Az IFF betűszó az "azonosítás, barát vagy ellenség" (angolul "Identification, Friend or Foe") szavakból származik (amit úgy is szoktak nevezni, hogy "felelj vagy meghalsz"). A modern IFF rendszerek kérdés-válasz alapúak. A lekérdező modul kiküld egy kódolt rádiójel sorozatot, amelynek nagyjából az a jelentése, hogy "És te ki vagy?". A lekérdező rendszert gyakran összekapcsolják a fedélzeti radarral, de akár külön is telepíthető, mondjuk egy hajó vagy egy másik repülőgép fedélzetére. A lekérdező kódsorozatot (amit "kihívásnak" is szoktak nevezni) egy transzpondernek nevezett rádióelektronikai rendszer fogadja. Ha a transzponder megfelelően kódolt jelsorozatot fogad, akkor automatikusan elküldi válaszként a saját gép azonosító adatait, természetesen ezt is a megfelelő módon kódolva.

Működési elvek

A modern IFF rendszer kétcsatornás, az egyik csatornát  (1,03 GHz) a lekérdező jelek számára tartja fent, a másik csatornát (1,09 GHz) a válaszjeleknek. Ezen belül még újabb négy azonosító üzemmódra (SIF) bomlik a rendszer működése (ezek közül kettőt katonai és polgári célokra, kettőt pedig kizárólag katonai célokra használnak), plusz van még egy külön kódolt üzemmód, amelyet harci környezetben használnak, hogy a barát/ellenség azonosítás védve legyen az ellenséges lehallgatástól.

Mindegyik üzemmód egy megadott szituációban használatos és a transzponder az üzemmód alapján választja ki, hogy milyen adatokat sugározzon vissza, ha kihívást érzékel.

Mode 1: Ez az üzemmód 64 válaszkódot tartalmaz (00-73 számok oktálisan). Az üzemmódot a katonai légiirányítás használja, hogy meghatározzák a válaszoló repülőgép típusát és bevetési profilját.

Mode 2: Ezt az üzemmódot csak a hadsereg használja és arra való, hogy az adott repülőgép "farokkódját" azonosítsák. Összesen 4096-féle érték lehetséges (0000-7777 számok oktálisan).

Mode 3/A: Ez a standard légiirányítási üzemmód, amit az automatikus magasságjelző üzemmóddal (Mode C) együtt mindenhol használnak a világon, hogy számon tartsák a légtérben műszeres repülési szabályok ( IFR) alatt repülő gépeket. Minden IFR repülőgép egyedi 3/A azonosító kódot kap a felszálláskor. A vizuális repülési szabályok ( VFR) hatálya alatt repülő eszközök nincsenek állandó légiirányítási kontroll alatt, ezek a repülőgépek 3/A kódja egységesen 1200. Az azonosító kódot mindkét esetben a repülőgép személyzete gépeli be a transzponder kezelőpanelen.

A transzponder egységet hordozó repülőgép fedélzeti számítógépe folyamatosan közli a transzponderrel a gép repülési magasságát 100 lábas (kb. 30 m) lépésközökben. Mode C üzemmódú lekérdezés esetén a transzponder automatikusan visszaküldi ezt az értéket. A földi lekérdező állomások általában váltogatják a Mode 3/A és Mode C lekérdezéseket, hogy folyamatosan képben legyenek az illető repülőgép kilétét és repülési magasságát illetően.

Mode 4: Ez az üzemmód titkosított, amelynek használatához mind a lekérdező, mind a transzponder egységnek együtt kell működnie egy külső titkosító egységgel, amely utóbbi felelős azért, hogy a forgalmazni kívánt jelsorozatokat a vonatkozó szabályoknak megfelelően "biztonságosan" kódolja/dekódolja. Ehhez az üzemmódhoz nagyon hosszú lekérdező jelsorozat (kulcsszó) tartozik, amelynek első jelei arra figyelmeztetik a transzponder egységet, hogy a továbbiakban titkosított üzenetet fog kapni. Maga a lekérdezés már titkosított és a fogadott jelsorozatot a transzponder először egy külön egységhez küldi, amely a titkosító algoritmus "inverzét" használva dekódolja az üzenetet. A titkosított lekérdezés valójában arra való, hogy arra kényszerítse a transzpondert, hogy a megadott (és elvárt) módon válaszoljon. Ha a transzponder nem tudja dekódolni az üzenetet, akkor azt sem tudja, hogy milyen választ kellene adnia, így a hordozó repülőgép nem lesz "barátként" beazonosítva.

