تحديد الهوية أو الصديق أو العدو ( IFF ) هو نظام تحديد قائم على الرادار مصمم للقيادة والسيطرة . يستخدم جهاز إرسال مستجيب يستمع إلى إشارة استجواب ثم يرسل استجابة تحدد هوية المذيع. وهو يمكّن أنظمة استجواب مراقبة الحركة الجوية العسكرية والمدنية من تحديد الطائرات أو المركبات أو القوات على أنها صديقة وتحديد تأثيرها ومدى عملها عن المحقق. يمكن استخدام IFF من قبل كل من الطائرات العسكرية والمدنية. تم تطوير IFF لأول مرة خلال الحرب العالمية الثانية ، مع وصول الرادار والعديد من حوادث النيران الصديقة .
على الرغم من الاسم ، يمكن لـ IFF فقط تحديد الأهداف الصديقة بشكل إيجابي ، وليس الأهداف المعادية. إذا لم يتلق استجواب IFF أي رد أو رد غير صالح ، فلا يمكن تحديد الكائن على أنه ودود ، ولكن لا يتم تحديده بشكل إيجابي على أنه عدو ؛ قد تكون ، على سبيل المثال ، طائرة صديقة مع جهاز مرسل مستجيب معطل أو معطل. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من الأسباب التي قد تجعل الطائرات الصديقة لا ترد بشكل صحيح على IFF.
IFF هي أداة ضمن العمل العسكري الأوسع لتحديد هوية القتال (CID) ، وهي توصيف الأشياء المكتشفة في مجال القتال بدقة كافية لدعم القرارات التشغيلية. التوصيف الأوسع هو الصديق ، أو العدو ، أو المحايد ، أو المجهول. لا يمكن لـ CID تقليل حوادث النيران الصديقة فحسب ، بل يساهم أيضًا في اتخاذ القرارات التكتيكية الشاملة.
مع النشر الناجح لأنظمة الرادار للدفاع الجوي خلال الحرب العالمية الثانية ، واجه المقاتلون على الفور صعوبة التمييز بين الطائرات الصديقة والطائرات المعادية ؛ بحلول ذلك الوقت ، كانت الطائرات تحلق بسرعة عالية وعلى ارتفاع عالٍ ، مما جعل التعرف البصري مستحيلاً ، وظهرت الأهداف على شكل ومضات عديمة الملامح على شاشة الرادار. هذا أدى إلى حوادث مثل معركة نباح كريك ، أنحاء بريطانيا، و الهجوم الجوي على قلعة كوبينك أنحاء ألمانيا.
الإمبراطورية البريطانية
بالفعل قبل نشر نظام الرادار Chain Home (CH) ، كان سلاح الجو الملكي البريطاني قد نظر في مشكلة IFF. قدم روبرت واتسون-وات براءات اختراع لمثل هذه الأنظمة في عامي 1935 و 1936. وبحلول عام 1938 ، بدأ الباحثون في Bawdsey Manor تجارب على "عاكسات" تتكون من هوائيات ثنائية القطب مضبوطة لتتردد صداها مع التردد الأساسي لرادارات CH. عندما تصطدم نبضة من جهاز إرسال CH بالطائرة ، يتردد صدى الهوائيات لفترة قصيرة ، مما يزيد من كمية الطاقة التي يتم إرجاعها إلى مستقبل CH. تم توصيل الهوائي بمفتاح آلي يقوم بتقصيره بشكل دوري ، مما يمنعه من إصدار إشارة. تسبب هذا في إطالة وتقصير عودة مجموعة CH بشكل دوري أثناء تشغيل الهوائي وإيقاف تشغيله. في الممارسة العملية ، وجد أن النظام لا يمكن الاعتماد عليه بدرجة كبيرة ؛ كان الإرجاع يعتمد بشكل كبير على الاتجاه الذي كانت تتحرك فيه الطائرة بالنسبة لمحطة CH ، وغالبًا ما كانت تُرجع إشارة قليلة أو معدومة.
كان يشتبه في أن هذا النظام لن يكون ذا فائدة كبيرة في الممارسة العملية. عندما اتضح أن هذا هو الحال ، تحول سلاح الجو الملكي البريطاني إلى نظام مختلف تمامًا كان يتم التخطيط له أيضًا. يتألف هذا من مجموعة من محطات التتبع باستخدام محددات الاتجاه الراديوي HF / DF . تم تعديل أجهزة راديو الطائرات الخاصة بهم لإرسال نغمة 1 كيلو هرتز لمدة 14 ثانية كل دقيقة ، مما يتيح للمحطات متسعًا من الوقت لقياس اتجاه الطائرة. تم تخصيص العديد من هذه المحطات لكل "قطاع" من نظام الدفاع الجوي ، وأرسلت قياساتها إلى محطة التخطيط في مقر القطاع ، الذين استخدموا التثليث لتحديد موقع الطائرة. يعمل النظام المعروف باسم " صرير الأنابيب " ، ولكنه كان كثيف العمالة ولم يعرض معلوماته مباشرة إلى مشغلي الرادار. من الواضح أن النظام الذي يعمل مباشرة مع الرادار مرغوب فيه.
