지난번의 한국형 스텔스 탐지 기술 1편에 이어 글을 이어 나가도록 하겠습니다.
https://www.bobaedream.co.kr/view?code=army&No=119768
지난번은 스텔스에 대한 개요를 설명 드렸습니다.
이번에는 스텔스 탐지 레이더에 대한 설명으로 이어가겠습니다.
한국형 스텔스 레이더가 어떤 배경 과 기술로 탄생이 되는것에 대한 일련의 부연의 설명 이라
내용이 끝나고 나면 종국적으로 이해가 쉽게 되도록 하려 하고 있습니다.
스텔스 항공기를 탐지를 위한 레이더
기술 및 개념. |
1. 레이더 주파수 |
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) Radar Band Designations |
2.저주파 레이더 |
1)VHF,UHF 밴드 레이더 |
저주파 레이더는 흔히 알고 있는 UHF,VHF 대역 레이더를 이야기 합니다. |
탐지 원리는 구조물의 크기가 레이더 주파수 파장의 1/8이하 또는 같아지면, 공진현상으로 인해 레이더 |
단면적이 크게 증가 한다는 물리학 법칙을 이용한 겁니다. |
☞ 레이더 주파수 표의 VHF,UHF 파장 참조. |
이로 인한 RCS 저감 형상 설계 나 RAS,RAM 효과를 볼수 없으나, 장파장의 특성인 |
분해능이 떨어져, 항공기의 고도는 알수 없으며 위치를 대략적으로 특정만 할수 있습니다. |
주요 주파수에 대한 F-35의 RCS 수치를 색으로 표현한 그림 입니다.
왜 VHF,UHF가 스텔스에 탐지 효과적이며, 스텔스에 대한 주 대역대가 X 밴드 라는걸 알 수 있습니다.
SU-57을 모델을 기반으로 작성 된 모델링입니다.
스텔스기가 보통 X,C,S밴드에 대해 효과적이라는 걸 단편적으로 알수 있으며, 1편에 언급한 엔진 압축기 블레이드가
노출이 되면, 스텔스 형상에도 불구 하고 얼마나 높은 RCS값에 나오는지도 알수 있는 모델링 이기도 합니다.
2)L밴드 레이더 |
L밴드 자체가 고주파 와 저주파 대역 사이에 있는 대역으로써, RAM의 한계치 벗어난 대역 입니다. |
VHF,UHF의 낮은 분해능으로 인해 고도 와 방위를 특정 할수 없다는 단점을 보완 하는 체계로써 |
VHF,UHF 보다 높은 분해능으로 비행체의 고도와 방위를 지시 할수 있습니다. |
여기에 L밴드 레이더는 각국 방공레이더, 함정레이더 등에 많이 사용하고 있어, 카운터 스텔스 대역으로 |
관심을 받고 있는 레이더 이기도 합니다. |
왜 L밴드 인지는 아래 그림 과 더불어 설명을 이거 가겠습니다.
아래 그림은 레이더파가 기체표면을 타고 흐를때 생기는 산란 메카니즘 입니다.
날개에 대한 산란 메카니즘 입니다.
기체에 대한 산란 메카니즘 입니다.
(위의 날개에 대한 메카니즘을 가지고 설명 하려다 부족하여 추가한 그림 인데, 저두 다 이해를 못하고 있으니
이점에 대해 양해 부탁 드립니다.)
☞ 진행파 (Traveling wave) : 기체표면에 따라 흐르는 유도전류가 만들어내는 전자파. |
☞ 엣지파 (Edge wave) : 유도전류가 꼬리날개 와 같은 급격한 경사를 가진 날카로운 엣지를 만나면 |
전류의 흐름이 급격히 변하면서 생기는 전자파. |
☞ 크리핑파 (Creeping wave) : 굴곡 된 표면에 따라 전파 되는 파장. |
☞ 표면파 (surface wave) : 표면을 따라 흐르다 불연속 지점이나 재질의 변경지점에 산란 되는 현상 |
☞ 회절 (diffractoin) : 물체의 모서리에서 산란되는 현상 |
위 내용을 보듯이 레이더 전자파를 여러가지 현상 과 파장을 만들어 냅니다. |
이 여러가지 현상 과 여러파장이 중첩 또는 간섭해 공진영역(Resonance region)에 진입 할 경우, |
순간적으로 증폭 되어 매우 강력한 전자파를 방출 하게 됩니다. |
이 공진영역(Resonance region)은 RAM으로 흡수가 될수 없는 L밴드 (1~2GHz) 대역에서 많이 발생 되고 |
특히 꼬리 날개에서 강력히 발생 됩니다. |
공진영역(Resonance region) 과 상관 없는 그림 이긴 한데, 수직미익에 이런식으로 발생 한다 라는 개념으로 보면 됩니다.