Arra az esetre, ha akár a transzponder, akár a titkosító berendezés ellenséges kezekre jutna, különböző kódokat kell rajtuk begépelni ahhoz, hogy használatba vehetők legyenek. Ezek a kódok 12 óránként változnak. Annak érdekében, hogy az ellenség még véletlenül se gépelhesse be a helyes kódot (elvileg nagy szerencsével akár pont el is találhatná az aktuális kódok valamelyikét), minden egyes azonosítási lekérdezés (kihívás) gyors egymásutánban több különböző választ kér és mindegyik válasznak helyesnek kell lennie ahhoz, hogy a repülőgépet "barátként" azonosítsák be.

A következő ábrán az egyes üzemmódokban használatos lekérdező jelsorozatok felépítését illusztráljuk:

Amint az látszik, az üzemmódok közötti alapvető különbség a P1 és P3 impulzusok között eltelt időben van. Mind a lekérdezés, mint a válaszadás egyszerű amplitúdó modulációs jeltovábbítással működik. A válasz jelsorozat két "keret" impulzusból és a repülőgép ABCD kódját tartalmazó 12 db impulzusból áll. A 7500 / 7600 / 7700 kódokat vészhelyzetek közlésére tartják fent.

A leggyakrabban használt transzponder antenna típus a késantenna (lásd a lenti fotót). Általában két ilyen antennát építenek a repülőgépre, egyet a gép hátára, egyet pedig a hasára, amelyek ún. "elosztott" módon működnek - ez azt jelenti, hogy mindig az az antenna sugározza a válaszjelet, amelyik az erősebb lekérdező jelsorozatot fogta. A has alatti antenna így általában a földi lekérdezésekre válaszol, míg a felső antennára szokott jutni a más repülőgépekről érkező lekérdezések megválaszolása.

A nagysebességű katonai repülőgépeken másfajta antennák is használatosak. A légellenállás csökkentése érdekében vannak olyan antennák is, amelyek teljesen laposak és beleolvadnak a géptörzs vagy a szárny síkjába. Egy ilyen antenna is látható a lenti fotón.

Megvalósítás az F-15E-n

Az F-15E "elosztott" módon üzemelteti az IFF transzponderét. A géptörzsre két késantennát szereltek fel erre a célra, az egyiket fentre, a gép gerincére, a másikat pedig lentre, a gép orra alá. Ezzel a megoldással gyakorlatilag a teljes légtérből akadálytalanul foghatók a jelek. Az elosztott üzemelés nagyon fontos az olyan harci repülőgépek számára, amelyek adott esetben jelentős mennyiségű külső függesztményt is hordozhatnak, amelyek leárnyékolhatják az antennákat manőverezés közben. Az alkalmazott két antennás megoldás biztosítja, hogy minden helyzetben mindig legyen legalább egy antenna, amely képes az IFF jelek fogadására és sugárzására. A lenti ábrán szemléltetjük az IFF antennák elhelyezkedését az F-15E-n. Megjegyezzük, hogy ezek az antennák nem kizárólagosan IFF célokat szolgálnak, hanem közös UHF / IFF antennák.

Az USAF F-16, F-15, A-10, KC-10A, E3A és F5E/F gépein a Northrop Grumman által fejlesztett AN/APX-101(V) Mark XII elosztott transzpondert használják. Az APX-101-es két külön vevőegységet és videofeldolgozó csatornát tartalmaz, az egyiket a felső, a másikat az alsó antenna számára. Általában az alsó antennát használják válaszolásra, mivel ez "néz" a földi lekérdező állomások felé. A video feldolgozó áramkörök a fogadott üzenetek jelerősségét vizsgálják és mindig az erősebb jelsorozatot dolgozzák fel. A válaszadást mindig az az antenna végzi, amelyik irányából az erősebb jelsorozat érkezett.

