Identificación: ¿amigo o enemigo?

Identificación, amigo o enemigo ( IFF ) es un sistema de identificación de combate diseñado para comando y control . Utiliza un transpondedor que escucha una señal de interrogación y luego envía una respuesta que identifica al transmisor. Los sistemas IFF generalmente utilizan frecuencias de radar , pero se pueden usar otras frecuencias electromagnéticas, de radio o infrarrojas. ^[1] Permite que los sistemas de interrogación de control de tráfico aéreo militar y civil identifiquen aeronaves, vehículos o fuerzas como amigas, en oposición a neutrales u hostiles, y determinen su rumbo y alcance del interrogador. IFF es utilizado tanto por aeronaves militares como civiles. IFF se desarrolló por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial , con la llegada del radar y varios incidentes de fuego amigo .

La IFF solo puede identificar positivamente aeronaves amigas 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; las fuerzas amigas pueden no responder adecuadamente a la IFF por varias razones, como un mal funcionamiento del equipo, y las partes en el área que no estén involucradas en el combate, como los aviones civiles, no estarán equipadas con IFF.

La identificación de combate (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. La CID no solo puede reducir los incidentes de fuego amigo, sino que también contribuye a la toma de decisiones tácticas generales. ^[6]

Con el exitoso despliegue de los 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 características en la pantalla del radar. Esto condujo a 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 de la implantación de su sistema de radar Chain Home (CH), la RAF había considerado el problema de la interferencia ilógica. Robert Watson-Watt había presentado patentes sobre dichos sistemas en 1935 y 1936. En 1938, los investigadores de Bawdsey Manor comenzaron a realizar experimentos con "reflectores" que consistían en antenas dipolares sintonizadas para resonar con la frecuencia primaria de los radares CH. Cuando un pulso del transmisor CH impactaba en el avión, las antenas resonaban durante un breve periodo de tiempo, lo que aumentaba la cantidad de energía devuelta al receptor CH. La antena estaba conectada a un interruptor motorizado que la cortocircuitaba periódicamente, impidiéndole producir una señal. Esto hacía que el retorno del conjunto CH se alargara y acortara periódicamente a medida que se encendía y apagaba la antena. En la práctica, se descubrió que el sistema era demasiado poco fiable para su uso; el retorno dependía en gran medida de la dirección en la que se moviera el avión 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. Éste consistía en un conjunto de estaciones de seguimiento que utilizaban radiogoniómetros HF/DF . Las radios de sus aviones se modificaron para enviar un tono de 1 kHz durante 14 segundos cada minuto, lo que permitía a las estaciones tiempo suficiente para medir el rumbo del avión. Varias de estas estaciones se asignaron 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 del avión. Conocido como " pip-squeak ", el sistema funcionaba, pero requería mucha mano de obra y no mostraba 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. Este utilizaba un receptor regenerativo , que devolvía una pequeña cantidad de la salida amplificada a la entrada, amplificando fuertemente incluso las señales pequeñas siempre que fueran 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 tan fuertemente que se transmitía de vuelta a través de la antena del avión. Dado que la señal se recibía al mismo tiempo que la reflexión original de la señal CH, el resultado era un "blip" alargado en la pantalla CH que era fácilmente identificable. En las pruebas, se descubrió que la unidad a menudo sobrepasaba la potencia del radar o producía una señal demasiado pequeña para ser vista, y al mismo tiempo, se estaban introduciendo 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 a diferentes bandas de radar por las que pasaba usando un interruptor motorizado, mientras que un control automático de ganancia resolvía el problema de que enviaba demasiada señal. El Mark II estaba técnicamente completo cuando comenzó la guerra, pero la falta de equipos significó que no estaba disponible en cantidad y solo un pequeño número de aviones de la RAF lo llevaban en el momento de la Batalla de Gran Bretaña . El Pip-squeak se mantuvo en funcionamiento durante este período, pero cuando terminó la Batalla, el IFF Mark II se puso rápidamente en pleno funcionamiento. El Pip-squeak todavía se usaba para áreas sobre tierra donde el CH no cubría, así como un sistema de guía de emergencia. ^[14]

Ya en 1940, el complejo sistema del Mark II estaba llegando a sus límites, ya que se introducían constantemente nuevos radares. En 1941, se introdujeron varios submodelos que cubrían diferentes combinaciones de radares, como los más comunes de la marina o los utilizados por la RAF. Pero la introducción de radares basados ​​en el magnetrón de cavidad de frecuencia de microondas los dejó obsoletos; simplemente no había forma de fabricar un respondedor que funcionara en esta banda utilizando la electrónica contemporánea.