여기서 E-2D AN/APY-9 AESA 레이더가 왜 스텔스기를 탐지 할수 있다 라는 대목이 조금은 이해 갈 껍니다. |
AN/APY-9 는 UHF 대역을 쓴다 하나 L밴드에 가까운 1Ghz 근처 대역을 사용하여, 최대한 분해능을 높이고 |
AESA의 특징인 빔 집중 과 소프트웨어를 통한 신호처리 기술을 개선을 통해서 입니다. |
신호처리 기술에 대해서는 제작사에서는 놀라운 기술적 성과 하고 평가를 내리더군요. |
다른예로는 SU-57의 카운터 스텔스 기술로 알려진 기체 주익에 장착 된 N036L-1-01 L-Band 레이더 |
는 지상체계 보다 한정적 공간에 장착 되는 관계로 여러모로 부족한면이 있으나 한가지 목적에서는 |
성공 했다고 볼수 있는 체계 입니다. |
위에 공진영역이 제일 많이 일어나는 부분이 바로 수직 미익 입니다. |
SU-57은 F-22,35 의 최대고도인 12Km 보다 훨씬 높은 고도인 15Km를 작전 고도를 삼습니다. |
자……여기서 감이 오시죠….네..상대적 우위의 높은 고도에서 F-22,35의 약점의 수직미익 탐지를 위해서 입니다. |
위에서 설명했듯이 VHF,UHF 밴드 레이더 와 L 밴드 레이더가 서로 상호 간의 단점을 보완하여 |
이를 적극적으로 수용하여 개발한 된게 러시아의 55Zh6ME NEBO-M
시스템 입니다. . |
RLM-M으로 수색하여 장거리에서 스텔스기 탐지 조기경보 역활을 하며, VHF 대역 특성상 수Km의 오차 범위 와
고도를 알수 없으므로, 해당 공역으로 SU-57을 고고도로 보내, 위에 언급 한데로 위에 아래도 레이더를 조사 침투
하는 스텔스기를 요격을 시도 합니다.
RLM-D는 RLM-M으로 탐지한 스텔스기를 탐지범위에 들어오면 L밴드 대역으로 조사 고도 정보 와 좀더 세밀한 위치,
방위를 정보를 얻게 됩니다.
이런 경우 스캔범위가 넓고 Ku,Ka 같은 고주파 시커를 쓰고 있는 중대형 지대공 미사일로 요격을 시도 할수 있습니다.
RLM-D은 RLM-M이 좀더 정확한 위치,고도 정보를 제공 하면, 그 정보를 바탕으로 X밴드 레이더로 빔집중 방식으로
탐색추적, 직접적 요격을 시도 합니다.
러시아의 55Zh6ME NEBO-M 탐지체계는 3가지 다른 밴드레이더를 네트워크로 연결해 상호 정보교환
및 데이터 퓨전(융합)을 실시함으로써, 스텔스 전투기를 최대 300km밖에서 경보하고 약 50~70km거리
에 직접 요격할 수 있다고 선전 하고 있으며, 요격에 사용 되는 지대공 체계는 S-400 입니다.
한국형 스텔스 탐지 레이더가 55Zh6ME NEBO-M 거의 같은 개념으로 접근 합니다. |
여기서 한국형 스텔스 레이더 구성이 딱 감이 오실 껍니다. |
근데 한국형 스텔스 탐지 레이더 체계는 저게 끝이 아닙니다.
다른 한종류가 남아 있습니다.
이것에 대해서는 다음편에서 이어가도록 하겠습니다.
저두 생소한 내용이라 이해 해가면서 정리를 하다보니 시간이 좀 걸리네요.
따로따로 글을 달지 않았지만, 많은 회원님들의 많은 칭찬 과 성원에 이자리를 빌어 감사 의 말씀을 올립니다.
참고로 제가 올리는 내용 과 사진들은 다 공개 되어 있는것들을 찾아 기존에 알고 있던 얄팍한 지식 과 조합한 내용
입니다......그래서 부족하거나 오류가 꽤나 있을수 있으니 이점에 대해서는 양해들 부탁 드립니다.
전직 155포병입니다^^
하나 확실한 건 데이터 링크 중요 하다는 건 알겠음
마침 첨부하신 표에 각각의 주파수의 파장길이가 나와있는데 이러한 파장에 맞추어 안테나의 크기를 설계하게 되는데.....
요컨데 장파장일수록 대형의 안테나가 필요하다는 이야기가 됩니다.
항공기의 시계외 통신에 사용되는 HF안테나가 동체옆에 쭈욱 긴 와이어 타입이 많은 이유이고 V/UHF안테나들이 작은 이유이죠.
고 이득을 위한 안테나를 만들기 위해서는 배열을 해야하는데 장파장의 안테나들은 그 크기로 인해 항공기에 탑재할만한 수준으로 만들기 어렵습니다. 그래서 파크파의 경우 주날개를 활용해 길이를 확보한것이고 조기경보기들의 경우 대형기체를 개조하다보니 탑재가 가능합니다.
아마도 빔패턴이 넓은 L밴드 레이더로 대략적인 위치를 잡은뒤 X밴드레이더로 출력을 집중하여 탐지하는 방식일듯보입니다
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