IFF Mark II fue el primer sistema operativo de identificación de amigos o enemigos . Fue desarrollado por la Royal Air Force justo antes del comienzo de la Segunda Guerra Mundial . Después de una breve serie de prototipos de Mark I , utilizados experimentalmente en 1939, el Mark II comenzó un despliegue generalizado al final de la Batalla de Gran Bretaña a finales de 1940. Permaneció en uso hasta 1943, cuando comenzó a ser reemplazado por el IFF estandarizado. Mark III , que fue utilizado por todos los aviones aliados hasta mucho después de que terminó la guerra.
El Mark I era un sistema simple que amplificaba las señales de los sistemas de radar British Chain Home , haciendo que el "blip" del avión se extendiera en la pantalla del radar , identificando al avión como amigo. Mark , tuve el problema de que la ganancia tenía que ajustarse en vuelo para que siguiera funcionando; en el campo, fue correcto solo la mitad de las veces. Otro problema fue que era sensible a una sola frecuencia y tenía que sintonizarse manualmente con diferentes estaciones de radar. En 1939, Chain Home era el único radar de interés y operaba en un conjunto limitado de frecuencias, pero ya estaban entrando en servicio nuevos radares y el número de frecuencias comenzaba a multiplicarse.
Mark II abordó ambos problemas. Un control automático de ganancia eliminó la necesidad de ajustar la ganancia, lo que hizo que el dispositivo tuviera muchas más probabilidades de funcionar correctamente al ser interrogado. Para trabajar con muchos tipos de radar, un complejo sistema de levas y engranajes motorizados cambiaba constantemente la frecuencia a través de tres bandas anchas, escaneando cada una de ellas cada pocos segundos. Estos cambios automatizaron el funcionamiento del dispositivo y lo hicieron realmente útil por primera vez; anteriormente, los operadores no podían estar seguros de si un blip era un avión enemigo o uno amigo con un IFF inadaptado. Originalmente ordenado en 1939, la instalación se retrasó durante la Batalla de Gran Bretaña y el sistema se volvió ampliamente utilizado desde finales de 1940.
Aunque la selección de frecuencias del Mark II cubría el período inicial de la guerra, en 1942 se usaban tantos radares que se habían introducido una serie de subversiones para cubrir combinaciones particulares de radares. La introducción de nuevos radares basados en el magnetrón de cavidad requirió diferentes frecuencias a las que el sistema no se adaptó fácilmente. Esto llevó a la introducción del Mark III, que operaba en una sola frecuencia que podía usarse con cualquier radar; también eliminó la necesidad del complejo sistema de engranajes y levas. Mark III comenzó a entrar en servicio en 1943 y reemplazó rápidamente al Mark II.
Historia
Esfuerzos iniciales
Antes de que comenzaran a desplegarse los sistemas Chain Home (CH), Robert Watt había considerado el problema de identificar aviones amigos en una pantalla de radar . Presentó las patentes iniciales sobre dichos sistemas en 1935 y 1936. [1] [2] [3]
En 1938, los investigadores del establecimiento de investigación de radares de Bawdsey Manor comenzaron a trabajar con el primero de los conceptos de Watt. Se trataba de un sistema "reflector" sencillo que constaba de un conjunto de antenas dipolo que estaban sintonizadas para resonar en la frecuencia de los radares CH. Cuando un pulso del radar los golpeaba, resonarían durante un período corto y provocarían que la estación recibiera una señal adicional. Las antenas estaban conectadas a un interruptor motorizado que periódicamente cortocircuitaba la antena y cancelaba la transmisión, provocando que la señal se encienda y apague. En la pantalla CH, esto provocó que el "blip" se alargara y contrajera periódicamente. El sistema demostró ser muy poco fiable; sólo funcionó cuando la aeronave se encontraba en determinados lugares y volaba en determinadas direcciones. [1]
Siempre se sospechó que este sistema sería de poca utilidad en la práctica. Cuando eso resultó ser el caso, la Real Fuerza Aérea (RAF) introdujo un sistema diferente que consistía en un conjunto de estaciones de seguimiento utilizando HF / DF radiogoniómetros . Las radios estándar de los aviones se modificaron para enviar un tono de 1 kHz durante 14 segundos cada minuto, lo que permitió a las estaciones de seguimiento tener tiempo suficiente para medir el rumbo del avión. Varias de estas estaciones fueron asignadas a cada sector del sistema de defensa aérea y enviaron sus mediciones a una estación de trazado en el cuartel general del sector. Allí utilizaron la triangulación para determinar la ubicación de la aeronave. [4]