IFF Mark II
كان أول جهاز مرسل مستجيب IFF نشط (مرسل / مستجيب) هو IFF Mark I الذي تم استخدامه تجريبيًا في عام 1939. استخدم هذا جهاز استقبال متجدد ، يغذي كمية صغيرة من الخرج المضخم إلى المدخلات ، مما يضخم بقوة حتى الإشارات الصغيرة طالما كانوا من تردد واحد (مثل شفرة مورس ، ولكن على عكس الإرسال الصوتي). تم ضبطها على الإشارة من رادار CH (20-30 ميجاهرتز) ، مما أدى إلى تضخيمها بقوة بحيث تم بثها مرة أخرى خارج هوائي الطائرة. نظرًا لاستقبال الإشارة في نفس وقت الانعكاس الأصلي لإشارة CH ، كانت النتيجة عبارة عن "صورة ضوئية" مطولة على شاشة CH والتي يمكن التعرف عليها بسهولة. أثناء الاختبار ، وجد أن الوحدة غالبًا ما تتغلب على الرادار أو تنتج إشارة قليلة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها ، وفي الوقت نفسه ، تم إدخال رادارات جديدة باستخدام ترددات جديدة.
بدلاً من وضع Mark I في الإنتاج ، تم تقديم IFF Mark II جديد في أوائل عام 1940. كان لدى Mark II سلسلة من الموالفات المنفصلة بالداخل تم ضبطها على نطاقات الرادار المختلفة التي تدخلت من خلالها باستخدام مفتاح آلي ، بينما حل التحكم التلقائي في الكسب المشكلة منه يرسل الكثير من الإشارات. كان مارك الثاني مكتملًا تقنيًا مع بدء الحرب ، لكن نقص المجموعات يعني أنه لم يكن متوفرًا بالكمية ، وحمله عدد قليل فقط من طائرات سلاح الجو الملكي البريطاني بحلول وقت معركة بريطانيا . ظل Pip-squeak قيد التشغيل خلال هذه الفترة ، ولكن مع انتهاء المعركة ، تم تشغيل IFF Mark II بسرعة. كان Pip-squeak لا يزال يستخدم للمناطق فوق الأرض التي لا يغطيها CH ، بالإضافة إلى نظام توجيه الطوارئ.
IFF Mark III
حتى بحلول عام 1940 ، كان نظام Mark II المعقد يصل إلى حدوده بينما يتم تقديم رادارات جديدة باستمرار. بحلول عام 1941 ، تم تقديم عدد من النماذج الفرعية التي غطت مجموعات مختلفة من الرادارات ، منها البحرية المشتركة على سبيل المثال ، أو تلك التي يستخدمها سلاح الجو الملكي البريطاني. لكن إدخال الرادارات القائمة على مغنطرون تجويف التردد الميكروي جعل هذا الأمر قديمًا ؛ لم يكن هناك ببساطة طريقة لجعل المستجيب يعمل في هذا النطاق باستخدام الإلكترونيات المعاصرة.
في عام 1940 ، اقترح المهندس الإنجليزي فريدي ويليامز استخدام تردد واحد منفصل لجميع إشارات IFF ، ولكن في ذلك الوقت لم تكن هناك حاجة ملحة لتغيير النظام الحالي. مع إدخال المغنطرون ، بدأ العمل على هذا المفهوم في مؤسسة أبحاث الاتصالات باسم IFF Mark III . كان من المقرر أن يصبح هذا هو المعيار بالنسبة للحلفاء الغربيين لمعظم الحرب.
تم تصميم أجهزة الإرسال والاستقبال Mark III للاستجابة إلى "محققين" محددين ، بدلاً من الرد مباشرة على إشارات الرادار المستلمة. عمل هؤلاء المحققون على مجموعة محدودة من الترددات ، بغض النظر عن الرادار الذي تم إقرانهم به. كما سمح النظام بإجراء اتصالات محدودة ، بما في ذلك القدرة على إرسال استجابة " Mayday " المشفرة . تم تصميم مجموعات IFF وصنعها بواسطة Ferranti في مانشستر وفقًا لمواصفات ويليامز. تم تصنيع مجموعات مكافئة في الولايات المتحدة ، في البداية كنسخ من مجموعات بريطانية ، بحيث يتم التعرف على الطائرات المتحالفة عند الاستجواب بواسطة رادار بعضها البعض.
