레이더 주파수 분류
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[ 레이더 주파수 분류 ]
L Band : 1 - 2GHz 200헤리 이상 원거리 탐색 S Band : 2 - 4GHz 대공 레이더용, 200헤리 원.중거리 C Band : 4 - 8GHz 대공 방어용, 중거리 탐색.기상 X Band : 8 - 12GHz 사격통제, 항해용, 항공기 조정용, 기상관측 Ku Band : 12.5 ? 18GHz 근거리용 K Band : 18 ? 26.5GHz 근거리, 정밀측정 Ka Band : 26.5 ? 40 GHz 근거리, 정밀, 고 분해능 밀리메터파 대역 : 40GHz 이상 근거리, 고 분해능 [ 공항 레이더 시설 : 민간공항이나 군비행장은 비슷한 레이더 체계를 운용하고 있습니다.] ㅁ 레이더의 구성 레이더는 동력원 외에 일반적으로 다음과 같은 요소로 구성된다. ① 타이머(Timer) ② 송신기(Transmitter)
☜ 김포공항 NEC레이더 송신기 ③ 안테나(Antenna) ④ 수신기(Receiver)
⑤ 표시기(Indicator)
< 김포공항 레이더 표시장치 > ㅁ 항공레이더의 종류 미연방 항공청(FAA)의 항공체계에 사용되는 레이더는 다음과 같다. ASR(Airport Surveillance Radar) : 공항감시 레이더 ASDE(Airport Surface Detection Equipment) : 공항 지상감시 레이더 TDWR(Terminal Doppler Weather Radar) : 공항 도플러 기상 레이더 PAR(Precision Approach Radar) : 정밀 진입 레이더 레이더는 운영상 기본형태인 1차감시(Primary)와 2차감시(Secondary) 레이더로 구분하고 있으며, 항공교통관제에는 그 업무에 따라 여러종류의 레이더가 있는데 그 종류는 대략 다음과 같다. 1차감시레이더는 레이더 탐지거리권내에 있는 항공기에서 반사되어온 신호를 계산하여 거리 및 방위정보를 지상의 관제사에게 제공하여 항공기를 유도할 수 있도록 하는 장치이다. 동일한 지상레이더시스템인 항로감시레이더【ARSR(Air Route Surveillance Radar)】은 ASR에 비해 항로(Route)만을 위주로 하도록 변형시킨 것이고, 지상감시레이더(ASDE)는 Air Target보다 지상을 중심으로 Scanning하도록 변형시킨 것이다. 따라서 ASDE는 항공수요가 많거나 공항규모가 큰 곳에서 공항지역(활주로, 유도로, 계류장등)의 이동물체(항공기, 지상조업차량등)의 감시 및 통제기능으로 사용하며, 특히 악기상 조건이나 야간에 매우 유용하게 사용되는 시설이다. PAR은 정밀진입용 레이더로 항공기의 고도에 대한 정보까지 얻을 수 있으며, 주로 정밀진입용 레이더로 Final Approach (최종접근절차)에 이용된다. ㅁ 항공로감시레이더(ARSR : Air Route Surveillance Radar)
