La identificación, amigo o enemigo ( IFF ) es un sistema de identificación diseñado para el mando y control . Utiliza un transpondedor que escucha una señal de interrogación y luego envía una respuesta que identifica a la emisora. Los sistemas IFF suelen utilizar frecuencias de radar , pero se pueden utilizar otras frecuencias electromagnéticas, de radio o infrarrojas. [1] Permite que los sistemas de interrogación de control de tráfico aéreo militares y civiles identifiquen aeronaves, vehículos o fuerzas como amigas, en contraposición a neutrales u hostiles, y determinen su rumbo y alcance con respecto al interrogador. IFF es utilizado tanto por aviones militares como civiles. El IFF se desarrolló por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial , con la llegada del radar y varios incidentes de fuego amigo .
IFF sólo puede identificar positivamente aviones amigos u otras fuerzas. [2] [3] [4] [5] Si una interrogación IFF no recibe respuesta o una respuesta no válida, el objeto no se identifica positivamente como enemigo; Es posible que las fuerzas amigas no respondan adecuadamente al IFF por diversas razones, como el mal funcionamiento del equipo, y las partes en el área que no participan en el combate, como los aviones civiles, no estarán equipadas con IFF.
IFF es una herramienta dentro de la acción militar más amplia de Identificación de Combate (CID), la caracterización de objetos detectados en el campo de combate con la precisión suficiente para respaldar las decisiones operativas. La caracterización más amplia es la de amigo, enemigo, neutral o desconocido. El CID no sólo puede reducir los incidentes de fuego amigo, sino que también contribuye a la toma de decisiones tácticas generales. [6]
Con el exitoso despliegue de sistemas de radar para la defensa aérea durante la Segunda Guerra Mundial , los combatientes se enfrentaron inmediatamente a la dificultad de distinguir los aviones amigos de los hostiles; en ese momento, los aviones volaban a gran velocidad y altitud, lo que hacía imposible la identificación visual, y los objetivos aparecían como puntos sin rasgos distintivos en la pantalla del radar. Esto provocó incidentes como la batalla de Barking Creek , sobre Gran Bretaña, [7] [8] [9] y el ataque aéreo a la fortaleza de Koepenick sobre Alemania. [10] [11]
Ya antes del despliegue de su sistema de radar Chain Home (CH), la RAF había considerado el problema del IFF. Robert Watson-Watt había presentado patentes sobre tales sistemas en 1935 y 1936. En 1938, los investigadores de Bawdsey Manor comenzaron a experimentar con "reflectores" que consistían en antenas dipolo sintonizadas para resonar en la frecuencia primaria de los radares CH. Cuando un pulso del transmisor de CH golpeaba la aeronave, las antenas resonarían durante un breve periodo de tiempo, aumentando la cantidad de energía devuelta al receptor de CH. La antena estaba conectada a un interruptor motorizado que periódicamente la cortocircuitaba, impidiéndole producir señal. Esto provocó que el retorno del televisor se alargara y acortara periódicamente a medida que se encendía y apagaba la antena. En la práctica, se consideró que el sistema era demasiado poco fiable para utilizarlo; el regreso dependía en gran medida de la dirección en que se movía la aeronave en relación con la estación CH y, a menudo, devolvía poca o ninguna señal adicional. [12]
