Cross-pol jamming (ang.cross-polarization jamming, w podręcznikach walki radioelektronicznej określany jako cross pole) – technika czynnego zakłócania radiolokacyjnego, w której nadajnik zakłóceń emituje sygnał spolaryzowany prostopadle (ortogonalnie) do znamionowej polaryzacji anteny radaru. Antena radaru nie odrzuca całkowicie fali o polaryzacji prostopadłej, a jej charakterystyki kierunkowe dla obu polaryzacji mają różny kształt. Zakłócenie emitowane w tej polaryzacji dociera do procesora, który nie rozróżnia polaryzacji, i zniekształca pomiar kąta. Śledzenie radaru odchyla się wtedy od rzeczywistego kierunku. Termin bywa stosowany szerzej, także wobec zakłócania antenowych szyków antyzakłóceniowych nawigacji satelitarnej (GNSS) sygnałem o polaryzacji prostopadłej do sygnału satelitarnego.
Podstawy
Każda antena oprócz znamionowej składowej pola odbiera również składową ortogonalną (krzyżową). W antenach jednopolaryzacyjnych tłumienie składowej krzyżowej wynosi zazwyczaj około 30 dB w stosunku do składowej zasadniczej. Niski poziom polaryzacji krzyżowej nie wpływa istotnie na działanie prostych układów radiowych, lecz staje się kluczowy w systemach wykorzystujących właściwości polaryzacyjne do pomiaru kąta lub separacji sygnałów. Dotyczy to w szczególności radarów monopulsowych(inne języki) oraz antyzakłóceniowych szyków antenowych w odbiornikach nawigacji satelitarnej.
Zakłócanie radarów monopulsowych
Zasada działania radaru monopulsowego: wyznaczanie błędu kątowego ze stosunku wiązki różnicowej (Δ) do sumarycznej (Σ)
Radary monopulsowe wyznaczają kąt w pojedynczym impulsie, porównując amplitudy w wiązkach sumarycznej (Σ) i różnicowej (Δ). Podręczniki opisują dwukanałowy układ anteny, który poza charakterystykami znamionowymi ma też charakterystyki dla polaryzacji krzyżowej. Krzyżowa wiązka sumaryczna ma wtedy głębokie minimum (null) na osi mechanicznej, a krzyżowa wiązka różnicowa osiąga w tym samym kierunku maksimum. Gdy nadajnik zakłóceń napromieniowuje radar sygnałem spolaryzowanym prostopadle do polaryzacji nadawczej radaru, procesor monopulsowy nie rozróżnia polaryzacji i pracuje na zniekształconej krzywej błędu. W tym modelu podręcznikowym punkt śledzenia przesuwa się o około szerokość wiązki, a sygnał błędu śledzenia zmienia fazę o 180° względem sygnału prawdziwego.
Jest to technika specjalistyczna wymagająca dużego zapasu mocy, bo składowa krzyżowa zakłócenia musi przeważyć współpolaryzacyjne echo celu. Podręczniki podają wymaganą nadwyżkę 25–30 dB (około tysiąckrotnie), a inne opracowania przedział 20–40 dB w zależności od konstrukcji anteny radaru. Rozwiązaniem klasycznym jest wtórnik z dwiema antenami spolaryzowanymi ortogonalnie, który składową pionową retransmituje w poziomie i odwrotnie. Antena radaru wyposażona w ekran polaryzacyjny ma na takie zakłócenie małą podatność. Emisja musi odpowiadać polaryzacji radaru ofiary. Dlatego zakłócacze dzielą się na nieadaptacyjne, oparte na rozpoznanym uprzednio stanie polaryzacji lub zamiatające kolejne stany, oraz na adaptacyjne, wykorzystujące dwa odbiory krzyżopolaryzacyjne. Warunkiem powodzenia jest też wysoka czystość polaryzacji samego zakłócacza oraz dokładne dopasowanie jej stanu do polaryzacji radaru. Wymagany stosunek składowej krzyżowej do współpolaryzacyjnej rośnie wraz z czystością polaryzacji anteny radaru i zależy od szerokości jego wiązki.
Dodatkowe błędy wprowadza osłona anteny (radom). Wiązka przechodząca przez nią ukośnie tłumi obie składowe w różnym stopniu i przesuwa je w fazie, co potęguje tzw. listki Condona (ang.Condon lobes). To maksima charakterystyki krzyżowej w płaszczyznach przekątnych ±45°, występujące już w samych antenach osiowosymetrycznych o symetrycznym zasilaniu. Współcześnie modeluje się też atak na monopulsowe anteny fazowe przez syntezę wiązek sumy i różnicy przy założeniu zakłócenia cross pole. Odpowiedni dobór stosunku zakłócenia do sygnału i jego fazy minimalizuje wyjście wiązki sumarycznej i wymusza pozorny obrót kątowy. Skuteczność potwierdzono w symulacjach i pomiarach bezodbiciowych. Przeciwdziałanie śledzeniu monopulsowemu podręczniki zaliczają do najtrudniejszych zadań samoobrony. Zakłócenia brzegowe (skirt) i obrazowe dawały ograniczone efekty, a cross-pol i cross-eye wymagają złożonej elektroniki i dużej mocy.