항공로 감시 레이더는 장거리 영역 레이더로서, 안테나를 중심으로 반경 200NM이내의 공역에 있는 항공로의 항공기를 감시 및 관제를 하기 위한 것으로서, 관제공역이나 분담된 레이더 및 2차감시레이더(SSR)정보를 비디오 맵(Map) 영상과 조합시켜 레이더관제실에 정보를 제공하고, 여기에서 얻어진 정보에 따라 항공 관제사는 통신 제어장치를 통하여 항공기의 관제업무를 수행한다. ARSR은 장거리 항로용 레이더이기 때문에 사용주파수는 대기권 전파감쇠가 적은 비교적 낮은 주파수 사용이 바람직하며, 또 방위 분해능, 경제성 및 송신 출력관의 입수가 용이한 점등으로 보아 대략 1.0 ∼ 2.0GHz 대역(L-Band)이 많이 사용되고 있다. 항공로 감시레이더는 항공로에 있는 모든 항공기를 탐지하는 것이 본래의 목적이므로 가급적 멀고, 높은 곳에 이르기까지 탐지영역으로 정하는 것이 바람직하지만 안테나의 특성, 송신출력, 수신감도의 제약으로 인하여 보통 레이더의 유효 단면적은 15㎡ 에 대하여 탐지거리는 200NM, 고도 70,000ft, 앙각 30°까지를 전 방위에 걸쳐 탐지 가능한 범위로 하고 있다. ARSR은 레이더의 출력이 클수록 성능이 좋으나 대체로 사용되는 송신관으로는 Klystron과 Magnetron이 많이 사용되고 있다. Klystron은 Magnetron에 비하여 주파수 안정도가 매우 우수하나 값이 비싼 단점도 있다. 현재에는 반도체의 기술의 발달로 Solid State방식의 반도체 방식도 많이 사용되고 있는 상황이다. ㅁ 공항감시레이더(ASR) 가. 1차 감시레이더(PSR : Primary Surveillance RADAR) (1) 개요 공항감시 레이더는 공항주변의 공역에 있는 항공기의 진입 및 출발관제를 수행하는 것으로, 공항터미널에서 60∼70NM 이내에 있는 항공기의 거리 및 방위 정보에 의하여 항공기를 안전하게 이·착륙할 수 있도록 유도한다.
ASR 송신주파수는 미국이나 유럽에서는 L-Band로 사용하는 곳도 있으나 대부분 S-Band(2 ∼ 4 GHz)을 많이 사용하고 있다. 이것은 안테나의 회전수가 15rpm정도되어야 하는 제약으로 안테나의 크기를 줄이기 위하여 주파수를 높인 것이다. ASR의 설치 높이는 평탄한 지표면에서 약 15m 정도 되어야 하며, 최고 높이는 40m 이하가 되어야 한다. ASR에 대한 국제민간항공기구(ICAO) 규격(ANNEX-10)에 의하면 표적의 유효반사 단면적은 15m²의 항공기에 대하여 앙각은 0.5°∼ 30°사이 그리고 거리는 25NM까지, 고도는 10,000ft까지의 공역을, 방위는 360°가 탐지가능 하도록 되어야 한다. 그러나 근년에 이르러 항공기의 고속화와 터미널 관제공역의 확대로 인하여 거리는 60∼70NM까지, 고도는 25,000ft까지 탐지영역이 확대되었다. (2) 구 성 송신관은 선택기준에 의해서 선정되지만 과거에는 통상 값이 저렴하기 때문에 Magnetron이 많이 사용되었으며, S-대역에서는 일반적으로 가변 동조형의 Magnetron이 사용되었으나, MTI 특성을 향상 시키기 위해서 Klystron화가 보편화(普遍化)되어 왔다. 근래에 와서는 반도체 기술의 발달과 소형 경량화가 가능하며 높은 신뢰도를 유지 할 수 있는 Solid state 송신기를 점차로 사용하고 있는 실정이다. 송신기의 첨두출력은 송신관의 선택에 따라 결정되지만 수백 KW∼1 MW 정도가 많으며, 펄스폭은 ASR의 경우는 거리 분해능은 높을수록 좋다. 그러나 분해능을 높이기 위해서는 펄스 폭을 짧게 하여야 하나, 탐지영역 면에서는 이와 반대가 되므로 펄스 폭은 보통 0.8∼1.2 ㎲ 정도이다. 펄스 반복 주파수는 최대탐지거리에 의하여 결정된다. 수신기는 저잡음 고주파 증폭기를 사용하는 경우가 많다. ASR의 경우에는 고주파 증폭기로 저잡음 트랜지스터 증폭기가 사용되어 S-대역에서는 2dB 정도의 잡음지수를 얻고 있다. ASR 안테나는 공항내 또는 공항부근에 설치되는 경우가 많으므로 신호의 전송은 케이블로 할 때가 많다. 