Conocido como " pip-squeak ", el sistema funcionaba pero era muy laborioso, requiriendo operadores en varias estaciones y en tableros de trazado en las oficinas centrales del sector. [4] Se necesitaron más operadores para fusionar la información del sistema pip-chirrido con la de los sistemas de radar para proporcionar una vista del espacio aéreo. También significaba que los pilotos eran interrumpidos constantemente cuando hablaban con sus controladores terrestres. Se deseaba un sistema que funcionara directamente con el radar. [5]
Marca yo
Buscando un sistema que fuera lo más simple posible, los investigadores de Bawdsey comenzaron a trabajar con un receptor regenerativo . La idea detrás de la regeneración es amplificar la señal de radio y enviarla a un circuito LC , o "tanque", que resuena a una frecuencia seleccionada. Una pequeña parte de la salida del tanque se envía de vuelta a la entrada del amplificador, lo que provoca una retroalimentación que amplifica en gran medida la señal. Siempre que la señal de entrada sea relativamente constante, como las señales de código Morse , un solo tubo de vacío puede proporcionar una amplificación significativa. [6]
Un problema con la regeneración es que si la retroalimentación es demasiado fuerte, la señal crecerá hasta el punto en que comienza a transmitirse fuera de la antena y causa interferencia en otros receptores. [6] En el caso del sistema IFF, esto es precisamente lo que se deseaba. Cuando se recibió la señal del radar y la ganancia se ajustó correctamente, la señal creció hasta que el sistema pasó de ser un receptor a una emisora. Los niveles de señal aún eran pequeños, pero los receptores de los sistemas de radar eran extremadamente sensibles y la señal del transceptor era mayor de lo que normalmente se recibiría a partir del reflejo del pulso de radar original solo. [7]
Esta señal adicional haría que la señal de la aeronave en la pantalla del radar creciera repentinamente hasta ser mucho más grande. Dado que podría ser difícil distinguir la señal más grande resultante de IFF del regreso de una aeronave o formación más grande sin IFF, el circuito se conectó a un interruptor motorizado que desconectó y reconectó rápidamente el receptor, lo que provocó que el pitido oscilara en la pantalla del radar. . [7] Un interruptor en el panel de control de la cabina permitió controlar el patrón; un ajuste envió pulsos de 15 microsegundos (μs), el segundo ajuste envió pulsos de 40 μs y el ajuste final cambió entre los dos con cada pulso recibido. [8]
Hubo dos grandes desventajas del diseño. Una era que el piloto tenía que configurar cuidadosamente el control de retroalimentación; si fuera demasiado bajo, el sistema no crearía una señal de salida y la estación de radar no recibiría nada, y si fuera demasiado alto, el circuito amplificaría su propio ruido electrónico y emitiría señales aleatorias conocidas como " squitter " a través de un amplia gama de frecuencias. [9] Esto causó una interferencia significativa en un área grande y fue un problema importante para los operadores de radar. [10] Era demasiado fácil olvidarse de ajustar la ganancia durante el vuelo, especialmente en los aviones de combate de un solo asiento, y se estimó que una señal utilizable se devolvía solo alrededor del 50 por ciento de las veces. [7]
El otro problema era que las estaciones CH operaban en un conjunto de frecuencias pequeño pero distinto, y el sistema funcionaba solo en una frecuencia a la vez. Una aeronave en un perfil de misión típico podría ser visible solo para una sola estación CH, o quizás dos o tres en su área operativa. Para abordar esto, el panel de la cabina tenía una tarjeta con las frecuencias de las estaciones CH locales, que el piloto tenía que sintonizar mientras se movían. Los pilotos a menudo se olvidan de hacer esto, y si se pierden o se desvían del rumbo, no sabrían qué frecuencia sintonizar, o la estación más cercana podría no estar en la tarjeta en absoluto. [7]
El Mark I se usó solo de manera experimental. Treinta juegos fueron hechos a mano en AMES y se realizó un pedido de 1,000 a Ferranti en septiembre de 1939. [8]
Mark II