من الواضح أن مجموعات IFF كانت مصنفة بدرجة عالية. وهكذا ، تم توصيل العديد منهم بالمتفجرات في حالة إنقاذ طاقم الطائرة أو تحطمها. تقرير جيري بروك:
إلى جانب مفتاح تشغيل الوحدة ، كان مفتاح تدمير IFF لمنع العدو من الاستيلاء عليها. اختار العديد من الطيارين المفتاح الخاطئ وفجروا وحدة IFF الخاصة به. لم يردع انفجار محتجز والرائحة الكريهة للعزل المحترق في قمرة القيادة العديد من الطيارين من تدمير وحدات IFF مرارًا وتكرارًا. في نهاية المطاف، تم تأمين التبديل التدمير الذاتي عن طريق سلك رفيع لمنع استخدامه عرضي ".
ألمانيا
تم تطوير FuG 25a Erstling (بالإنجليزية: Firstborn ، Debut) في ألمانيا في عام 1940. تم ضبطه على النطاق المنخفض التردد VHF عند 125 ميجاهرتز المستخدم من قبل رادار فريا ، وتم استخدام محول مع النطاق المنخفض UHF بنطاق 550-580 ميجاهرتز المستخدمة من قبل Würzburg . قبل الرحلة ، تم إعداد جهاز الإرسال والاستقبال برمز يوم محدد من عشر بتات تم طلبه في الوحدة. لبدء إجراء تحديد الهوية ، قام المشغل الأرضي بتحويل تردد نبضة الرادار الخاص به من 3750 هرتز إلى 5000 هرتز. قام جهاز الاستقبال المحمول جواً بفك تشفير ذلك وبدأ في إرسال رمز اليوم. سيرى مشغل الرادار بعد ذلك طول الومضة الضوئية وتقصيرها في الكود المعطى ، مما يضمن عدم انتحالها. يعمل جهاز الإرسال IFF على 168 ميجا هرتز بقوة 400 واط (PEP).
تضمن النظام طريقة لوحدات التحكم الأرضية لتحديد ما إذا كانت الطائرة لديها الكود الصحيح أم لا ، لكنها لم تتضمن طريقة لجهاز الإرسال والاستقبال لرفض الإشارات من مصادر أخرى. وجد علماء عسكريون بريطانيون طريقة لاستغلال ذلك من خلال بناء جهاز إرسال IFF خاص بهم يسمى Perfectos ، والذي تم تصميمه لإطلاق استجابة من أي نظام FuG 25a في المنطقة المجاورة. عندما استجاب FuG 25a على تردده البالغ 168 ميجاهرتز ، تم استقبال الإشارة بواسطة نظام الهوائي من AI Mk. رادار IV ، والذي كان يعمل أصلاً عند 212 MHz. بمقارنة قوة الإشارة على هوائيات مختلفة يمكن تحديد الاتجاه إلى الهدف. تم تثبيت "Perfectos" على Mosquitos ، وقد حد بشدة من استخدام الألمان لـ FuG 25a.
IFF Mark IV و V
في مختبر أبحاث البحرية الأمريكية كان يعمل على نظام IFF الخاصة بهم منذ ما قبل الحرب. استخدم تردد استجواب واحد ، مثل Mark III ، لكنه اختلف في أنه استخدم تردد مستجيب منفصل. للاستجابة على تردد مختلف العديد من المزايا العملية ، وأبرزها أن الاستجابة من IFF لا يمكن أن تؤدي إلى IFF آخر على متن طائرة أخرى. ولكنه يتطلب جهاز إرسال كامل من جانب المستجيب من الدائرة ، على عكس النظام التجديدي المبسط إلى حد كبير المستخدم في التصميمات البريطانية. تُعرف هذه التقنية الآن باسم جهاز الإرسال والاستقبال عبر النطاق .
عندما تم الكشف عن Mark II في عام 1941 أثناء مهمة Tizard ، تقرر استخدامه واستغلال الوقت لتحسين نظامهم التجريبي. كانت النتيجة ما أصبح IFF Mark IV. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين هذا الطراز والموديلات السابقة في أنه يعمل على ترددات أعلى ، حوالي 600 ميجاهرتز ، مما سمح بهوائيات أصغر بكثير. ومع ذلك ، تبين أيضًا أن هذا قريب من الترددات المستخدمة من قبل رادار Würzburg الألماني وكانت هناك مخاوف من أنه سيتم تشغيله بواسطة هذا الرادار وسيتم اختيار ردود المرسل المستجيب على شاشة الرادار الخاصة به. سيكشف هذا على الفور عن الترددات التشغيلية لـ IFF.
