This report on the subject of Systems Science for Defence and Security, aims to study the possibility for electronic warfare (EW) against the radar in active protection system (APS) on ground combat vehicles. The goal of the EW is to ensure effect of current anti-tank systems against an enemy equipped with APS. Given that the radar is susceptible to jamming, (1) Which opportunities would an EW-system used in conjunction with an anti-tank system, bestow on a successful engagement? (2) Which effect could jamming of an APS result in, and what type of jamming would yield this desired effect?  The result concludes that an APS would increase the statistical number of needed anti-tank projectiles in a given engagement with a combat vehicle by 700 %, from a stated number of five to six to 35–43. This increase shows how the efficiency of an APS is linked to needed anti-tank systems for the same effect, but also the potential gain from employing an EW-system. Studying the use of stand-off jamming, where the jamming is produced in a separate system, there’s no need for new development of weapons systems or munitions. The jamming should employ a technique of combined range and velocity deception (CRV) or noise to successfully lower the efficiency of the APS. Angle deception have arisen as a desirable technique, with promise of an increase of survivability of EW- and anti-tank units, and further studies are therefore interest. / Detta självständiga arbete på grundnivå inom ämnet försvarssystem behandlar möjligheter till aktiv radarstörning av varnar- och motverkanssystem (VMS), i syfte att erhålla verkan med befintliga burna pansarvärnssystem mot stridsfordon. Givet att aktiv radarstörning kan användas mot ett varnar- och motverkanssystem med förstörande motmedel; (1)Vilka möjligheter till verkan ger ett telekrigsystem med aktiv radarstörning i kombination med ett pansarvärnssystem?(2)Vilken typ av aktiv radarstörning är lämplig och vilken effekt på det störda systemet kan förväntas?  Arbetet visar på effekten VMS statistiskt har på duellen mellan stridsfordon och pansarvärnssystem. Beräkningarna utgår ifrån påståendet att det krävs fem till sex pansarvärnprojektiler för nedkämpning av ett stridsfordon, vilket ökar till 35-43st då fordonet utrustas med VMS. Ökningen på cirka 700% visar dels på hur effektiviteten hos VMS höjer antalet erfordrade pansarvärnsvapen för att nå samma effekt, men även den potentiella vinningen att sänka effektiviteten genom telekrig. Arbetet studerade nyttjandet av bakgrundsstörning, då genereringen av störsignalen sker i ett separat telekrigsystem, vilket inte kräver utveckling av nya vapensystem eller ammunition. För utformning av störningen faller en kombinerad hastighet och avstånds vilseledning (CRV) eller brus lämplig och anses sänka effektiviteten hos VMS. Vinkelavhakning har i arbetet visat sig medföra stora förtjänster för ökad överlevnad hos telekrig/pansarvärnsenheter och vidare forskning är därför intressant.

No description available.

Cross-Eye (CE) jamming is a technique aimed at inducing false target angles in radar measurements. The potential to deceive monopulse radar, a radar type commonly used due to its angular accuracy and resilience against jamming, has captured the interest of Electronic Warfare (EW) system manufacturers. CE jamming may increase the capability of self-defense against radar guided missiles. In this thesis, a CE jammer, based on the retrodirective channel design, for use in an EW systems is modeled and analyzed. The focus of the analysis is on the non-reciprocal Active Electronically Scanned Arrays (AESA). An electrical model of the jammer system and the AESA, including variations in the electrical properties, together with three different system correction methods are used. A simulation procedure, using single frequency (CW) signals, is defined and used for estimating total level of reciprocity, which is a primary contributor to jammer performance. Reciprocity error sensitivity for variations in model parameters is simulated to indicate which AESA aspects are essential for performance. Further, the influence of characterization and calibration noise is investigated. The usability of the model is demonstrated in different types of simulations, which highlights the differences between the system correction methods. Simulations show that a relatively high level of reciprocity can be achieved when using system correction, if measurement noise and model limitations are disregarded. The expected degradation in reciprocity from differences in electrical properties between the reception and transmission branch of the AESA has been confirmed. The effect of characterization and calibration noise, for realistic levels of noise, seems to be a dominating factor in the total reciprocity error. A significant increase in reciprocity error can likely be expected when non-CW signals are used and when realistic levels of noise and non-linear effects are added. / Cross-eye (CE) är en störprincip som har potential att inducera vinkelmätfel i radar. Dess möjlighet att störa monopulsradar, en vanligt förekommande typ av radar som är motståndskraftig mot många störformer, har skapat ett intresse för metoden hos tillverkare av system för elektronisk krigföring (EW-system). Användning av CE störning i ett EW-system skulle kunna öka möjligheten till självskydd vid attack från en monopulsradarstyrd robot. Avhandlingen analyserar en modell av en retrodirektiv CE störare som är avsedd för integration i ett multifunktionellt EW-system. Fokus i analysen är på de aktiva gruppantennerna (AESA) som används i systemet. En elektrisk modell av systemet används, vilken inkluderar variationer i parametrar hos AESA samt tre olika systemkorrektionsmetoder. En simuleringsprocedur som ger möjlighet att uppskatta reciprocitetsfel och känslighet för parametervariationer i AESA är definierad. Vidare undersöks inverkan av karaktäriserings och kalibreringsbrus. Modellens användningsområden visas i olika typer av prestandasimulering där effekter av de olika systemkorrektionsmetoderna tydliggörs. Simuleringsresultat för enkelfrekvens (CW) signaler visar en relativt hög nivå av reciprocitet om brus och olinjäriteter ignoreras. Det förväntade resultatet, att elektriska skillnader mellan mottagar- och sändargrenarna orsakar en försämring i reciprocitet, bekräftas. Inverkan av karaktäriserings och kalibreringsbrus verkar vara en dominerande faktor i det totala reciprocitetsfelet då rimliga brusnivåer används. En signifikant höjning av reciprocitetsfelet kan sannolikt förväntas då signaler med en viss bandbredd används och då rimliga nivåer av brus samt olinjäriteter inkluderas. / <p>QC 20171102</p>