신호의 전송에서 Normal 비디오 신호 및 MTI 비디오, 동기트리거는 동축케이블로 전송(傳送)하고, 안테나 방위신호 및 원격제어 신호는 다심(多心) 케이블로 전송한다. 그러나, 최근에는 광섬유(光纖維) 케이블의 실용화가 되면서 전자유도, 피뢰 및 파형성형(波形成形)등의 대책이 불필요한 저 손실 광섬유 케이블이 보편화되어 있다. 나. 2차 감시레이더(SSR : Secondary Surveillance RADAR) (1) 개요 2차 감시레이더(이하 SSR이라 칭함)는 지상설비인 Interrogator로부터 질문신호를 발사하면 항공기의 Transponder가 질문신호에 대응하는 응답신호를 지상설비로 반송하는 System을 말한다. 레이더가 탐지한 에코 신호만으로 항공기의 피아간 또는 기종이나 특정항공기의 식별 및 비행고도 등의 정보를 얻는 다는 것이 그리 쉬운 일이 아니다. 그래서 지상에서는 어떤 부호펄스를 전파에 실려 공중으로 송신하게 되면 항공기에서는 이것을 수신한 후 자동적으로 응답신호를 특정한 부호펄스로 송신한다. 이때 지상에서 이것을 수신하여 해독함으로서 항공기의 식별과 정보를 쉽게 얻을 수 있다. 이 SSR은 원래 군용의 피아식별에서 부터 발전하기 시작하여 현재는 민간항공기에 이르기까지 다한 비행고도정보를 제공함으로서 항공기 관제에 매우 중요하게 사용되고 있다. (2) 기본적인 동작원리 SSR은 크게 송신기, 수신기, Decoder로 구성되어 있으며 안테나는 Interrogation Antenna와 SLS( Side Lobe Suppression ) Antenna 두 종류로 구성되어 있다.
질문 Mode는 Mode 1, Mode 2, Mode 3/A, Mode B, Mode C, Mode D등 6종류가 있으며, Mode 3/A는 군,민항에서 공통으로 사용하는 것으로 항공기의 식별코드를 얻기 위한 Code이며, Mode C는 민항에서 사용하는 것으로 항공기의 고도정보를 얻기 위한 신호이다. Interrogation 주파수는 1030MHz±0.2MHz이고, Reply Transmission 주파수는 1,090MHz±3MHz이며, 질문은 P1과 P3로 구성된 두개의 Pulse로 이루어지며, SLS 억제 Pules인 P2는 질문 PULSE의 P1보다 2㎲ 지연된 다음에 송신된다. Reply Pulse Code Train은 기본적으로 20.3㎲인 두개의 Framing Pulse로 구성되며, Pules 정보는 첫 Framing Pules로 부터 1.45㎲씩 증가한다. 또한, SPI Pulse는 관제사가 특정 항공기에 대한 식별부호(ID)를 재 확인하고자 할 때, 음성통신으로 조종사에게 요구하면 조종사는 SPI 동작 버튼을 눌러 약 10초 동안 항공기 고유 식별부호를 지상으로 송신되도록 Mode 3/A 응답의 Last Framing Pulse로 부터 4.35㎲ 간격을 두고 나타난다. (3) 구성 및 특성 송신 안테나는 지향성(Directional) 안테나와 무지향성(Omni-Directional) 안테나로 구성되며, 일반적으로 1차 레이더의 파라볼라 안테나 상단에 설치되며, 1차 레이더와 동시에 회전한다. 무지향성(Omni-Directional) 안테나는 P2 펄스를 송신하는 Side Lobe Suppression(SLS)으로 사용된다.