وقد أدى ذلك إلى جهد أمريكي بريطاني لتقديم نموذج محسّن آخر ، وهو Mark V ، والمعروف أيضًا باسم منارة الأمم المتحدة أو UNB. انتقل هذا إلى ترددات أعلى لا تزال حوالي 1 جيجاهرتز ولكن الاختبار التشغيلي لم يكتمل عند انتهاء الحرب. بحلول الوقت الذي انتهى فيه الاختبار في عام 1948 ، بدأ Mark X المحسن كثيرًا في اختباره وتم التخلي عن Mark V.
أنظمة ما بعد الحرب
IFF مارك X
بدأ Mark X كجهاز تجريبي بحت يعمل على ترددات أعلى من 1 جيجاهرتز ، يشير الاسم إلى "تجريبي" وليس "رقم 10". مع استمرار التطوير ، تقرر إدخال نظام تشفير يُعرف باسم "ميزة التحديد الانتقائي" أو SIF. سمح SIF لإشارة العودة باحتواء ما يصل إلى 12 نبضة ، تمثل أربعة أرقام ثماني كل منها 3 بتات. اعتمادًا على توقيت إشارة الاستجواب ، ستستجيب SIF بعدة طرق. يشير الوضع 1 إلى نوع الطائرة أو مهمتها (حمولة أو قاذفة ، على سبيل المثال) بينما أعاد الوضع 2 رمز الذيل.
بدأ تقديم Mark X في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي. كان هذا خلال فترة التوسع الكبير في نظام النقل الجوي المدني ، وتقرر استخدام مجموعات Mark X المعدلة قليلاً لهذه الطائرات أيضًا. تضمنت هذه المجموعات وضعًا عسكريًا جديدًا 3 والذي كان متطابقًا بشكل أساسي مع النمط 2 ، مع إرجاع رمز مكون من أربعة أرقام ، لكنه استخدم نبضة استجواب مختلفة ، مما يسمح للطائرة بتحديد ما إذا كان الاستعلام من رادار عسكري أو مدني. بالنسبة للطائرات المدنية ، كان يُعرف هذا النظام نفسه باسم الوضع A ، ولأنهما متطابقان ، يُعرفان عمومًا باسم Mode 3 / A.
تم تقديم العديد من الأوضاع الجديدة أيضًا خلال هذه العملية. تم تعريف الوضعين المدنيين B و D ، لكن لم يتم استخدامهما مطلقًا. استجاب الوضع C برقم مكون من 12 بتًا مشفرًا باستخدام كود جيلهام ، والذي يمثل الارتفاع كـ (هذا الرقم) × 100 قدم - 1200. يمكن لأنظمة الرادار تحديد موقع طائرة بسهولة في بعدين ، ولكن قياس الارتفاع يعد مشكلة أكثر تعقيدًا ، خاصة في الخمسينيات من القرن الماضي ، إضافة إلى تكلفة نظام الرادار بشكل كبير. من خلال وضع هذه الوظيفة على IFF ، يمكن إرجاع نفس المعلومات بتكلفة إضافية قليلة ، بشكل أساسي إضافة محول رقمي إلى مقياس الارتفاع للطائرة .
يرسل المحققون الحديثون عمومًا سلسلة من التحديات في الوضع 3 / A ثم الوضع C ، مما يسمح للنظام بدمج هوية الطائرة مع ارتفاعها وموقعها من الرادار.
IFF مارك الثاني عشر
نظام IFF الحالي هو Mark XII. يعمل هذا على نفس ترددات Mark X ، ويدعم جميع أوضاعها العسكرية والمدنية. [ بحاجة لمصدر ]
لطالما اعتبرت مشكلة أن استجابات IFF يمكن أن يتم تشغيلها من خلال أي استجواب تم تشكيله بشكل صحيح ، وكانت هذه الإشارات مجرد نبضتين قصيرتين من تردد واحد. سمح هذا لأجهزة إرسال العدو بإطلاق الاستجابة ، وباستخدام التثليث ، يمكن للعدو تحديد موقع جهاز الإرسال والاستقبال. استخدم البريطانيون هذه التقنية بالفعل ضد الألمان خلال الحرب العالمية الثانية ، واستخدمتها القوات الجوية الأمريكية ضد طائرات VPAF أثناء حرب فيتنام .
