지난번의 한국형 스텔스 탐지 기술 2편 저주파 레이더에 이어 글을 이어 나가도록 하겠습니다.
1.한국형 스텔스 탐지 기술 1편 (스텔스란?)
https://www.bobaedream.co.kr/view?code=army&No=119768
2.한국형 스텔스 탐지 기술 2편 (저주파 레이더)
https://www.bobaedream.co.kr/view?code=army&No=119786
오늘은 스텔스기 탐지에 효과적이라는 바이/멀티스태틱 레이더 와 수동레이더에 대해 알아보도록 하겠습니다.
| 1.바이스태틱/멀티스태틱 (Bi-static/Multi-static) 레이더 |
| 해당 기술은 스텔스 표적은 역산란 신호가 작은 대신에 특정 각도에서는 매우 큰 RCS 값을 가지고 있다는 |
| 에서 착안 된 기술 입니다. |
| 레이더는 자신이 방사한 전파가, 반사체에 맞고 돌아오는 반사파에 의해 탐지를 하는데, 스텔스의 경우 |
| 방사 된 전파를 다른곳으로 흘려 보내거나, 흡수 하여 레이더가 보낸 전파를 레이더 수신기로 보내지 |
| 않거나 , 미약하게 만들기 때문에 탐지가 어려운 겁니다. |
| 근데 스텔스기가 다른곳으로 반사 또는 흘려 보낸 방사파를 수신 할수 있다면? 이는 개념 입니다. |
| 1)바이-스태틱(Bi-static) 레이더 |
| 바이-스태틱(Bi-static) 레이더란 레이더의 송신기(Ttansmitter) 와 수신기 (Receiver)가 공간적으로 분리 되어 |
| 있는 레이더를 말 합니다. |
| ☞송수신기가 일체와 되어 있는 흔히 알고 있는 레이더는 모노스태틱(Mono-static) 이라 불립니다. |
| 위의 그림과 같이 송신기에서 방사한 전자는 스텔스 형상에 의해 방사 방향 과 전혀 다른 방향으로 |
| 반사 되며, 이때 다른곳으로 반사 된 전파를 다른곳에 있는 수신기가 신호를 수신하여 탐지하는 원리를 가지며, |
| 이때 송신기 와 수신기 간의 시간 동기화 (Time synchronization) 시켜야, 수신 된 신호가 언제 송신기 |
| 에서 방사 되었는지를 알수 있습니다. |
| 근데 바이스태틱 레이더는 최근에 개발 된 첨단이 아닙니다. |
| 이미 2차 대전 당시 독일군의 조기경보레이더 중 하나인 Klein Heidelberg가 최초 바이스태틱 레이더 입니다. |
| 그리고 현재 상용화 된 바이스태틱 레이더는 러시아가 운영하는 Struna-1이 유일 합니다. |
| 2)멀티 스태틱(Multi-static) 레이더 |
| 바이-스태틱(Bi-static) 과 달리 레이더의 송신기(Ttansmitter) 와 수신기 (Receiver)가 공간적으로 분리 되어 |
| 있되, 다수의 송신기 와 수신기가 각각 독립적인 위치에 있는것을 말 합니다. |
| a. 한 개의 송신기 와 다수의 수신기로 구성 |
| b. 다수의 송신기 와 한 개의 수신기로 구성 |
| 위의 그림 과 같이 멀티스태틱 레이더는 여러 개의 송수신 경로가 그물망 처럼 이루어져 있기 때문에 |
| 바이스태틱 보다 표적을 탐지 할 가능성이 높은 장점이 있습니다. |
| 각각의 송신기에서 방사한 신호를 각각의 수신기가 독립적으로 수신하기 때문에, 훨씬 넓은 지역에 분포 |
| 하기 때문에 광범위한 지역을 탐색 할 수 있습니다. |
| 각각의 수신기에서 수신 된 신호 중앙센테로 보낸 후 센터에서는 각각 수신 된 신호를 종합 하여 분석 |
| 표적의 위치 와 속도등을 알아 냅니다. |
| c. 다수의 송신기 와 다수의 수신기로 구성 |
| ☞이것은 멀티스태틱에서 확장한 개념으로 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 레이더 불립니다. |
| 아래 그림은 F-117A에 대한 1개 의 송신기 와 3개를 수신기를 이용한 멀티스태틱 시뮬레이션 결과 입니다. |
| 바이스태틱/멀티스태틱 (Bi-static/Multi-static) 레이더 시스템 개념은 PLC(passive coherent locatoin) |
| 레이더에도 적용 됩니다. |
| 그리고 이 내용은 밑에 설명 할 수동레이더에서 혼합이 되기 때문에, 이해가 어려워 질수 있습니다. |
| 그래서 바이/멀티 스태틱 개념만 가지고 가셔야 합니다. |
| 4. 수동레이더 (Passive Radar System) |
| 설명에 들어 가기전에 수동레이더 라는 말이 너무 광범하게 쓰여서 개념을 잡기를 꽤나 어렵더군요. |
| 그래서 나름대로 파악한 내용을 주관적으로 분류를 하니, 오류가 있으면 지적해주시면 감사 하겠습니다. |