< 1차, 2차 감시레이더 안테나 > (4) Mode S 현재 운용되고 있는 SSR System은 지상국 질문기로부터 질문에 대하여 Transponder가 일제히 질문에 대한 응답을 하기 때문에 교통량이 많은 공역에서는 응답 Pules가 공간에서 중첩되어 간섭의 우려가 있다. 이것을 보완하기 위해 Mode S 지상국과 Mode S가 장착된 각 항공기에 개별 질문으로 1:1의 Data Link를 구성함으로써 SSR의 단점을 보완한 것이다. Mode S는 1970년대 주로 미국에서 개발되었으며, 같은 모양의 System이 각국에서 제안되어 ICAO 통신부회의에서 1981년 SSR Mode S라고 명칭이 통일되었다. 여기서 Mode S 특유의 기술은 Monopulse이다. Monopulse를 사용하면 정확한 항공기 방위가 단일 응답으로부터 얻어지므로 질문 횟수를 줄일 수 있다. Mode S의 동작은 현재 운용되고 있는 SSR과 같이 지상의 질문기와 항공기의 Transponder로 구성된다. 현재 운용되는 SSR 형식(Mode A, C)에서 Mode S로의 점진적인 전환을 위하여 현재의 SSR주파수 (Up-Link 1030 ㎒, Down-Link 1090 ㎒)를 사용하고 신호형식도 현 SSR과 양립성을 갖도록 설계되었다. 따라서 Mode S 지상국은 Mode A, C와 Mode S의 질문을 일정한 주기로 송신하고, Mode S Transponder는 SSR 질문기로 부터 Mode A, C 질문을 수신하면 Mode A, C의 응답을 보내야만 한다. Mode S는 SSR System과 혼용되는 조건에서 운영되는 것이나, Mode S로의 전환을 위하여는 지상국과 항공기의 Transponder가 Mode S 방식을 위한 장비를 갖추어야 한다. Mode S 지상국은 SSR 질문과 같은 형식의 All Call(모든 항공기호출: 일괄질문)로 질문을 하여 항공기의 Transponder가 응답한 신호에서 Mode S Transponder를 장착한 항공기를 먼저 포착한다. Mode S 지상국은 All Call에 의하여 Mode S 항공기를 포착하면 이 항공기를 Roll Call(개별질문)대상으로 한다. Roll Call의 Pulse은 간격은 2㎲의 Pulse대로써 P2가 Mode A, C 질문의 SLS 제어 Pulse 위치에 있으므로 SSR Transponder는 이 질문을 SSR 지상국의 Sidelobe에 의한 질문으로 판단하여 응답하지 않는다. 따라서 개별질문에는 Data Block중에 고유 Address로 지정된 Mode S Transponder만이 응답한다. 즉, Roll Call(개별질문)/응답의 Data Link가 성립되면 Mode S 항공기에 Lockout을 지시하여 All Call에 대한 응답을 금지한다. 이렇게 함으로써 Mode S 방식은 항공기의 증가에 따라서 공간에 발사되는 응답신호가 점차 감소하여 간섭이 줄어들게 된다. ㅁ 정밀진입레이더 (PAR : Precision Approach Radar ) 민간항공분야에서의 정밀진입레이더(PAR)는 계기착륙표지시설(ILS : Instrument Landing System)의 예비용으로 사용하는 경우가 많다. 