Systems of distributed character are increasing in size and becoming more complex. Managing and adapting to constant changes of requirements is a challenge during the entire system development life cycle. While new functionalities are implemented, the software may change in design and may lead to poor software quality and increased system complexity. This thesis focuses on tackling the complexity issue in a distributed Electronic Warfare system used in military aircraft. The system consists of a server and several clients which acts as publishers or subscribers for different events sent in the system. The communication is based on unicast and uses a publish/subscribe pattern for the client nodes to register as publishers or subscribers to the server. The system is created to handle message passing in high rate and is sensitive for message delays. Due to this, the system is dependent on a reliable network structure with a continuous necessity for development. An implementation of a multicast prototype will be replacing the topic-specific unicast communication and the publish/subscribe registration process to the server. The system will be evaluated by a comparison of the old communication version with the new multicast implementation using software metrics. The result is to evaluate if the behavior and functionality of the distributed Electronic Warfare system change. / System av distribuerad karaktär ökar i storlek och blir alltmer komplex. Att hantera och anpassa sig till ständiga kravändringar är emellertid en utmaning under hela systemets utvecklingsprocess. Medan nya funktioner implementeras kan mjukvaran ändras i design vilket kan leda till dålig programkvalitet och ökad systemkomplexitet. Denna rapport fokuserar på att hantera komplexiteten i ett distribuerat telekrigföringssystem som används i militära flygplan. Systemet består av en server och flera klienter som publicerar och prenumererar för olika typer av meddelanden som skickas i systemet. Kommunikationen baseras på enkelsändning och använder ett publish/subscribe meddelandemönster där klienterna registrerar sig som publicerare eller prenumeranter till servern. Systemet är skapat för att kunna hantera höga meddelandehastigheter och har låg tolerans för meddelandeförseningar. På grund av detta är tillförlitlighet i nätverksstrukturen ett essentiellt kvalitetsattribut då nätverket är i behov av en ständig utveckling. En prototyp av multisändning kommer att implementeras och ersätta kommunikationen baserad på enkelsändning och publish/subscribe registreringsprocessen till servern. Systemet kommer att utvärderas genom en jämförelse av den gamla kommunikationsversionen av systemet med den nya multicast-implementeringen med hjälp av mjukvarukomplexitetsmätningar. Resultatet är att utvärdera om beteendet och funktionaliteten hos det distribuerade telekrigföringssystemet ändras.

