AESA레이더

기존 MSA(기계식빔편향) 레이더에 이후에 등장한 ESA(전자주사식)레이더는 PASA(전자비능동주사 위상배열)형과 AESA(전자능동주사 위상배열)로 나누어지는데

PESA나 AESA나 모두 수백~수천개의 전파방사 안테나가 있는데 PESA는 단일의 송신부,수신부에서 단일의빔(주파수,변조)을 만들어 각각의 방사소자에 공급하고 수신하고 AESA는 각각의 수백~수천개의 송수신모듈(T/R모듈)에서 각각의 빔을 만들어 방사하고 수신하는 차이점이 있습니다. 

 

AESA는 기본적으로 아주 작은 레이더들(TR module- transmit/receive module)이 수백~천개 정도 모여있는 것입니다. 

 

이 작은 모듈들은 각각 독립적으로 작동이 되는데이렇게 하면 장점이 여러가지가 있습니다만, 일단 각각의 모듈이 만들어내는 radio파의 형태를 자유자재로, 빠른 시간내

 

에 변화시킬수 있음으로써, 이들이 합쳐져서 만드는 radio파를 원하는 형태로, 빠르게 조정할수 있는 큰 장점이 있죠. 

 

예를들어 수백개의 radio파원이 한 방향으로 서로 보강간섭을 일으키게 하면 특정 방향으로 신호를 아주 크게 할수 있습니다

또한 각각의 모듈들이 radio파의 진동수를 빠르게 바꿔가며 (frequency hopping)독립적으로 작동할수도 있기 때문에 적기의 radar 경보장치가 자신이 스캔되고 있는것을

 

알아차리기 힘듭니다. 그래서 피탐 확률이 낮죠.

모듈들을 전기적으로 빠르게 조작함으로써 여러 방향으로 스캔이 가능해서 다수의 목표물에 대한 실시간 트랙도 가능합니다. 공대공, 공대지 등등에 대해 동시에 대처할

 

수 있습니다.

한편 AESA 레어더를 이용해서 Link16보다 훨씬 빠른 통신도 가능합니다.이미 수백 MByte/s정도가 demonstration되었다고 하고요, 이정도면 Link16보다 아마 수십~수백

 

배 빠른 protocol이라고 알고 있습니다. 미래의 network전에서 아주 중요할수 있습니다..

또한 빠트릴수 없는게, 정비의 측면에서 볼때 기계식 레이더보다 고장이 훨씬 적은 걸로 알고있습니다. No moving parts, 즉 말그대로 레이더내에 움직이는 부분이 없이, 

 

전기적으로 많은 모듈을 조정해서 작동되기 때문에 잔고장이 적습니다.

아무튼 이 모든 장점들이 많은 수의 레이더 module을 사용하기 때문에 가능한 것이죠.


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기존의 기계식(MSA) 레이더 보다 AESA 레이더의 장점을 다시 정리해 보자면



1. 탐지거리 확대

 

 

AESA는 높은 빔 변조능력으로 의심스런 작은 신호가 잡히면 레이더빔을 집중해 탐지거리를 증대시킬수 있습니다. 그럴경우 탐지 각도는 줄어 들지만 집중탐지 각도를 줄

 

일수록 탐지거리는 증가합니다.동급 면적의 기계식 대비 10~30% 증대

 

러시아 PAK-FA의 경우 비교적 장거리에서 스탤스를 탐지하는 L밴드레이더를 날개에 장착해서 스텔스를 탐지합니다. 그러나 L밴드는 클러스터가 많아 정확한 위치와 거

 

리 탐지에 제약이 있으므로 대략적인 위치를 탐지하면, 기수에 있는X밴드 AESA레이더의 탐지 각도를 최대한 줄여 레이더빔을 집중시켜 정확한 위치를 파악하는 방식을

 

추구한다고 알려져 있지만 확인된 사항은 아닙니다.

(일본의 E-767과 달리 한국에 도입된 E-737은 L밴드를 사용하는 점에 유의)* E-737의 경우, E-767에 비해 통상 절반의 탐지거리지만, 360도 탐지에서 30도 탐지로 각도를

 

축소하고 빔을 집중시킬경우, E-767에 비견되는 탐지거리로 확대시킬수 있습니다. 각도를 더 축소하고 빔을 더 집중시키면 더 탐지거리가 늘어날수도 있겟죠





2. 순항미사일등 작은 RCS탐지에 유리


기계식 레이더와 달리 공대지,공대해,공대공 목표에 맞추어 레이더 신호패턴을 바꿀 수 있으므로 순항미사일과 같은 저공목표물의 탐지능력이 향상되었습니다. 

실제로 미 해군의 F/A-18E/F SUPER HORNET 전투기에 장착된 APG-79 AESA 레이더는 APG-65 MSA 레이더와 비교해서 탐지/추적능력이 최대 10배까지 우수한 것으

 

로 알려지고 있습니다.




3.강력한 ECM능력.