공항감시레이더(ASR)에 의하여 진입활주로 연장선상 약 10NM까지 유도된 항공기는 다시 정밀진입 레이더(PAR)에 의하여 활주로 착륙전 가까운 거리까지 관제 유도된다. 즉, PAR의 역할은 일정방향으로 향하고 있는 고도 및 방위면내에서 주사하는 2개의 안테나가 있는데 그 안테나의 움직임은 공간을 입체적(AZ : 좌우, EL : 상하)으로 주사하여 항공기의 위치를 파악하는데 이때 최종 진입상태에 있는 항공기의 진입로 및 강하로상 경로 기준점으로 부터의 위치를 AZ-EL(방위-고도) 지시기로 불리는 레이더 현시장치에 표시되는 정보를 무선전화를 통해서 항공기에 전달하여 조종사로 하여금 항공기가 최적의 진입로와 강하로에 따라 착륙 및 이탈 할 수 있도록 유도하는 기능을 가졌다. 이러한 PAR의 역할은 민간용에서는 많이 쓰이지 않으나, 차량에 탑재한 경우 이동이 쉬운 장점등으로 인하여 용도에 따라 운용되는 경우도 있으며 장비의 송신 주파수는 9GHz이고, 송신 출력은 약 30Kw 정도이다. 근래에 와서는 공항(空港)을 진입하는 항공기의 착륙 경로에 대하여 이 PAR 대신에 전자파에 의한 강하로를 형성해서 이 강하로에 따라 항공기를 직접 유도하는 계기착륙 시스템(Instnlment Landing System : ILS)이 주류를 이루고 있다. 군용의 경우에는 두 레이더를 하나로 묶어서 ASR과 PAR에 의한 착륙 유도를 GCA(ground controlled approach) Operaion이라 하고, 또 ASR과 PAR를 각각 분리 설치하여 항공기의 발착관제(發着管制)를 하는 것을 RAPCON(Radar APpproach CONtrol)이라고도 한다 ㅁ 지상감시레이더(ASDE : Airport Surface Detection Equipment) ASDE는 큰 규모의 공항에 있어 악천후시 또는 관제탑의 위치가 활주로나 유도로등을 명료하게 눈으로 관측하기 곤란한 경우 공항 지표면의 교통량을 감시하고 지상을 주행중인 항공기와 차량등을 관제하는데 사용하는 레이더이다. 이 레이더는 분해력이 강한 성능을 가지고 활주로, 유도로에 있는 항공기, 차량등을 현시장치에 식별하여 표시할 수 있다. 레이더 안테나는 항상 공항전면을 전망할 수 있는 관제탑옥상에 설치하며 또한 현시장치는 관제탑내에 설치되어 있다. 요즘에는 항공기를 이용하는 사람들이 점점 많아짐에 따라 공항의 대규모화, 항공기의 발착회수 증대, 공항 활주로(滑走路) 부근에서 교통의 복잡화 등으로 인하여 관제원의 운용에 의한 항공관제는 점점 곤란하여지고 있으며, 더욱이 야간이나 악천후에 의한 시계불량에서도 공항 지상만을 전담하여 탐지하는 레이더가 절대 필요하게 되었다. 이와같은 목적에 사용되는 레이더를 공항지상감시레이더(Airport Surface Detection Equipment : ASDE)라 한다. 이 레이더는 공항지상만을 탐지하기 때문에 단거리, 고분해능의 성능이 요구되며, 안테나 구조의 경량화, 정밀도 향상 및 기상의 악조건등 에서도 안테나를 보호하여 전천후로 사용할수 있도록 레이돔을 사용하는 것이 일반적인 추세이다. 김포공항 ASDE의 경우 주파수는 15.9GHz∼16.4GHZ, 안테나 회전수는 항공기등 지상이동물체의 신속한 탐지를 위하여 1초에 1회전(60RPM)을 하고 있으며, 항공기 충돌경보기능등 각종 첨단기능를 보유하고 있다.