Radar technology is widely used in today´s society, whether it is the localisation and identification of aircraft in air traffic control systems, ships in harbour management systems, or the weather forecast presented on the news. In military applications, such as in fighter jets or missile lock-on systems, the speed at which the radar processes incoming data is essential to ensure a successful outcome. These applications need more powerful execution platforms, such as Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) or Field-Programmable Gate Array (FPGAs) to run at the required speed. Radar technology manufacturers face both high development costs and long development cycles when designing, redesigning and developing these powerful execution platforms. A solution to these problems could be to design and develop the system in software before implementing it on the specialised ASIC and FPGA ships. As a step toward creating a software-based processing chain for radar systems, this thesis amide to investigate whether General-Purpose Graphical Processing Units (GPUs) could be used to develop and run beamforming applications in real-time at a sample rate of 100 MHz. To achieve this goal, the Bartlett and MVDR Beamforming algorithms were analysed and implemented in the Computer Unified Device Architecture (CUDA) programming framework on an NVIDIA GeForce RTX 2080 super GPU. The algorithms´ parallelisable elements were considered before implementation, and then implemented to fit with the CUDA programming model. In the end, both beamformers´ primary acceleration methods is using the cuBLAS library for linear algebra operations. The results of this study show that beamforming in real-time is not possible on a GPU when processing a signal sampled at 100 MHz. However, the GPU used just passed its third anniversary since release, and NVIDIA has released subsequent generations of GPUs with significant (&gt;100%) performance increases. Future work on this area could include trying the implementations on more recent GPUs or implementing other beamforming algorithms on GPUs. / Radarteknik används inom flera områden idag. Bland annat för lokalisering och identifiering av flygplan och fartyg i flyglednings- och hamnledningssystem, eller för att skapa väderprognosen som presenteras på nyheterna. För militära tillämpningar, till exempel i stridsflygplan eller missillåsningssystem, är behandlingshastigheten av inkommande data avgörande för att korrekt information ska visas. Dessa användningsområden kräver kraftfulla chip, såsom ASICs eller FPGAer, för att uppnå den exekveringshastighet, kompakthet och energieffektivitet som krävs. Såväl höga utvecklingskostnader som långa utvecklingscykler uppstår för radartillverkare när de designar och utvecklar dessa kraftfulla chip. En lösning på de långa cyklerna och höga kostnaderna kan vara att designa och utveckla systemet i mjukvara på en högre abstraktionsnivå innan det implementeras på de specialiserade ASIC- och FPGA-chipen. I ett steg mot att skapa en mjukvarubaserad signalbehandligsskedja gör radarsystem, syftar detta examensarbete till att undersöka om GPUer skulle kunna användas för att utveckla och exekvera beamformingapplikationer i realtid med en samplingsfrekvens på 100 MHz. För att uppnå detta mål analyserades och  implementerades beamformingalgoritmerna Bartlett och MVDR i CUDA på en NVIDIA GeForce RTX 2080 Super GPU. De element av algoritmerna som går att parallellisera undersöktes, följt av implementation i CUDAs programmeringsmodell. Den primära accelerationsmetoden för båda beamformingalgoritmerna är att använda cuBLAS-biblioteket för linjär algebraoperationer. Resultaten av denna studie visa att beamforming i realtid inte är möjligt på en GPU vid behandling av en signal samplad i 100 MHz. Den GPU som användes har nyligen passerat sin tredje årsdag sedan lansering, och NVIDA har släppt efterföljande GPU-generationer med avsevärda (&gt;100%) prestandaökningar- I framtida arbeten på området föreslås att testa implementationerna på nyare GPUer, implementera beamformers i t.ex. OpenGL, implementera andra beamformingalgoritmer i CUDA.

No description available.

Radar is an invaluable tool for detecting and assessing threats on land, on the seas and in the air. To properly evaluate threats, radar operators construct threat libraries where the signal characteristics of emitters are stored and mapped to specific types of platforms. In this project, methods for constructing these threat detection libraries from data obtained during real-life scenarios are investigated. A number of machine learning approaches are investigated and validated using general and method specific scoring methods. Using density based clustering methods and non-linear data transformation it is shown that Hierarchical Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (HDBSCAN) and spatial consistency metrics can be used to deinterleave and group signals to radar trace emitting platforms, from which suitable library parameters can be extracted. The results show that traditional metrics for evaluating cluster methods are not suited for evaluating data containing spatial information. / Radar är ett ovärderligt verktyg för att upptäcka och identifiera hot på land, till havs och i luften. För att kunna utvärdera olika former av hot använder sig radaroperatörer av hotbibliotek, vilka består av olika radarplattformers signalparametrar. I det här projektet undersöks olika metoder för att bygga hotbibliotek med hjälp av verkliga data insamlat under flygningar i Sverige. Olika maskininlärningsmetoder undersöks och utvärderas med hjälp av både generella och specifika utvärderingsmetoder. Genom att använda sig av densitets- baserade klustringsmetoder och olinjära metoder för att transformera data så visas att hierarkisk densitetsbaserad spatial klustring för tillämningar med störningar (HDBSCAN) och utvärderingsmetoder som baseras på spatial karaktäristik kan användas för att separera och gruppera radarkällor, vilka kan användas för att finna parametrar för att bygga hotbibliotek. Det visas även att traditionella metoder för att utvärdera klustringsresultat inte lämpar sig för att utvärdera spatiala data.

