρος χρησιμοποιεί διακλαδικά τα πεδία της μηχανικής λογισμικού και μηχανικής συστημάτων ραντάρ προκειμένου να αυξήσει το ποσοστό της αληθοφάνειας των προαναφερθέντων μη αληθινών στόχων. Το θέμα της αληθοφάνειας δεν έχει λάβει εκτενή κάλυψη στην ακαδημαική λογοτεχνία επειδή μόλις τώρα μπορεί να γίνει ο εποικοδομητικός συνδυασμός μεταξύ λογισμικού και υλικού ραντάρ για αυτό τον σκοπό. Τα αποτελέσματα προσομοίωσης του μη αληθινού ναυτικού στόχου είναι βασισμένα σε ένα πείραμα ελεγχόμενου περιβάλλοντος που είναι εύκολο να ελεγχθεί και να επικυρωθεί με τη χρησιμοποίηση επίσημων μεθόδων ταυτοποίησης και επαλήθευσης της ορθότητας του. Η έκβαση αυτού του ελεγχόμενου πειράματος θέτει τα θεμέλια του λογισμικοριζόμενου συστήματος αντίμετρων αφού προσφέρει αποδεκτή απόδειξη εφικτότητας της σχετιζόμενης καινοτόμου ιδέας. Το τρίτο μέρος στρέφεται έπειτα σε περαιτέρω έρευνες στον τομέα του Ηλεκτρονικού Πολέμου για Δίκτυα Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. Το εννοιολογικό πρότυπο από την περίπτωση του ηλεκτρονικού πόλεμου για την ναυτική προστασία επιτρέπει την επαναχρησιμοποίηση της μεθοδολογίας και σε αυτή την περίπτωση. Το συμπέρασμα της διατριβής είναι ότι μια λογισμικοριζόμενη αρχιτεκτονική βασισμένη σε εξομοιωτή επιτρέπει την δημιουργία συστημάτων αντίμετρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά τρόπο αποτελεσματικό και ευέλικτο για την παροχή ηλεκτρονικών αντίμετρων για όλο το φάσμα του Πληροφοριακού Πολέμου

Modern air defence at sea doctrines call for new shipborne surveillance and tracking systems that are based on software implementations, like software-defined radar systems. This thesis contributes to investigations in the context of the ever-demanding need to forge the other side of the same coin which is countermeasures implementation for electronic protection from high range resolution sensors based again on software defined radar concepts and principles. The first part of this thesis looks at the problem of devising countermeasures for the protection of naval targets. The analysis of the introductory background information introduces the need for this project. And the literature review lays the foundations for the scientific problem-based research demands. The second part of the thesis is then focused on the amalgamation of software and radar engineering in order to increase the verisimility issues of false targets. This topic has not received extensive coverage in the literature since its application is primarily in the defence sector. Simulation results are based on a controlled experiment environment that is easy to verify and validate using formal methods. The outcome of the experiment lays the foundations of the Software-defined Countermeasure System. The remainder of the thesis is then focused on further investigations in the field of computer networks warfare. The conceptual model from the electronic warfare case is extended in order to determine the domain reusability depth factor. The thesis concludes with the statement that the acquired Software-defined Countermeasure Systems concepts and techniques can be used in an effective and adaptable manner in order to provide deception countermeasures for both electronic warfare and computer networks warfare fields, which both are elements of the domain of information warfare.