Se sospechaba que este sistema sería de poca utilidad en la práctica. Cuando resultó ser así, la RAF recurrió a un sistema completamente diferente que también se estaba planificando. Consistía en un conjunto de estaciones de seguimiento que utilizaban radiogoniómetros HF/DF . Las radios de sus aviones fueron modificadas para enviar un tono de 1 kHz durante 14 segundos cada minuto, lo que permitió a las estaciones tiempo suficiente para medir el rumbo de la aeronave. Se asignaron varias estaciones de este tipo a cada "sector" del sistema de defensa aérea y enviaron sus mediciones a una estación de trazado en el cuartel general del sector, que utilizó la triangulación para determinar la ubicación de la aeronave. El sistema , conocido como " pip-squeak ", funcionó, pero requirió mucha mano de obra y no mostró su información directamente a los operadores del radar. Era claramente deseable un sistema que funcionara directamente con el radar. [13]
El primer transpondedor IFF activo (transmisor/respondedor) fue el IFF Mark I, que se utilizó experimentalmente en 1939. Utilizaba un receptor regenerativo , que devolvía una pequeña cantidad de la salida amplificada a la entrada, amplificando fuertemente incluso las señales pequeñas siempre que eran de una sola frecuencia (como el código Morse, pero a diferencia de las transmisiones de voz). Estaban sintonizados con la señal del radar CH (20-30 MHz), amplificándola con tanta fuerza que se transmitía por la antena del avión. Dado que la señal se recibió al mismo tiempo que el reflejo original de la señal CH, el resultado fue un "bip" alargado en la pantalla CH que era fácilmente identificable. En las pruebas, se descubrió que la unidad a menudo dominaba el radar o producía muy poca señal para ser vista y, al mismo tiempo, se introducían nuevos radares que utilizaban nuevas frecuencias.
En lugar de poner en producción el Mark I, se introdujo un nuevo IFF Mark II a principios de 1940. El Mark II tenía una serie de sintonizadores separados en su interior sintonizados con diferentes bandas de radar que atravesaba mediante un interruptor motorizado, mientras que un control automático de ganancia resolvió el problema. de que envíe demasiada señal. El Mark II estaba técnicamente completo cuando comenzó la guerra, pero la falta de conjuntos significó que no estuviera disponible en cantidad y sólo un pequeño número de aviones de la RAF lo llevaban en el momento de la Batalla de Gran Bretaña . Pip-squeak se mantuvo en funcionamiento durante este período, pero cuando terminó la Batalla, el IFF Mark II rápidamente se puso en pleno funcionamiento. Pip-squeak todavía se usaba para áreas terrestres donde el CH no cubría, así como un sistema de guía de emergencia. [14]
Incluso en 1940, el complejo sistema del Mark II estaba llegando a sus límites mientras se introducían constantemente nuevos radares. En 1941, se introdujeron varios submodelos que cubrían diferentes combinaciones de radares, por ejemplo los navales comunes o los utilizados por la RAF. Pero la introducción de radares basados en el magnetrón de cavidad de frecuencia de microondas hizo que esto quedara obsoleto; Simplemente no había forma de crear un respondedor que operara en esta banda utilizando electrónica contemporánea.
En 1940, el ingeniero inglés Freddie Williams había sugerido utilizar una única frecuencia separada para todas las señales IFF, pero en ese momento no parecía una necesidad apremiante de cambiar el sistema existente. Con la introducción del magnetrón, se inició el trabajo sobre este concepto en el Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones como IFF Mark III . Este se convertiría en el estándar para los aliados occidentales durante la mayor parte de la guerra.