AESA 레이더는 MSA 레이더와 비교해 좁은 면적에 고출력 레이더빔을 집중시킬 수 있습니다. 위에 1번에도 언급한 기능이죠. 미국의 F-15에 탑제되고 있고, 싱가폴 F-

 

15SG에 탑제된 APG-63(V3)의 경우 최대 200NM(360KM)범위까지 전자전이 가능하여 적의 AWACS를 상대로 재밍이 가능하다합니다.

물론 적의 전투기를 상대로 전자전을 수행할 경우에는 공대공 미사일의 사거리를 훨씬 넘는 거리에서 재밍이 가능하여 적을 쉽게 무력화 시킬수 있다는 것입니다.

 

현재까지는 미국산 AESA가 이러한 성능을 입증하였고 일제 러시아제 유럽산 중국산은 확인이 안됨




4.강력한 RWR 능력 확보.


AESA 레이더가 사용하는 GaAs(갈륨/비소)소재 증폭기는 아주 미약한 전자신호를 증폭시킬 수 있습니다.(이 기술은 미국이 러시아나 유럽보다 엄청 앞서 있다고 합니

 

다.)이 능력으로 대형 RWR로 사용 가능한데, 기존 RWR 의 탐색기가 성인남성의 손바닥 크기에 불과하여 단순히 위협의 주파수 패턴만을 알려주는 데 비해 AESA 레이더

 

는 큰 탐지면적 덕분에 정밀한 삼각측정이 가능합니다.

 

이 기능으로 레이더 탐지가 곤란한 스텔스기에 대한 경보/위치탐지가 가능합니다. 이 외에 SAM과 적 전투함의 위치를 정확히 알 수 있게 됨니다.

이것은 AESA와 더불어 전자전 기술과 SW와도 관련이 있는데유럽,일본,이스라엘도 미국과 5~10년한국은 10~15년의 기술 격차가 있지만미국의 지원으로 러시아/중국에

 

비해 5~10년 우위 상태라 합니다.





5.LPI 능력의 사용.


AESA 레이더는 강력한 출력 및 전파변조 능력으로 LPI(저인식 레이더)로 사용하여 적의 RWR에 걸리지 않고 은밀한 공격을 할 수 있습니다.

이 기술로 2007년 2월에 있었던 RED-FLAG 07-2 훈련에서 APG-63V3 AESA 레이더를 탑재한 F-15C 전투기는 MSA 레이더를 사용하는 F-15C와 F-16C를 상대로 

 

(111:8)이라는;; 엄청난 대승을 기록했다고 합니다.

이것은 APG-63V3을 탑재한 F-15C가 LPI 기능을 사용하였기에 가능했다고 언급되고 있습니다 하지만 말이 쉽지, 이 기능을 구사하려면 적 RWR의 구분 파라미터를 알고

 

있어야 하면서 상당히 복잡한 신호처리 기술이 요구되는 초고난도의 기술입니다. 즉, 위 LPI기술을 사용할려면 미국에서 전투기를 산 싱가폴은 이미 F-15SG의 RWR이나

 

레이더 패턴이 미국에 알려져 있으니까, 미국을 상대로는 싱가폴 전투기는 사용할수 없는 기술이죠. 

 

거꾸로 미국의 F-15개량형은 싱가폴의 F-15SG상대로는 가능하죠.이러한 기술은 현재 미국만이 이러한 수준에 도달했으며유럽이나 러시아등 다른 기술 선진국들도 기술

 

격차가 많이 떨어진다고 합니다.이런 점들이 미국산 전투기가 유럽,러시아제보다 비교 우위를 점하게 해주며진정한 스텔스기를 만들수있는 기술적 근간이라 합니다.

6.AESA 레이더를 통한 HPM 공격 


적이 발사한 AIM-120 AMRAAM이나 R-77V-AE, MICA와 같은 F&F AAM에 대해서 기존의 전자전 장비는 전투기 레이더에서 공대공 미사일에게 좌표정보를 불러주는 (지

 

향성 DATA-LINK)를 방해, 명중확률을 낮추는 수준만의 방해만이 가능했습니다.

하지만 AESA와 DFRM(DIGITAL 고주파 기억장치) 기술이 결합된다면 AIM-120이나 R-77, MICA가 발사하는 고출력 X밴드 지향성 빔을 방해하여 이론적으로 AESA 레이

 

더의 재밍범위로 근접하는 AAM의 대부분을 무력화 시킬 수 있게 됩니다. 

 

물론 기존의 적 미사일등 재밍할려는 대상의 전파 패턴이 DFRM에 데이터가 저장되 있어야하겟지요.이것도 미국이 F-22개발 과정에서 가장 마지막에 실현한 

 

미국만 보유한 기술로써 다른 AESA개발국들도기술 격차가 20년 이상 발생한다고 알려져 있습니다.

덧붙여 F/A-18E/F SUPER HORNET에 탑재된 APG-79 AESA는 고출력의 전파로 적의 전자회로를 파괴하는 (HPM, high power microwave)무기에 사용 될 수 있도록 설

 

계되었다고 합니다.덕분에 30~50km 떨어진 순항미사일 표적을 레이더 빔 공격만으로 작동불능에 빠뜨릴 수 있으며 ecm 장비로 사용할 경우에는 180km 밖에 떨어진 적의

 

강력한 레이더를 재밍할 수 있습니다.