En 1940, el ingeniero inglés Freddie Williams había sugerido utilizar una única frecuencia independiente para todas las señales IFF, pero en aquel momento no parecía que fuera necesario cambiar el sistema existente. Con la introducción del magnetrón, el Telecommunications Research Establishment comenzó a trabajar en este concepto 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 funcionaban 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 equipos IFF fueron diseñados y construidos por Ferranti en Manchester según las especificaciones de Williams. Se fabricaron equipos equivalentes en los EE. UU., inicialmente como copias de equipos británicos, para que los aviones aliados pudieran ser identificados al ser interrogados por el radar del otro. ^[14]

Obviamente, los equipos IFF eran altamente confidenciales. Por lo tanto, muchos de ellos estaban equipados con explosivos en caso de que la tripulación saltara en paracaídas o se estrellara en un aterrizaje. Jerry Proc informa:

Junto al interruptor para encender la unidad estaba el interruptor de destrucción de la IFF para evitar que el enemigo la capturara. Muchos pilotos eligieron el interruptor equivocado y volaron su unidad IFF por los aires. 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 se aseguró con un cable delgado para evitar su uso accidental. ^[15]

El FuG 25a Erstling (en español: primogénito, debut) fue desarrollado en Alemania en 1940. Estaba sintonizado 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 de 550-580 MHz utilizada 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 cambiaba la frecuencia de pulso de su radar de 3750 Hz a 5000 Hz. El receptor aerotransportado lo decodificaba y comenzaba a transmitir el código de día. El operador del radar veía entonces cómo el blip se alargaba y acortaba en el código dado. El transmisor IFF trabajaba en 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 forma de explotar esto construyendo su propio transmisor IFF llamado Perfectos , que fueron diseñados para activar una respuesta de cualquier sistema FuG 25a en las cercanías. Cuando un FuG 25a respondía en su frecuencia de 168 MHz, la señal era recibida por el sistema de antena de un radar AI Mk. IV , que originalmente operaba a 212 MHz. Al comparar la intensidad de la señal en diferentes antenas, se podía determinar la dirección al objetivo. Montados en 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 independiente. Responder en una frecuencia diferente tiene varias ventajas prácticas, la más notable es que la respuesta de un IFF no puede activar otro IFF en otro avión. Pero requiere un transmisor completo para el lado de respuesta del circuito, en contraste con el sistema regenerativo enormemente simplificado utilizado en los diseños británicos. Esta técnica ahora se conoce como transpondedor de banda cruzada .

Cuando se reveló el Mark II en 1941 durante la Misión Tizard , se decidió usarlo 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 ser cercano a las frecuencias utilizadas por el radar alemán Würzburg y existía la preocupación de que se activara por ese radar y las respuestas del transpondedor se captaran en su pantalla de radar. Esto revelaría inmediatamente las frecuencias operativas del IFF.

Esto dio lugar a un esfuerzo conjunto entre Estados Unidos y Gran Bretaña para fabricar un modelo mejorado, el Mark V, también conocido como United Nations Beacon o UNB. Este pasó a frecuencias aún más altas, en torno a 1 GHz, pero las pruebas operativas no habían terminado cuando terminó la guerra. Cuando terminaron las pruebas en 1948, el Mark X, muy mejorado, estaba empezando a probarse y el Mark V fue abandonado.

El Mark X comenzó como un dispositivo puramente experimental que operaba a frecuencias superiores a 1 GHz; el nombre hace referencia a "experimental", no al "número 10". A medida que avanzaba el desarrollo, se decidió introducir un sistema de codificación conocido como "Función de identificación selectiva" o SIF. La SIF permitía que la señal de retorno contuviera hasta 12 pulsos, que representaban cuatro dígitos octales de 3 bits cada uno. Dependiendo de la sincronización de la señal de interrogación, la 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 la década de 1950, durante un período de gran expansión del sistema de transporte aéreo civil, y se decidió utilizar equipos Mark X ligeramente modificados también para estos aviones. Estos equipos incluían un nuevo Modo 3 militar que era esencialmente idéntico al Modo 2, que devolvía un código de cuatro dígitos, pero utilizaba un pulso de interrogación diferente, lo que permitía al avión identificar si la consulta provenía de un radar militar o civil. Para los aviones civiles, este mismo sistema se conocía como Modo A y, debido a que eran idénticos, generalmente se los conoce como Modo 3/A.

Durante este proceso también se introdujeron varios modos nuevos. Se definieron los modos civiles B y D, pero nunca se utilizaron. El modo C respondía con un número de 12 bits codificado mediante 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 podía 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 que el sistema combine la identidad de la aeronave con su altitud y ubicación en el radar.

