능동형 전자주사 레이더 "AESA"

 

[능동 전자주사식 레이더]

 

 

일단 안테나는 무엇인가. 우리들이 일반적으로 알고있는 안테나 즉 레이더의 경우 안테나를 원하는 방향으로 회전식히는 식으로 군사적 측면에서 보면 적을 탐지하게 된다. 이것이 일반적인 레이더들의 공통점이다 하지만 이번에 알아볼것은 능동형 전자주사식 레이더(AESA)이다. 일단 이 전자주사식 레이더는 수동형과 능동형이 있다 일단 수동형같은경우 전파를 만드는 송신기와 수신기가 따로따로 있다 하지만 능동형 같은경우 송신기와 주신기가 하나로 복합되 있다는 면에서 차이가 있다. 

 

[초기 MIG-35의 기계식 레이더]

 

자. 그럼 기계식 레이더에 관해서 간단히 설명해 보도록 하자. 일단 기계식 레이더는 수동형과 같이 송신기와 수신기를 따로 각각 탑제한다 허나 전자주사식 이라는 부분에서 틀리다 일단. 기계식 레이더의 경우 탐지를 하고 적을 추적하는 방식은 접시모양 혹은 평판모양의 안테나가 기계적으로 회전이나등 움직이며 적을탐지하는 것이다. 즉 물리적 작용이 이루어 진다고 생각하면 쉽다.

 

[전자주사식 레이더와 기계식 레이더의 간단 구분]

 

 

전자주사식 레이더의 경우 가장 위에있는 사진처럼 판 하나에 촘초하게 송수신 모듈(Transmitter-Receiver Module) 이 부착되어있는데 이것이 정확히는 모르겠으니 220여개 정도 박혀있다고 한다. 모듈 하나의 무게는 15g정도 되지만 4W의 강력한 시호를 분사하므로 지역을 탐색할수 있는것이다 전자주사식 레이더의 장점을 하나 말하지만 이 220여개의 모듈이 모두 개별적으로 임무를 수행할수 있다. 위 짤처럼 기계식 레이더가 적을 탐지하기 위해서 애쓰는 사이 전자주사식 레이더는 벌써 여러방향으로 신호를 발산해 적의 위치를 알아낼수 있다. 즉 기계식 레이더가 1초에 한번꼴로 적을 추적한다고 하면 전자주사식 레이더는 1000분의 1초에 한번꼴로 적을 추적할수 있다고 한다. 가희 엄청난 성능이 아닐수 없다. 또한 적에대한 강력한 ECM능력을 보유한다 즉 쉽게말해 재밍.

 

 

 

이 사진으로 전자주사식 레이더의 재밍을 설명하기 힘들지만 일단 참고자료 정도로 노아둔다. 즉 위 짤처럼 상대에 대한 전자공격이다 또한 전자주사식 레이더의 전자전 기능이 또하나 있다. HPM, high power microwave 즉 고출력의 레이더 빔을 이용하여 30km에서50km에 있는 순항미사일 표적의 전자회로를 박살낼수 있다. 즉 작동불능이 되는 고물로 만들어 버릴수 있다는 것이다. 이것을 ECM장비로 전환해 사용할 경우는 강력한 재밍을 걸수 있다. 한 일화로는 전자전 기능이 뛰어난 F-15기가 100여 km에 있는 조기경보기에 대한 재밍을 걸어버려 조기경보기의 레이더가 먹통이 되어 버리는 사건이 있었다고 한다. 일화에서 볼수 있다 싶이 기체 하나하나의 전자전 기능또한 한국공군에 중요한 과제가 될수있다. 본론으로 넘어가서. 전자주사식 레이더는 L밴드 시스템을 사용할수 있다. 스텔스 기에 대한 탐지율이 높아졌다는 것이다. 이것은 피스아이 조기경보기 자료에도 언급되 있다 360도인 탐지번위를 좁혀서 집중탐지를 통해 더욱 고급 정보를 얻을수 있다는 것이다.

 

 

 