Passive Coherent Location (PCL), eller Passiv Radar som det populärt kallas, är enteknologi inom radarlära som innefattar radartyper som inte själva skickar ut elektromagnetiska vågor för att finna och undersöka ett mål. Istället använder sig dessa radartyper av befintliga signaler, såsom radio- och TV-sändningar för att detektera mål. På så vis är det betydligt svårare att upptäcka en passiv radar jämfört med en traditionell aktiv radar. SAAB utvecklar teknologi och metoder för passiva radarsystem. För att få en förståelse för ett av deras PCL-systems prestanda behöver SAAB utveckla en enkel metod för att fastställa radartäckningen. Som ett steg till detta har SAAB därför givit författaren till denna rapport i uppgift att skapa ett gränssnitt som kombinerar och jämför PCL-systemet med detektioner från en automatic dependent surveillance broadcast (ADS-B). Detektionerna från ADS-B kan då fungera som ett facit för hur väl PCLsystemet tar upp detektioner. Vilket ger gränssnittets användare en god indikationför PCL-systemets utsträckning och reliabilitet. Intervjuer hölls med anställda på SAAB som har erfarenhet av att arbeta med likvärdiga system och dess gränssnitt. Intervjuerna var semistrukturerade med frågor som syftade att utforska vilka funktioner som uppskattas och vilka svårigheter deltagarna ser i nuvarande gränssnitt. Utefter deltagarnas svar på intervjuerna byggdes en behovsanalys som tillsammans med teorier inom området låg till grund för utformningen av gränssnittsprototypen. Lösningsförslaget är en gränssnittsprotyp som visar datapunkter där detektion av mål visas från PCL-systemet och ADS-B. / Passive Coherent Location (PCL), or more popularly known as Passive Radar, is a subgenre within the field of radartechnology which includes radar types that does not transmit electromagnetic signals by themselves to find and investigate targets. Instead, they use already existing transmission, such as radio and TV broadcasts, to detect a target. Thus, it is much harder to discover a passive radar compared to a traditional active radar. SAAB is developing technologies and methods for passive radar systems. To get an understanding of the performance of one of their PCL systems, SAAB is looking for a simple method to determine the coverage of the radar. As part of this SAAB has given the author of this report the task of developing an interface which combines and compares the PCL-system with the detections of an automatic dependent surveillance broadcast (ADS-B). The detections from the ADS-B can then act as an answer key for how well the PCL-system detects targets. Thus, giving the interfaces user a good indication for the PCL-systems coverage and reliability. Interviews were conducted with SAAB employees experienced in working with similar systems and their interfaces. These interviews were semi-structured, with questions aiming to explore appreciated features and identified challenges in the current interfaces. A needs analysis was constructed based on the participants answers in the interviews, which, combined with theories within the field served as the foundation for designing the interface prototype. The proposed solution is an interface prototype, displaying data points from the PCL system and ADS-B.

No description available.

Computer simulation is a commonly applied technique for studying electronic warfare duels. This thesis aims to apply machine learning techniques to convert simulation output data into knowledge and insights regarding defensive actions for a ship facing multiple hostile missiles. The analysis may support tactical decision-making, hence the interpretability aspect of predictions is necessary to allow for human evaluation and understanding of impacts from the explanatory variables. The final distance for the threats to the target and the probability of the threats hitting the target was modeled using a multi-layer perceptron model with a multi-task approach, including custom loss functions. The results generated in this study show that the selected methodology is more successful than a baseline using regression models. Modeling the outcome with artificial neural networks results in a black box for decision making. Therefore the concept of interpretable machine learning was applied using a post-hoc approach. Given the learned model, the features considered, and the multiple threats, the feature contributions to the model were interpreted using Kernel SHapley Additive exPlanations (SHAP). The method consists of local linear surrogate models for approximating Shapley values. The analysis primarily showed that an increased seeker activation distance was important, and the increased time for defensive actions improved the outcomes. Further, predicting the final distance to the ship at the beginning of a simulation is important and, in general, a guidance of the actual outcome. The action of firing chaff grenades in the tracking gate also had importance. More chaff grenades influenced the missiles' tracking and provided a preferable outcome from the defended ship's point of view.