يختلف Mark XII عن Mark X من خلال إضافة النمط العسكري الجديد 4. ويعمل هذا بطريقة مشابهة للنمط 3 / A ، حيث يرسل المحقق إشارة يستجيب لها IFF. ومع ذلك ، هناك نوعان من الاختلافات الرئيسية.
أحدهما هو أن نبض الاستجواب يتبعه رمز من 12 بت مشابه لتلك التي ترسلها أجهزة الإرسال والاستقبال Mark 3. يتغير الرقم المشفر يومًا بعد يوم. عندما يتم استلام الرقم وفك تشفيره في جهاز مرسل مستجيب للطائرة ، يتم تطبيق تشفير تشفير إضافي. إذا كانت نتيجة تلك العملية تطابق القيمة التي تم الاتصال بها في IFF في الطائرة ، يرد المستجيب باستجابة الوضع 3 كما كان من قبل. إذا كانت القيم غير متطابقة ، فإنها لا تستجيب.
هذا يحل مشكلة رد المستجيب للطائرة على الاستفسارات الكاذبة ، لكنه لا يحل تمامًا مشكلة تحديد موقع الطائرة من خلال التثليث. لحل هذه المشكلة ، يتم إضافة تأخير إلى إشارة الاستجابة التي تختلف بناءً على الكود المرسل من المحقق. عندما يستقبله عدو لا يرى نبض الاستجواب ، وهو ما يحدث عمومًا لأنه غالبًا ما يكون أسفل أفق الرادار ، فإن هذا يتسبب في إزاحة عشوائية لإشارة العودة مع كل نبضة. يعد تحديد موقع الطائرة ضمن مجموعة المرتجعات عملية صعبة.
أساليب
خلال الثمانينيات ، تمت إضافة وضع مدني جديد ، الوضع S ، والذي سمح بتشفير كميات كبيرة من البيانات في الإشارة المرتجعة. تم استخدام هذا لتشفير موقع الطائرة من نظام الملاحة. هذا جزء أساسي من نظام تجنب الاصطدام المروري (TCAS) ، والذي يسمح للطائرات التجارية بمعرفة موقع الطائرات الأخرى في المنطقة وتجنبها دون الحاجة إلى مشغلين أرضيين.
ثم تم العسكري المفاهيم الأساسية من وضع S كما وضع 5، الذي هو مجرد التشفير النسخة المشفرة من البيانات وضع S.
استخدم IFF في الحرب العالمية الثانية والأنظمة العسكرية السوفيتية (1946 إلى 1991) إشارات رادار مشفرة (تسمى الاستجواب عبر النطاق ، أو CBI) لتشغيل جهاز الإرسال والاستقبال للطائرة تلقائيًا في طائرة مضاءة بواسطة الرادار. يُطلق على تحديد هوية الطائرة القائم على الرادار أيضًا رادار المراقبة الثانوي في كل من الاستخدام العسكري والمدني ، حيث يقوم الرادار الأساسي بترديد نبضة RF من الطائرة لتحديد الموقع. قدم جورج شارييه ، الذي يعمل في RCA ، طلبًا للحصول على براءة اختراع لجهاز IFF في عام 1941. وطلب من المشغل إجراء عدة تعديلات على مستقبل الرادار لقمع صورة الصدى الطبيعي على مستقبل الرادار ، بحيث يتم الفحص البصري لـ ستكون إشارة IFF ممكنة.
بحلول عام 1943 ، قدم دونالد بارشوك براءة اختراع لنظام رادار باستخدام الاختصار IFF في نصه مع تفسير الوالدين فقط ، مما يشير إلى أن هذا الاختصار أصبح مصطلحًا مقبولًا. [16] في عام 1945 ، قدم إميل لابين وإدوين تيرنر براءات اختراع لأنظمة IFF للرادار حيث يمكن برمجة إشارة الرادار الصادرة وإشارة رد المرسل المستجيب بشكل مستقل برموز ثنائية عن طريق ضبط صفائف مفاتيح التبديل ؛ سمح ذلك بتنوع رمز IFF من يوم لآخر أو حتى من ساعة إلى ساعة.
أنظمة أوائل القرن الحادي والعشرين
حلف الناتو
بدأت الولايات المتحدة ودول الناتو الأخرى في استخدام نظام يسمى Mark XII في أواخر القرن العشرين. لم تكن بريطانيا قد نفذت حتى ذلك الحين نظام IFF المتوافق مع هذا المعيار ، لكنها طورت بعد ذلك برنامجًا لنظام متوافق يُعرف باسم IFF (SIFF).