ㅁ 공항 도플러 기상레이더 (TDWR) 사람들은 시시각각 변화하는 비, 눈, 구름의 이동상황 그리고 돌풍이나 태풍의 진로등 기상정보를 정확하게 관측하고 예보하기 위해서는 이를 탐지할수 있는 장치가 필요하게 되었고 이러한 사고(思考)에서 탄생한 것이 기상레이더이다. 기상 레이더와 일반 탐색(探索)레이더의 차이점은 어떤 표적들을 탐지 목적으로 하느냐하는 기준인데 일반 레이더에서는 이러한 기상표적들을 클러터로 처리하고 있으나 오히려 기상 레이더에서는 지면이나 항공기 등의 표적들을 클러터로 처리하기 때문에 상반된 개념으로 이해해야 하겠다. 이와 같이 기상표적을 탐지하는 목적에 사용되는 레이더를 일반적으로 통틀어 기상레이더라 부르고 세부적으로 분류하면 목적에 따라 우량측정에 사용되는 레이더나 번개구름을 탐지하는 레이더등 여러 가지가 있다. [ 한국군 운용 레이더 종류 ] 1. 관제 레이더 1) 공항관제 레이더 : 공항관제용 레이다
2) 장거리 방공관제 레이더 (FPS-117K / E1) : 대공표적을 탐지하는 장거리 레이다
▲ FPS-117K
사진출처: WithU님 ▲ FPS-117E1 한국 공군이 써온 장거리 방공관제 레이더는 록히드마틴사의 FPS-117K형이었다. 1999년 장거리 방공 레이더 사업을 통해 4대의 신형 FPS-117E1 레이더를 추가 도입한 걸로 추정됩니다. 1999년 발주당시 록히드 마틴은 마치 F-15K 수주때와 같이 스페인의 인드라사와의 치열한 경쟁 속에 자사의 FPS-117(E)1을 구입해주면 현재 한국이 보유한 FPS-117K 전부를 FPS-117(E)1급으로 개량해 주고 LG 정밀에서 면허 생산할 수 있도록 해주겠다고 제의 한 것으로 알려져 있습니다. 현재 2004년부터 울릉도 공군부대에 FPS-117E1가 운영중에 있다고 합니다. ㅁ FPS-117E1 제원 3) 이동형 관제레이더 (AN/MPN-14K)
사진출처: 유용원님 육군 항작사 ○○관제대대에서 ○대가 운영 중인 AN/MPN-14K(Deployable Ground Control Approach RAPCON) 이동형 관제레이다 입니다. ASR(공중감시)과 PAR(정밀접근) 레이더 시스템으로 구성되어 있습니다. 2. 피아식별 레이더 : AN/APX-72, AN/APX-76 A/B 1) AN/APX-72
사진출처: http://www.columbiaelectronics.com AN/APX-72는 미군 및 민간 항공기에 사용되는 항공 IFF 트랜스폰더이다. 이는 자동레이더확인, 비상신호, 고도기록(적합한 고도 디지털화장비와 결합시), Modes 1, 2, 3/A, C , 4의 질문의 응답 등을 제공한다. 최신 모드는 KIT-1A/TSEC 컴퓨터가 필요하다. 개발사 : Hazeltine Corporation 제원 : 2) AN/APX-76 A/B
AN/APX-76A은 전천후 요격기 및 전술항공기용 공대공 질문기(interrogator)이며, Modes 1, 2, 3/A, 4에서 AIMS(ATCRBS/IFF/Mark XII/System) 성능을 발휘한다. 그룹별 해독 비디오와 불연속적인 코드-해독 비디오는 IFF와 초기레이더표적간의 명확한 상관성을 레이더화면에 표시된다. 장비는 전체 IFF Mk XII-compatible이다. 개발사 : Hazeltine Corporation 제원 : 3. 해안(해상)감시 레이더 : 해상 및 해안의 표적을 감시하는 레이더 1) MR-1600 : 일본제 해안감시레이더(대부분 GPS-98K로 대체되고 일부 남아있다고 합니다.) 2) GPS-98K : 주력 해안감시레이더 (X-Band)