또한 기계식 레이더의 경우 컷트레이지 감시범위를 벗어난 적 기체에 대한 감시가 미약했었다 하지만 전자주사식 레이더의 경우 위에서 언급 되었다 싶이 강력한 신호를 발산할수 있는 모듈이 개별적으로 작동할수 있어 컷트레이지를 벗어나는 적 기체에 대한 지속적인 추적이 가능하다. 강력한 RWR 능력 확보. AESA 레이더가 사용하는 GaAs(갈륨/비소)소재 증폭기는 아주 미약한 전자신호를 증폭시킬 수 있다. 즉 기존 RWR기능이 목표물에 대한 예상이나 얼추 맞아떨어지는 정보를 습득한다면 전자주사식 RWR의 경우는 목표에 관한 더욱 미세한 정보를 습득할수 있어 스텔스기에 대한 위치확보,경보가 용이하며 지상에 있는 SAM 대공미사일 이라던가 바다에 있는 적함에 대한 더욱 미세하고 정확한 위치확보가 가능하다. 또한 지상의 목표를 지속적으로 추적하며 개별적으로 타 지역을 추가분석 할수있다 참고로 GaAs(갈륨/비소)를 사용하는 방식보다 3배정도 더 뛰어난 증폭방식이 있는데 GaN(질화칼륨)이다. 이 GaN(질화칼륨)은 앞서 말했듯이 GaAs(갈륨/비소)보다 3배 정도의 증폭률을 보여주며 그로서 스텔스기와 기타 목표에 대한 더욱 미세한 정보를 습득할수 있게된다. GaN(질화칼륨)을 사용하는 AESA 레이더로는 노스톱 그루먼社의 SABR이라는 레이더가 있으며 GaAs(갈륨/비소)을 사용하는 레이더는 레이시온社의 RACR이 있으며 RACR의 경우 논스롭 그루먼社의 SABR보다 한 세대 뒤떨어진 레이더 이다.^[각주:1]

 

 

이것 또한 촘촘히 박혀있는 모듈의 동립적 작동에서 얻을수 있는 성과라 본다. 또한 대부분의 기계식 레이더는 적을 추적할때 송신한 전파가 적에게 탐지되어 되려 미사일을 끌고올수 있는 상황이 발생한다. 레이더 추적 미사일 말이다. 하지만 이 전자주사식 레이더의 경우 일단 각각 모듈이 만들어 내는 radio파의 진동수를 빠르게 바꿔가면서 (frequency hopping) 독립적 작동으로 인해서 적기의 radar장치는 자신이 스캔되고 있다는것을 알아차리지 못하고 퍼질러 있게 되는 것이다

[ "한마디로 기존에 있던 전파의 특성을 수시로 바꿔 주면서 그 전파가 일정한 패턴을 가지지 않기 때문에 해독기는 그 전파를 그냥 지나가는 신호로 인식해 버립니다. 일반적인 레이더가 스텔스기를 새나 구름으로 인식해서필터가 걸러 버리는것 처럼 말이죠.." "쉽게 설명해서 해커가 상대의 컴퓨터를 해킹하기 위해서 자신의 컴과 상대의 컴에대한 다리역활을 하는 패치파일을 음악파일에 심습니다. 그리고 상대는 그 음악을 클릭해서(패치파일인지 크랙파일 인지) 쓍나게~!! 듣습니다. 하지만 음악파일을 클릭하는 순간 패치파일이 자동으로 설치되고 상대 컴퓨터에 숨어있게 됩니다.즉 해커와 희생자 컴퓨터의 다리가 완공된 것이죠 이제 해커는 아이피를 알아내고 공격만 하면 됩니다." 이처럼 모튤이 보내는 신호가 하나의 암호화된 신호라는 것이죠 별것 아닌것 같은 신호 사이사이에 적을 추적할수 있는 신호를 심어두는것 입니다. 즉 적은 그냥 듣보 신호인줄알고 흘려 보내고 위치는 고스란히 노출되는 것이죠.. 쉽게말해 음밀한 공격을 시도하는것에  대해서 더욱 수월해졌다고할수 있습니다. ] 

덧붙여 한편 AESA 레어더를 이용해서 Link16보다 훨씬빠른 통신도 가능합니다. 이미 수백 MByte/s정도demonstration되었다고 하고요, 이정도면 Link16보다 아마 수십~수백배 빠른 protocol이라고 알고 있습니다. 미래의 network전에서 아주 중요할수 있겠죠.

 

 

아무튼 이 모든 장점들이 많은 수의 레어더 module을 사용하기 때문에 가능한 것이죠. 그것이 전자주사식 레이더에 강점이고 말이죠.

 

 

1. 대한민국 공군의 F-16 시리즈 전투기들의 레이더 개량 사업에서 노스톱 그루먼社의 SABR과 레이시온社의 RACR이 경쟁하고 있으며 2013년 4월 14일에 확보된 정보로는 대한민국 공군이 우선협상 대상자로 선정한 업체가 레이시온社의 RACR 이라는 것이다. 이유인 즉슥 가격이 낮아서 그렇다고 하는데 앞으로도 오랜기간 사용할 전투기로서 좀 더 나은 개량을 해주는게 어떤가 생각하는 바이며 미 공군이 SABR을 선호하고 있다는 소문이 많은것을 보아서 단순 문제는 저렴한 가격으로서 낮은 성능뿐만이 아닐 것으로 판단되고 있다. 즉 미 공군이 SABR을 선택하게 되면 대만등 주변 국들도 미 공군을 따라 갈것이며 대한민국 공군은 RACR를 달아놓고 수요가 없어 생산라인이 닫혀 버리면 어느날 부품이 끊혀 버리고 유지 보수가 얼려워 진다. 비슷한 상황은 F-15K의 ALQ-135M을 통해 걱어본적 있다. [본문으로]