Más allá de los problemas operativos con el Mark I, un problema más serio fue el creciente número de nuevos sistemas de radar que se implementaron. A pesar de que la marca que estaba siendo probado, la RAF, Royal Navy y la Armada Británica estaban introduciendo nuevos sistemas, que abarca una amplia gama de frecuencias de sistemas MHz de la RAF 200 usados en cazas nocturnos y la cadena principal baja a 75 MHz del Ejército arma de huevos radares y en el CH de 20 a 30 MHz. Intentar sintonizar manualmente entre estos sería poco práctico e imposible si la aeronave fuera visible para más de un radar, lo que era cada vez más el caso. [11]
Ya se estaba desarrollando una solución a principios de 1939, similar al Mark I pero empleando circuitos sintonizados sensibles a muchos equipos de radar. Usó un "complicado sistema de levas y engranajes y mecanismos de Ginebra " para cambiar entre las bandas conectándose a osciladores que cubren una banda y luego usó un capacitor de sintonización motorizado para barrer el rango de frecuencia dentro de esa banda. [1] [a] Para asegurarse de que la señal tuviera la fuerza correcta y no causara señales espontáneas, se agregó un control automático de ganancia . Estos cambios eliminaron la necesidad de sintonizar o ajustar la ganancia en vuelo, mejorando en gran medida la posibilidad de que respondiera correctamente a un radar. Solo se necesitaban ajustes periódicos en el suelo para que siguiera funcionando correctamente. [11]
En octubre de 1939 se envió a Ferranti un pedido de 1000 juegos y ya habían completado los primeros 100 juegos en noviembre. La rápida expansión de la RAF impidió que una proporción significativa de su fuerza estuviera equipada en el momento de la Batalla de Gran Bretaña a mediados de 1940. En cualquier caso, la acción se llevó a cabo principalmente en el sur de Inglaterra, donde IFF no sería muy útil ya que las estaciones CH estaban ubicadas a lo largo de la costa y podían ver a los cazas solo si estaban sobre el Canal de la Mancha . No hubo una necesidad urgente de instalar los sistemas y pip-squeak continuó utilizándose durante la batalla. [7]
La falta de IFF dio lugar a problemas, incluido el fuego amigo ; la Batalla de Barking Creek en septiembre de 1939 no habría ocurrido si se hubiera instalado IFF. También significaba que los aviones enemigos no podían ser identificados si estaban cerca de aviones de la RAF conocidos. En julio de 1940, los alemanes comenzaron a aprovechar esto insertando sus bombarderos en formaciones de bombarderos de la RAF que regresaban de misiones nocturnas en Europa. Para los operadores terrestres, estos parecían ser más aviones de la RAF y una vez que cruzaron la costa no había forma de rastrearlos. Incluso si uno de los raros conjuntos Mark I estuviera disponible, la falta de fiabilidad de sus señales dificultaba que los controladores confiaran en él. [7]
Cuando terminó la Batalla de Gran Bretaña, Mark II se instaló rápidamente en aviones de la RAF. Su instalación en el Supermarine Spitfire requirió dos antenas de alambre en la cola que redujeron la velocidad máxima en 2 millas por hora (3.2 km / h) y agregaron 40 libras (18 kg) de peso. Pip-squeak todavía se usaba para áreas sobre tierra donde el CH no cubría, así como un sistema de guía de emergencia. [7] Mark II también encontró un uso en los barcos de la Royal Navy, donde se produjo como el Tipo 252 para que los barcos pudieran identificarse entre sí por radar. [13]
Un equipo Mark II fue llevado a los Estados Unidos como parte de la Misión Tizard en noviembre de 1940. Los investigadores estadounidenses ya estaban trabajando en su propio sistema IFF de cierta complejidad. Se dieron cuenta de la importancia de utilizar un sistema IFF común y, a principios de 1941, decidieron instalar el Mark II en su propia aeronave. [13] Philco retomó la producción con un pedido de 18.000 aparatos como SCR-535 en julio de 1942. El sistema nunca fue del todo fiable. [11]
Mark III
La profusión de radares que llevaron al Mark II continuó y en 1942 había casi una docena de subtipos del Mark II que cubrían conjuntos de frecuencias. Algunos, como el IIIN, estaban sintonizados con los radares comúnmente utilizados por la Armada, mientras que otros, como el IIIG, con los utilizados por los radares terrestres del Ejército y la Fuerza Aérea. Ninguna unidad pudo responder a todas. Para agravar el problema, el magnetrón de la cavidad había madurado y una nueva generación de radares que operaban en la región de microondas estaba a punto de entrar en servicio, utilizando frecuencias en las que los receptores IFF no podían operar. [14]