해안감시레이더(GPS-98K)는 해안기지에 설치운용되는 연안감시용 레이더로서 분당 17 회전하며 X-밴드대역의 고주파를 공간상으로 방사 및 표적으로부터 반사된 신호를 수신하는 안테나, 고출력의 펄스 변조된 고주파를 발생하여 안테나에 제공하며 안테나로부터 수신된 무선파를 증폭/검파 처리하여 전시기에 표적 탐지와 관련된 신호를 제공하는 송수신기, 송수신기로부터 비디오 신호, 전시기 트리거 신호 및 방위 신호를 입력받아 표적 정보를 추출하여 전시하는 전시기로 구성되어 있다. 해안감시레이더(GPS-98K)는 삼면이 해안으로 되어 있는 대한민국의 환경에서 연안 감시를 위한 레이더의 수급을 전량 해외에 의존해야만 하는 기존 환경을 개선하고자 도입품인 MR-1600 레이더를 대체하기 위해 개발된 장비로 ‘97년 업체자체개발사업으로 추진되어 개발완료후‘98년부터 배치운용중에 있다. 기존에 사용하던 해안감시레이더인 MR-1600의 수동적인 운영개념에서 벗어나 표적에 대한 자동추적이 가능하고 실시간으로 표적 정보를 운용자에게 제공하며 각종 클러터 제거 기능을 보유하여 정확한 표적탐지가 가능하도록 개발되었으며 현재 대한민국 해안의 약 90%이상의 레이더 감시소에서 운용되고 있다. ㅁ 주요 제원
3) GPW-05K : 해안감시레이더 무인화장비
해안감시레이더 무인화장비(GPW-05K)는 해안 및 도서지역에서 운용중인 해안감시레이더(GPS-98K)를 원격 지의 통합상황실에서 자동으로 조정, 제어하는 장비로 무인화된 레이더기지에 설치되어 전원 원격제어 및 상태 감시, 고장진단 기능을 수행하는 원격제어장치(RCU), 통합상황실에 설치되어 전송된 영상을 처리하 고 무인화기지측의 장비를 원격제어하는 원격제어전시기(RDIS), 필요에 따라 인접부대에 영상정보를 제공 할 수 있는 채널확장전송장치(CHE)로 구성되어 있으며, 기지 인력 및 유지비 절감과 원격지 통합운용에 따른 해안 감시업무의 효율성 증대를 목적으로 필요성이 제기되어 개발된 장비로 ’04년 업체자체 개발 사업으로 추진되어‘05년부터 배치 운용중에 있다. 해안감시레이더 무인화장비(GPW-05K)는 해안감시레이더(GPS-98K)의 전원제어 및 기능을 원격제어 할 수 있으며 해안감시레이더(GPS-98K) 전시기와 동일한 기능을 구현하여 운용자의 편의를 고려하였고, 전자 해도를 탑재하여 군 작전활용도를 증대시켰으며, 무인화기지측 정전, 과전류 및 온도를 감지할 수 있도록 개발되었다.
4. 개량형 발칸 레이더 (VIPER) : 20미리 발칸 대공포체계 성능개량장비
ㅁ 특성 및 제원 - 직접 조준방식 5. 저고도 탐지 레이더 (TPS-830K) : 저고도로 침투하는 항공기 및 헬기를 탐지, 위협 우선순위에 따라 방공무기로 제원을 전파
ㅁ 특성 및 제원 - 탁월한 ECCM기능 보유 6. 비호레이더 (MPS-1) : 비호체계(30mm자주대공포)의 탐지 레이더
ㅁ 특성 및 제원 - 대 전자전 기능/ 자체점검 기능 7. 대포병 레이더(표적탐지 레이더) : AN/TPQ-36, AN/TPQ-37
사진출처: 유용원님 (대박격포용인 AN/TPQ-36)
사진출처: http://www.army-technology.com (AN/TPQ-37) 표적획득 및 전장 감시레이더 체계는 군단급 이하 제대에서 적 전술표적에 대한 정보획득과 비행중인 포탄을 탐지하여 적 발사 포대위치를 파악하여 아군의 대포병 사격운용에 적합한 레이더체계로서 전장 감시용의 RASIT와 AN/TPQ-36, 37이 전방 10∼50Km 지역내 적 활동 첩보를 수집하는데 운용되고 있다.