El sistema IFF actual es el Mark XII. Funciona en las mismas frecuencias que el Mark X y es compatible con todos sus modos militares y civiles. ^{[ cita requerida ]}

Durante mucho tiempo se había considerado un problema que las respuestas del IFF pudieran ser activadas por cualquier interrogación correctamente formada, y esas señales eran simplemente dos pulsos cortos de una sola frecuencia. Esto permitía que los transmisores enemigos activaran la respuesta, y usando la triangulación , un enemigo podía determinar la ubicación del transpondedor. Los británicos ya habían usado esta técnica contra los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial, y fue utilizada por la USAF contra los aviones de la VPAF durante la Guerra de Vietnam .

El Mark XII se diferencia del Mark X en que incorpora el nuevo modo militar 4. Este funciona de forma similar al modo 3/A, en el que el interrogador envía una señal a la que responde el IFF. Sin embargo, existen dos diferencias clave.

Una de ellas 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 de 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 por completo el problema de localizar la aeronave mediante triangulación. Para solucionar este problema, se añade un retardo a la señal de respuesta que varía en función del código enviado desde el interrogador. Cuando la 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 de retorno. Este modo se utilizó para codificar la ubicación de la aeronave desde el sistema de navegación. Se trata de 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 sistema de identificación de aeronaves basado en radar de la Segunda Guerra Mundial y de los sistemas militares soviéticos (1946 a 1991) utilizaba señales de radar codificadas (llamadas interrogación de banda cruzada o CBI) para activar automáticamente el transpondedor de la aeronave en una aeronave iluminada por el radar. La identificación de aeronaves basada en radar también se denomina radar de vigilancia secundaria tanto en el 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 , presentó una patente para un dispositivo de identificación de aeronaves 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 fuera posible el examen visual de la señal de identificación de aeronaves. ^[16]

En 1943, Donald Barchok presentó una patente para un sistema de radar que utilizaba la abreviatura IFF en su texto con solo una explicación entre paréntesis, lo que indicaba 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 independientemente con códigos binarios mediante la configuración de conjuntos de interruptores de palanca; esto permitía variar el código IFF de un día para otro o incluso de una hora para 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 IFF sucesor (SIFF). ^[20]

• Modo 1: sólo militar; proporciona un "código de misión" octal de 2 dígitos (6 bits) que identifica el tipo de aeronave o la misión. ^[21]
• Modo 2: sólo militar; proporciona un código de unidad octal (12 bits) de 4 dígitos o un número de cola. ^[22]
• Modo 3/A: militar/civil; proporciona un código de identificación octal de 4 dígitos (12 bits) para la aeronave, asignado por el controlador de tránsito aéreo. Comúnmente conocido como código de comunicación. ^[21]
• Modo 4: solo militar; proporciona una respuesta de 3 pulsos, el retraso se basa en el desafío cifrado. ^[21]
• Modo 5: sólo militar; proporciona una versión criptográficamente segura del Modo S y posición GPS ADS-B . ^[21]

Los modos 4 y 5 están diseñados 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] Sin embargo, la identificación de amigo o enemigo (IFF) no ha sido considerada una gran preocupación antes de la década de 1990 por el ejército de los EE. UU., ya que no muchos otros países poseen submarinos . ^{[ dudoso – discutir ] [24]}

Los métodos de IFF análogos a los de los aviones no se han considerado viables para los submarinos porque harían que los submarinos fueran más fáciles de detectar. Por lo tanto, no se considera viable que los submarinos amigos transmitan una señal o aumenten de algún modo la firma del submarino (basándose en la acústica, las fluctuaciones magnéticas, etc.). ^[24] En cambio, la IFF submarina se realiza en función de áreas de operación cuidadosamente definidas. 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 de superficie y las aeronaves se abstienen de cualquier guerra antisubmarina (ASW); solo el submarino residente puede apuntar a otros submarinos en su propia área. Los buques y las aeronaves aún pueden participar en ASW en áreas que no hayan 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]

• Reconocimiento automático de objetivos
• Seguimiento de la fuerza azul
• Autenticación de desafío-respuesta
• Lista de equipos de guerra electrónica de la Segunda Guerra Mundial
• Nelson Chequer , patrón de identificación de principios del siglo XIX
• Rayas de invasión

•  Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022.
•  Este artículo incorpora material de dominio público del Diccionario de términos militares y asociados . Departamento de Defensa de los Estados Unidos .

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• El cortometraje STAFF FILM REPORT 66-27A (1966) está disponible para su visualización y descarga gratuita en Internet Archive .
• Descripción general de los sistemas SSR e IFF