Los transpondedores Mark III fueron diseñados para responder a "interrogadores" específicos, en lugar de responder directamente a las señales de radar recibidas. Estos interrogadores trabajaron en una selección limitada de frecuencias, sin importar con qué radar estuvieran emparejados. El sistema también permitía realizar comunicaciones limitadas, incluida la capacidad de transmitir una respuesta codificada de " Mayday ". Los decorados IFF fueron diseñados y construidos por Ferranti en Manchester según las especificaciones de Williams. Se fabricaron conjuntos equivalentes en los EE. UU., inicialmente como copias de los conjuntos británicos, de modo que los aviones aliados pudieran identificarse tras ser interrogados por el radar de cada uno. [14]
Los sets del IFF obviamente estaban altamente clasificados. Por lo tanto, muchos de ellos estaban equipados con explosivos en caso de que la tripulación saliera de emergencia o se estrellara. Jerry Proc informa:
Junto al interruptor para encender la unidad estaba el interruptor de destrucción IFF para evitar su captura por parte del enemigo. Muchos pilotos eligieron el interruptor equivocado y volaron su unidad IFF. El ruido sordo de una explosión contenida y el olor acre del aislamiento quemado en la cabina no disuadieron a muchos pilotos de destruir unidades IFF una y otra vez. Finalmente, el interruptor de autodestrucción fue asegurado por un cable delgado para evitar su uso accidental." [15]
FuG 25a Erstling (inglés: Firstborn, Debut) se desarrolló en Alemania en 1940. Se sintonizó en la banda baja de VHF a 125 MHz utilizada por el radar Freya y se utilizó un adaptador con la banda baja de UHF 550–580. MHz utilizados por Würzburg . Antes de un vuelo, el transceptor se configuraba con un código de día seleccionado de diez bits que se marcaba en la unidad. Para iniciar el procedimiento de identificación, el operador de tierra cambió la frecuencia de pulsación de su radar de 3.750 Hz a 5.000 Hz. El receptor a bordo lo decodificó y comenzó a transmitir el código del día. El operador del radar vería entonces que la señal se alarga y acorta en el código dado. El transmisor IFF funcionó a 168 MHz con una potencia de 400 vatios (PEP).
El sistema incluía una forma para que los controladores de tierra determinaran si una aeronave tenía el código correcto o no, pero no incluía una forma para que el transpondedor rechazara señales de otras fuentes. Los científicos militares británicos encontraron una manera de explotar esto construyendo su propio transmisor IFF llamado Perfectos , que fueron diseñados para desencadenar una respuesta de cualquier sistema FuG 25a en las cercanías. Cuando un FuG 25a respondió en su frecuencia de 168 MHz, el sistema de antena recibió la señal de un AI Mk. Radar IV , que originalmente funcionaba a 212 MHz. Comparando la intensidad de la señal en diferentes antenas se podría determinar la dirección hacia el objetivo. Montados sobre Mosquitos , los "Perfectos" limitaron severamente el uso alemán del FuG 25a.
El Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos había estado trabajando en su propio sistema IFF desde antes de la guerra. Utilizaba una única frecuencia de interrogación, como el Mark III, pero se diferenciaba en que utilizaba una frecuencia de respuesta separada. Responder en una frecuencia diferente tiene varias ventajas prácticas, en particular que la respuesta de un IFF no puede activar otro IFF en otra aeronave. Pero requiere un transmisor completo para el lado de respuesta del circuito, en contraste con el sistema regenerativo muy simplificado utilizado en los diseños británicos. Esta técnica se conoce ahora como transpondedor de banda cruzada .
Cuando el Mark II fue revelado en 1941 durante la Misión Tizard , se decidió utilizarlo y tomarse el tiempo para mejorar aún más su sistema experimental. El resultado fue lo que se convirtió en IFF Mark IV. La principal diferencia entre este y los modelos anteriores es que funcionaba en frecuencias más altas, alrededor de 600 MHz, lo que permitía antenas mucho más pequeñas. Sin embargo, esto también resultó estar cerca de las frecuencias utilizadas por el radar alemán de Würzburg y existía la preocupación de que ese radar lo activara y las respuestas del transpondedor se registraran en su pantalla de radar. Esto revelaría inmediatamente las frecuencias operativas del IFF.
Esto llevó a un esfuerzo entre Estados Unidos y Gran Bretaña para fabricar un modelo aún mejor, el Mark V, también conocido como United Nations Beacon o UNB. Esto pasó a frecuencias aún más altas, alrededor de 1 GHz, pero las pruebas operativas no se completaron cuando terminó la guerra. Cuando terminaron las pruebas en 1948, el Mark X, muy mejorado, estaba comenzando sus pruebas y el Mark V fue abandonado.