Zakłócanie odbiorników GNSS w domenie polaryzacji
Pokrewny, choć odrębny od zakłócania monopulsowego, problem występuje w odbiornikach GNSS. Satelity nawigacyjne nadają sygnał z polaryzacją kołową prawoskrętną (RHCP), a anteny odbiorcze tłumią lewoskrętną, co jest naturalną ochroną przed odbiciami. Zakłócenie naziemne o polaryzacji kołowej ortogonalnej (lewoskrętnej, LHCP) potrafi mimo to znacząco pogorszyć działanie szyku antyzakłóceniowego. Realne anteny nie rozróżniają polaryzacji idealnie, a ich elementy mają niedopasowania amplitudowo-fazowe, więc błędne wskazania energii są przekazywane do algorytmów adaptacyjnych(inne języki) i obniża margines tłumienia. Efekt wykazano dla algorytmów PI (power inversion) i LCMV (linearly constrained minimum variance). Odporność wymaga wyrównania charakterystyk krzyżowych wszystkich elementów szyku albo zastosowania szyków polaryzacyjnie czułych, obsługujących obie polaryzacje. Anteny dwupolaryzacyjne zwiększają liczbę stopni swobody algorytmów antyzakłóceniowych, bo samo sterowanie nullami w szyku RHCP jest wrażliwe na niedopasowanie polaryzacji między nadajnikiem zakłócenia a odbiornikiem. Anteny o kontrolowanej charakterystyce odbioru (CRPA) wyrosły z radarowej techniki tłumienia listków bocznych i od schyłkowego okresu zimnej wojny stanowią podstawową ochronę wojskowych odbiorników GPS.
Praktyka i zastosowania militarne
Technika wymaga dużej nadwyżki mocy, precyzyjnego dopasowania polaryzacji i zaawansowanej elektroniki pokładowej, dlatego w podręcznikach nie figuruje jako zakłócenie standardowe. W wojnie rosyjsko-ukraińskiej szerokie znaczenie zyskała rywalizacja w domenie polaryzacji GNSS. Rosyjskie systemy obszarowego zakłócania nawigacji (m.in. montowane na masztach nadajniki rodziny Pole-21(inne języki)) utrudniają korzystanie z sygnałów także własnym użytkownikom. Ukraińskie rozpoznanie naprowadza na nie ogień, wskutek czego od początku wojny zniszczono ponad czterdzieści osiem systemów zakłócających.
Odpowiedzią rosyjską na ukraińskie zagłuszarki była masowa adaptacja CRPA. We wrakach dronów typu Szached/Geran i modułów UMPK znajdowano kolejno anteny irańskie, a następnie rosyjskie Kometa (ośrodek WNIIR-Progress z Czeboksar) o 4, 8 i 12 elementach oraz chińskie o 8, 12 i 16 elementach. Liczba elementów wyznacza w przybliżeniu liczbę źródeł zakłócenia tłumionych jednocześnie przez uformowanie nulli. Czteroelementowa Kometa-M4 może tłumić zakłócenia z trzech kierunków, a ośmioelementowa Kometa-M8 z siedmiu. Rozwój kolejnych wersji anten CRPA obejmował również zwiększanie liczby elementów szyku. W 2026 roku przejęto od strony rosyjskiej antenę 32-elementową, według ukraińskich źródeł złożoną z dwóch 16-elementowych szyków obsługujących oddzielnie pasma L1 i L2. Rzecznik ukraińskich sił powietrznych zapowiadał odpowiedź wzrostem liczby systemów walki radioelektronicznej. Projektanci odbiorników muszą zakładać zakłócenie o polaryzacji dowolnej, w tym ortogonalnej do znamionowej, a konstruktorzy urządzeń zakłócających liczyć się z tłumieniem emisji przez szyki adaptacyjne.
Przeciwdziałanie
Obrona opiera się na dyscyplinie konstrukcyjnej i różnorodności polaryzacyjnej po stronie ofiary. Podstawą jest utrzymywanie niskiego poziomu charakterystyk krzyżowych anten monopulsowych oraz kontrola osłon radomowych, bo nadmierne tłumienia różnicowe osłony powiększają listki krzyżowe. Szyki antyzakłóceniowe GNSS projektuje się z elementami dwupolaryzacyjnymi i wyrównanymi charakterystykami krzyżowymi. Po stronie radaru przetwarzanie dwupolaryzacyjne odróżnia zakłócenie od echa celu na podstawie właściwości polaryzacyjnych. Zakłócenie ma zbliżony współczynnik osiowości i nie zachowuje polaryzacyjnych właściwości echa, co pozwala tłumić zarówno zakłócenia szumowe, jak i wtórnikowe. Przeciw zakłócaniu szerokoobszarowemu skuteczna pozostaje ochrona warstwowa: sprzężenie GNSS z nawigacją bezwładnościową, wiele systemów i częstotliwości oraz procedury szkoleniowe.