A lekérdező oldalon a BAE Systems (korábban Hazeltine) AN/APX-76 IFF lekérdező egysége tájékoztatja az F-15E pilótáját arról, hogy a vizuálisan vagy radaron észlelt repülőgép baráti-e vagy sem. Az AN/APX-76 egységgel egy Litton válaszkiértékelő modul dolgozik együtt.

Az AN/APG-70 radar mozgatható tányérján tíz db T-alakú dipólantennát helyeztek el. Ezek együtt dolgozva alakítják ki a fő IFF sugarat (szigma csatorna) és a többirányú sugarakat is (diff csatorna). A radartányér felületébe ágyazott IFF antennák együtt mozognak a radartányérral. Az AN/APX-76 lekérdező egység 2-8 kW energiával sugároz 1,03 GHz frekvencián.

Együttműködés a radarral

Az alábbi ábra a lekérdező dipól antennák elhelyezkedését illusztrálja.

Az IFF lekérdező kétfajta működési módot támogat. Amikor a radar TWS üzemmódban pásztáz, akkor a lekérdező folyamatosan küldi a lekérdezéseket és értékeli a működőképes transzponderrel ellátott replőeszközök által visszaküldött válaszjeleket. Az IFF rendszer képes arra, hogy a válaszjelek távolságát és irányszögét is megállapítsa, így a radar és az IFF által külön-külön érzékelt jelek összevethetők és a pilóta képernyőjén az érzékelt repülőgépet már együttműködőként lehet feltüntetni. Ebben az üzemmódban a pásztázott légtérben repülő valamennyi együttműködő repülőeszköz felderíthető. Harci körülmények között csak nagyon ritkán használják ezt az üzemmódot, mivel a lekérdezések miatt az F-15E ilyenkor folyamatos, nagy energiájú rádiósugárzást bocsát ki magából, amelyet az ellenséges besugárzásjelző berendezések könnyedén észlelnek és rögtön felfednék, hogy egy ellenséges harci repülőgép jár a közelükben.

A másik üzemmód (amelyet általában használnak harci körülmények között) akkor használatos, amikor a radar STT üzemmódban működik és a célpontot befogta a radar. Ilyenkor az F-15E még egy utolsó esélyt ad a célpontnak és gyorsan elküld egy Mode 4-es lekérdezést ("Állj, ki vagy!" kérést) a befogott repülőgépnek. Ha nem érkezik pozitív válasz (ha a repülőgép baráti, akkor egy adott hang szólal meg a pilóta fejhallgatójában) és rádiókapcsolatot sem sikerült teremteni, akkor a repülőeszköz ellenségesnek minősül és az F-15E ennek megfelelően jár el.

A transponder teljesen aszinkron módon működik. A pilóta felszállás előtt kézzel beviszi az összes üzemmódhoz (Mode 1, 2, 3/A vagy 4) tartozó kódokat, majd aktiválja a transzpondert. Ha a repülőgép lekérdezést kap egy földi állaomásról (a légiirányítás csak a 3/A és C üzemmódokat használja), akkor a transzponder automatikusan kiküldi a választ úgy, hogy erről a pilótának nincs is tudomása. Ha a bevetés EMCON szabályokat igényel (Emission Control, vagyis semmilyen elektromásgneses sugárzást nem szabad a gépnek kibocsátania), akkor a transzponder automatikusan készenléti üzemmódba kapcsol.