Mark X comenzó como un dispositivo puramente experimental que operaba a frecuencias superiores a 1 GHz; el nombre se refiere a "experimental", no a "número 10". A medida que continuaba el desarrollo, se decidió introducir un sistema de codificación conocido como "Característica de identificación selectiva" o SIF. SIF permitió que la señal de retorno contuviera hasta 12 pulsos, que representan cuatro dígitos octales de 3 bits cada uno. Dependiendo del momento de la señal de interrogación, SIF respondería de varias maneras. El Modo 1 indicaba el tipo de avión o su misión (carga o bombardero, por ejemplo), mientras que el Modo 2 devolvía un código de cola.
El Mark X comenzó a introducirse a principios de los años cincuenta. Esto fue durante un período de gran expansión del sistema de transporte aéreo civil, y se decidió utilizar conjuntos Mark X ligeramente modificados también para estos aviones. Estos conjuntos incluían un nuevo Modo 3 militar que era esencialmente idéntico al Modo 2 y devolvía un código de cuatro dígitos, pero usaba un pulso de interrogación diferente, lo que permitía a la aeronave identificar si la consulta provenía de un radar militar o civil. Para los aviones civiles, este mismo sistema se conocía como Modo A y, como eran idénticos, generalmente se les conoce como Modo 3/A.
También se introdujeron varios modos nuevos durante este proceso. Los modos civiles B y D se definieron, pero nunca se utilizaron. El Modo C respondió con un número de 12 bits codificado usando el código Gillham , que representaba la altitud como (ese número) x 100 pies - 1200. Los sistemas de radar pueden localizar fácilmente una aeronave en dos dimensiones, pero medir la altitud es un problema más complejo y, especialmente en la década de 1950, aumentó significativamente el costo del sistema de radar. Al colocar esta función en el IFF, se podría devolver la misma información por un pequeño costo adicional, esencialmente el de agregar un digitalizador al altímetro de la aeronave .
Los interrogadores modernos generalmente envían una serie de desafíos en el Modo 3/A y luego en el Modo C, lo que permite al sistema combinar la identidad de la aeronave con su altitud y ubicación desde el radar.
El sistema IFF actual es el Mark XII. Funciona en las mismas frecuencias que Mark X y es compatible con todos sus modos militares y civiles. [ cita necesaria ]
Durante mucho tiempo se había considerado un problema que las respuestas del IFF pudieran activarse mediante cualquier interrogatorio formado adecuadamente, y esas señales eran simplemente dos pulsos cortos de una sola frecuencia. Esto permitió a los transmisores enemigos activar la respuesta y, mediante la triangulación , un enemigo podía determinar la ubicación del transpondedor. Los británicos ya habían utilizado esta técnica contra los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial, y fue utilizada por la USAF contra aviones VPAF durante la Guerra de Vietnam .
Mark XII se diferencia de Mark X por la adición del nuevo Modo militar 4. Esto funciona de manera similar al Modo 3/A, con el interrogador enviando una señal a la que responde el IFF. Sin embargo, hay dos diferencias clave.
Una es que el pulso de interrogación va seguido de un código de 12 bits similar a los que envían los transpondedores Mark 3. El número codificado cambia día a día. Cuando el número se recibe y se decodifica en el transpondedor de la aeronave, se aplica una codificación criptográfica adicional. Si el resultado de esa operación coincide con el valor marcado en el IFF de la aeronave, el transpondedor responde con una respuesta en Modo 3 como antes. Si los valores no coinciden, no responde.
Esto resuelve el problema de que el transpondedor de la aeronave responda a interrogaciones falsas, pero no resuelve completamente el problema de localizar la aeronave mediante triangulación. Para solucionar este problema, se añade un retraso a la señal de respuesta que varía en función del código enviado desde el interrogador. Cuando lo recibe un enemigo que no ve el pulso de interrogación, que suele ser el caso ya que a menudo se encuentran por debajo del horizonte del radar , esto provoca un desplazamiento aleatorio de la señal de retorno con cada pulso. Localizar la aeronave dentro del conjunto de retornos es un proceso difícil.