| 1)1세대 수동레이더 (Passive ESM Tracking : PEM) |
| 다들 아시는 콜츄가(Kolchuga),타마라(Tamra)&베라(Vera-E),YLC-20이 여기에 해당 됩니다. |
| 기본적으로 스텔스기가 방출 하는 고유 신호들 즉 적아식별 응답기, TACAN 질문기, 데이터 링크,전파 고 |
| 도계,IFF등 스텔스기 자체가 발산하는 전파를 수집하여 식별,추적하는 개념 입니다. |
| 그래서 이방식은 ESM(Electronic Surface Measures) 또는 RF Passiv 탐지기 로도 불립니다. |
| 탐지 원리는 3개 이상의 수신기에서 미상의 전파를 탐지 하여 전파원 과 수신기간의 시간차를 이용 |
| 목표물을 삼각측정법으로 방위,거리,속도등을 계산 측정 합니다. |
| 해당 원리는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 신호도착 시간차 기법을 사용 합니다. |
| 2개의 수신기를 사용시 방위 정보를 얻게 됩니다. (그림에서 적색선 과 초록색선 교차점) |
| 3개의 수신기를 사용시 위치 정보를 얻게 됩니다. (그림에서 적색선 과 초록색선 그리고 청색선 교차점) |
| 4개의 수신기를 사용시 고도 정보를 얻게 됩니다. (그림에서 수신기 3개 기준이라 없음) |
VERA-E의 운영 개념도
| 2)2세대 수동레이더 (Passive Coherent locatoin : PLC) |
| 1세대 수동 레이더가 스텔스기 자체에서 나오는 전파를 탐지 하는 방식이라, |
| 이걸 감안한 F-22 이상 2세대 스텔기들은 전파방사 자체를 차단 하고 데이터 및 통신은 지향성 데이터 |
| 링크를 사용하여 쉽게 무력화 시킵니다. |
| 그래서 나온게 민간의 FM,AM,휴대전화 네트워크,위성전송망등 실 생활에 쓰이는 전파 송신기를 이용 |
| 한다는 개념 이며, 위에 언급한 바이스태틱/멀티스태틱 (Bi-static/Multi-static) 개념이 여기서 적용 됩니다. |
| 이로 인해 미래에는 민간시스템 과 군용 레이더를 구별 하기 어려워진다는 딜레마가 생깁니다. |
| 위의 그림과 같이 발신기(Tx)는 민간용 방송전파 송출기를 이용하며, 24시간 운용 되는 공중파는 |
| 일정한 패턴으로 방사 되다가 항공기가 지나 갈때, 영향을 받아, 잡음 과 파형의 왜곡이 일어나므로, |
| 정밀한 수신기 (Rx) 설치, 공중파 왜곡상황을 모터니링 하여 알려지지 않는 항공기의 존재를 파악 하는 |
| 개념 입니다….수신기가 한 개이면 바이스태틱 / 수신기가 2개 이상이면 멀티스태틱 입니다. |
| 해당장비로 대표적인것으로 미국의 SILENT SENTRY, 영국의 CELLDAR가 있습니다. |
| 3)SILENT SENTRY |
| http://www.mobileradar.org/docunemts/Silent_Sentry.pdf |
미국 록히드마틴사의 SILENT SENTRY는 앞서 이야기 한 FM 라디오와 TV 신호의 간섭현상을 추적하는 방식을 이용
합니다. 공중에서 비행하는 물체로 인한 난류의 움직임이 TV나 라디오 신호를 변형시키면, 이 변형된 값 을 측정해
항공기를 추적하게 됩니다.
| 4)CELLDAR |
| 영국에서 운용하고 있는 휴대폰망 레이더인 CELLDAR(CELLphone raDAR) 역시 이동전화 기지국의 |
| 송·수신 지역에서 움직이는 물체의 추적, 식별 및 탐색을 위해 광범위한 멀티스태틱 구조로 되어 있습니다. |
| 스텔스기가 휴대폰 기지국이 위치한 지역으로 진입하면 ,기지국에서 방사된 휴대폰 주파수 대역의 |
| 전파들이 스텔스 표적에서 반사되어 다른 기지국에서 수신하게 되고,수집된 신호를 중앙통제 시스템에서 |
| 실시간으로 수집 분석하여 스텔스 표적의 위치 및 속도를 파악하게 된다 |
| 5)기타 |
| 둘다 미국의 SILENT SENTRY 처럼 FM 주파수에서 작동을 합니다. |
6)실제 FM 주파수에 산란에 의한 Bi-static PCL에 잡힌 항공기 영상 (해당기종은 세스나 바이퍼)
다음편에는 한국형 스텔스 탐지 레이더에 대해 설명으로 끝으로 이야기를 마치 겠습니다.
사진 몇개 와 간단한 설명 몇줄 붙여서 끝낼일을 4편으로 나누어서 이야기 할줄 정말 몰랐네요.
지루한 글을 끝까지 읽어주신 회원님들께 다시 감사의 말씀을 올립니다.
내용 자체가 얇팍한 지식을 바탕으로 이어가다 보니 분명 오류는 있을 껍니다.
이에 대한 지적 환영 합니다.