Megjegyezzük, hogy a pilótának lehetősége van azt megtudni, hogy a repülőgépe mikor kapott Mode 4-es (kódolt) lekérdezést. Ha egy Mode 4-es lekérdezést kapott a gép és erre"barát" választ küldött, akkor vagy felvillan a "REPLY" (válasz) feliratú lámpa az iFF panelen, vagy  egy rövid hang szólal meg a pilóta fejhallgatójában (hogy melyik, azt a pilóta állíthatja be). Ha viszont a Mode 4-es lekérdezésre a gép nem volt képes "barát" választ küldeni, akkor annak egy Mode 4 figyelmeztetés lesz az eredménye, amelynek hatására egyrészt kigyullad a "MASTER CAUTION" lámpa, másrészt a figyelmeztetés megjelenik a megfelelő MPD-n vagy MPCD-n. A pilóta így azonnal értesül arról, hog egy másik repülőgép ellenségesnek tekintette az ő gépét.

Kezelőszervek

Az 1 és 3/A üzemmódokhoz a pilótafülkében lehet beállítani a kódokat. A Mode 2-t a 3R ajtó mögötti kis kezelőpulton kell beállítani. A Mode 4 kódokat a harbantartó szebélyzet gépeli be a 3R ajtó mögötti pulton a KIK segítségével. A Mode 2 nem változtatható meg repülés közben. Mode 4 esetében menet közben váltani lehet Mode 4A és 4B között repülés közben is és a kódokat le lehet nullázni.

A lekérdező kezelőpanelen találhatók a levegő-levegő célpont azonosítás ( AAI) kapcsolói. Az IFF transzponder kapcsolói az első pilótafülkében az interkom panelen és az UFC-n találhatók. Az alábbi ábra az IFF transzponder kapcsolók elhelyezkedését mutatja:

A kapcsolók működése az alábbi:

Mode 4 választó kapcsoló: This is a lever-lock switch with the following positions:

Mode 4 Reply Switch: This switch has the following positions:

Master Switch: This switch has the following positions:

IFF Antenna Selector Switch: The Antenna Selector Switch is located on the pilot's left console next to the ICCP. This switch has the following positions:

Mode 4 Crypto Switch: This is a lever-lock switch with the following positions:

Upon ejection from the cockpit the IFF emergency mode automatically becomes active if Mode 1, 2, 3/A or C is enabled.

Up-Front Controller Menu Functions

The IFF submenu can be selected from the general UFC menu by pressing the pushbutton next to the 'IFF' readout. IFF functions and settings can be reached from this submenu. The IFF submenu readouts on the UFC are illustrated on the following figure:

Use of the submenu is fairly simple. The different modes of IFF operation and the C 'submode' can be activated/deactivated by pushing their appropriate pushbutton (see 2, 3, 4 and 6 on the figure above). An asterisk next to the mode readout indicates that the mode is currently active. If the mode is inactive, no asterisk is displayed next to its readout. In case of Mode 1 and Mode 3, the code can be entered in this submenu as well (by entering the code first on the numeric buttons and then by pushing the Mode 1 or Mode 3 pushbutton).

The IFF system can be programmed to operate at specific modes and codes as a function of time. This is referred to as phasing (denoted as PH on the UFC display). Phasing permits the selection of up to 13 mission segments for automatic change of IFF operation based on TOD (Time of Day) information and is expected to be based on authentication procedures for a given theatre of operation. Phasing will be programmed by the DTM (Data Transfer Module) by default but can be reprogrammed by the pilot.

Programming mode can be activated/deactivated by pushing the programming pushbutton (see 7 on the figure above). An asterisk is displayed next to the programming readout when the programming mode is active. Data for only one phase are displayed at a time, the phase number is displayed on readout 1 (see figure above). Pushing the phase pushbutton cycles through the phases of the program, incrementing the phase number by 1 on each push of the button. When one phase is displayed, phase data can me changed by using the other pushbuttons. When programming mode is exited by pressing the programming pushbutton (see 7 on the figure above) all changes are stored in memory for the rest of the mission.

Sources

• BAE Systems
• Northrop Grumman
• F-15E Flight Manual TO 1F-15E-1 (courtesy of eFlightManuals.com)

Forum Discussion

You can discuss this article in the Strike Eagle Forum with the latest posts appearing here below as well. Clicking on the 'Discuss' button takes you to the SEF, while clicking on the 'Quick Post' text enables you to make a post here right away.

Article discussions are available for registered users only!