Durante la década de 1980, se añadió un nuevo modo civil, el Modo S, que permitía codificar cantidades mucho mayores de datos en la señal devuelta. Esto se utilizó para codificar la ubicación de la aeronave desde el sistema de navegación. Esta es una parte básica del sistema de prevención de colisiones de tráfico (TCAS), que permite a las aeronaves comerciales conocer la ubicación de otras aeronaves en la zona y evitarlas sin necesidad de operadores en tierra.
Los conceptos básicos del Modo S fueron luego militarizados como Modo 5, que es simplemente una versión codificada criptográficamente de los datos del Modo S.
El IFF de la Segunda Guerra Mundial y los sistemas militares soviéticos (1946 a 1991) utilizaron señales de radar codificadas (llamadas Interrogación de Banda Cruzada, o CBI) para activar automáticamente el transpondedor del avión en un avión iluminado por el radar. La identificación de aeronaves basada en radar también se denomina radar de vigilancia secundario tanto en uso militar como civil, y el radar primario hace rebotar un pulso de RF en la aeronave para determinar la posición. George Charrier, que trabajaba para RCA , solicitó una patente para un dispositivo IFF de este tipo en 1941. Requería que el operador realizara varios ajustes en el receptor de radar para suprimir la imagen del eco natural en el receptor de radar, de modo que el examen visual del La señal IFF sería posible. [dieciséis]
En 1943, Donald Barchok presentó una patente para un sistema de radar utilizando la abreviatura IFF en su texto con una explicación sólo entre paréntesis, lo que indica que este acrónimo se había convertido en un término aceptado. [17] En 1945, Emile Labin y Edwin Turner presentaron patentes para sistemas de radar IFF donde la señal de radar saliente y la señal de respuesta del transpondedor podían programarse de forma independiente con códigos binarios configurando conjuntos de interruptores de palanca; esto permitió que el código IFF variara de un día a otro o incluso de una hora a otra. [18] [19]
Estados Unidos y otros países de la OTAN comenzaron a utilizar un sistema llamado Mark XII a finales del siglo XX; Gran Bretaña no había implementado hasta entonces un sistema IFF compatible con ese estándar, pero luego desarrolló un programa para un sistema compatible conocido como sucesor IFF (SIFF). [20]
Los modos 4 y 5 están designados para su uso por las fuerzas de la OTAN .
En la Primera Guerra Mundial , ocho submarinos fueron hundidos por fuego amigo y en la Segunda Guerra Mundial casi veinte fueron hundidos de esta manera. [23] Aún así, la identificación de amigo o enemigo (IFF) no ha sido considerada una gran preocupación antes de la década de 1990 por el ejército estadounidense, ya que no muchos otros países poseen submarinos . [24]
Los métodos IFF que son análogos al IFF de los aviones se han considerado inviables para los submarinos porque harían que los submarinos fueran más fáciles de detectar. Por lo tanto, no se considera viable que submarinos amigos transmitan una señal o aumenten de alguna manera la firma del submarino (basándose en acústica, fluctuaciones magnéticas, etc.). [24] En cambio, el IFF submarino se realiza basándose en la definición cuidadosa de áreas de operación. A cada submarino amigo se le asigna un área de patrulla, donde la presencia de cualquier otro submarino se considera hostil y abierta a ataques. Además, dentro de estas áreas asignadas, los buques y aviones de superficie se abstienen de realizar cualquier guerra antisubmarina (ASW); sólo el submarino residente puede apuntar a otros submarinos en su propia área. Los barcos y aviones aún pueden participar en ASW en áreas que no han sido asignadas a ningún submarino amigo. [24] Las armadas también utilizan bases de datos de firmas acústicas para intentar identificar el submarino, pero los datos acústicos pueden ser ambiguos y varios países despliegan clases similares de submarinos. [25]
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