En 1940, el ingeniero inglés Freddie Williams había considerado este problema y sugirió que todas las operaciones IFF se trasladaran a una sola frecuencia. En lugar de responder en la frecuencia del radar y, por lo tanto, mezclar con su señal en el receptor, una unidad separada transmitiría pulsos de "interrogación" en sincronía con los pulsos del radar, y las señales recibidas se amplificarían de forma independiente y luego se mezclarían con las señales del radar en el monitor. Esto simplificó enormemente el equipo aerotransportado porque operaba en una frecuencia, eliminando el complejo sistema multibanda. La única desventaja era que se necesitaba un segundo transmisor en las estaciones de radar. [1]
La producción del IFF Mark III comenzó en Ferranti y Hazeltine la retomó rápidamente en los EE . UU . [15] Siguió siendo el sistema IFF principal de los Aliados durante el resto de la guerra; la frecuencia común de 176 MHz se utilizó durante muchos años después. [14]
Versiones
- De Shayler. [dieciséis]
- Mark I : versión prototipo que funcionaba con radares CH
- Mark II : escaneo automático de tres bandas que cubren los radares CH, GL y Navy Tipo 79
- Mark IIG : versión redonda "G" con bandas que cubren radares terrestres comunes como CH, CHL , GL y AMES Tipo 7
- Mark IIN - Versión "N" aval con bandas que cubren varios radares de la Royal Navy como el Tipo 286
- ABE (SCR-535 y SCR-535 / A): versión de EE. UU. Que cubre radares del ejército de EE. UU. Como SCR-268 , SCR-270 , SCR-271 y SCR-516
- ABK : versión de EE. UU. Que cubre los radares de la Marina de los EE. UU. Y los radares de terreno común
Notas
- ^ Una unidad de Ginebra utiliza una leva y un seguidor para convertir el movimiento rotatorio continuo en periódico. [12]
Referencias
Citas
- ↑ a b c d Bowden , 1985 , p. 435.
- ^ Reino Unido Caducó 593017 , Robert Alexander Watson Watt, "Mejoras en los sistemas inalámbricos o relacionados con ellos"
- ^ Reino Unido Caducó 591130 , Robert Alexander Watson Watt, "Mejoras en o en relación con los sistemas inalámbricos"
- ↑ a b Westley, Max (octubre de 2010). "Pip – Squeak - El eslabón perdido" . Revista de la Sociedad de Radio de Duxford .
- ^ Flota 1945 .
- ^ a b Poole, Ian (1998). Radio básica: principios y tecnología . Newnes. pag. 11. ISBN 9780080938462. Archivado desde el original el 19 de abril de 2018.
- ↑ a b c d e f g Brown , 1999 , pág. 130.
- ↑ a b Shayler , 2016 , p. 279.
- ^ Burns, Russell (1988). Desarrollo de radar hasta 1945 . P. Peregrinus. pag. 439. ISBN 9780863411397.
- ^ Sullivan, WT (2005). Los primeros años de la radioastronomía . Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 59. ISBN 9780521616027. Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2017.
- ↑ a b c Brown , 1999 , p. 131.
- ^ Bickford, John (1972). "Mecanismos de Ginebra" (PDF) . Mecanismos de movimiento intermitente . Prensa industrial. 128. ISBN 978-0-8311-1091-8.
- ↑ a b Howse , 1993 , p. 141.
- ↑ a b Bowden , 1985 , p. 436.
- ^ "Radio, Identificación Amiga o Enemigo Mark III" . Museo Imperial de la Guerra. Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2017.
- ^ Shayler , 2016 , p. 277.
Bibliografía
- Bowden, (Bertram) Vivian (1985). "La historia de IFF (identificación amigo o enemigo)" . IEE Proceedings A . 132 (6): 435–437. doi : 10.1049 / ip-a-1.1985.0079 . Consultado el 13 de julio de 2014 .
- Brown, Louis (1999). Imperativos técnicos y militares: una historia de radar de la Segunda Guerra Mundial . Prensa CRC. ISBN 978-1-4200-5066-0.
- "Principios generales de IFF" . Flota de Estados Unidos. 1945 . Consultado el 17 de diciembre de 2012 .
- Howse, Derek (1993). Radar en el mar: la Royal Navy en la Segunda Guerra Mundial . Saltador. ISBN 978-1-349-13060-3.
- Shayler, JS (2016). "La Royal Navy y la IFF". En Kingsley, FA (ed.). El desarrollo de equipos de radar para la Royal Navy, 1935–45 . Saltador. págs. 277–289. ISBN 978-1-349-13457-1.
Otras lecturas
- "Sistemas de identificación por radio: identificación, amigo o enemigo o IFF" Información de radio y radar de VK2DYM . contiene una lista de varios submodelos Mark II
enlaces externos
- Las pantallas IFF Mark II y Mark III muestran el efecto de IFF Mark II en la pantalla del radar.