M-SAM 위상배열 레이더는 기존 HAWK 후속 대체 전력으로 중거리, 중.저고도 대공 방어용 중거리 지대공 유도무기의 핵심장비로 표적 및 발사된 유도탄을 탐지, 포착, 추적하고, 교전 통제소의 지시를 받아 적 표적의 요격에 이르기까지 유도탄 포착 및 추적, 표적추적, 다른 공간 탐색을 동시에 수행하는 시스템입니다. 최근 삼성탈레스(러시아측과 공동개발)는 철매 Ⅱ(M-SAM) 다기능 탐색레이더 시제품을 국방과학연구소에 납품했다는 군요. 2001년 11월 착수하여 4년 5개월간의 개발, 제작 및 시험과정을 거쳐 성공적으로 계약을 종료했습니다. M-SAM은 2009년 개발 완료 예정으로 아직 구체적인 성능이 공개되지 않은 상태입니다. 9. 차기고속정(PKX) 레이더 1) 차기고속정(PKX)용 추적레이더
’03~’07년 동안 군 요구 성능에 적합한 차기 고속정용 추적레이다를 기술도입 생산 후 전력화 및 국산화 계획을 수립하여 차세대 국산 독자 모델을 개발 하기 위한 사업입니다. 2) 차기고속정(PKX)용 3D 탐색레이더
사진출처: 비밀의 mackerel님 PKX용 3차원 탐색레이다는 독일 EADS의 TRS-3D/16을 아주 닮았습니다. 멀티 빔 레이다인 MW08과는 달리 하나의 펜슬 빔을 위 아래로만 꺾는 위상배열 레이다이고 이것은 TRS-3D와 똑같은 방식입니다. 다만 주파수는 C-대역인 MW08 및 TRS-3D와 달리 X-대역으로 높아졌습니다. 10. 한국해군 함정 레이더 1) 대공 레이더 : DA-05, AN/SPS-49(V)5, MW08, SMART-L 가) DA-05 장거리 대공감시레이더(E/F 밴드)
▲ DA-05 대공감시 레이더(울산급 호위함 후부 마스트 설치) Signnal사의 DA-05 장거리 대공감시 레이더는 KDX시리즈에 탑재된 AN/SPS-49(V)5와 LPX에 탑재되는 SMART-L에 밀려 관심되는 장비는 아니지만 울산급(전후기형 모두 후부 마스트에 장착) /원산급에 탑재된 장거리 대공감시레이더로 연안작전부대의 가장 강력한 눈이 되는 장비이기도 합니다. ㅁ 주요 제원 제작사 : Signaal사 Antenna : Horn fed parabolic reflector형 밴드대역 : E/F-band 최대출력 : 1.2 MW 탐지거리 : 135km(전투기 탐지) 총중량 : 3273kg급(경량, 주로 초계함 이하의 함정에 채용) 한국외에도 아르헨티나, 벨기에, 핀란드, 인도네시아, 아일랜드, 말레이시아, 모로코, 네덜란드, 스페인, 태국해군등이 총 50식을 채용하고 있습니다. 울산급 호위함의 경우 연안제해함 개념의 함으로 비록 대양작전용 성능을 가지고 있지는 못한 레이더이지만 MTI능력등 기본적인 성능에는 무리가 없고 교전거리가 짧을수밖에 없는 한국해역에는 적합한 선택이라고 여겨집니다. 나) AN/SPS-49(V)5 장거리 탐색용 2차원 대공레이더(C/D 밴드)
▲ KD-1 광개토대왕급 구축함 각종 레이더 위치(클릭하시면 크게 보여요..^^;)
KD-1(광개토대왕급)과 KD-2(이순신급)은 장거리 대공 탐색 레이더로 레이디온사의 AN/SPS-49(V)5 2차원 레이더가 함미에 장착되어 있다. 이 레이더는 고출력 레이더로 최대 탐색 거리는 460km에 이르며, C/D밴드를 사용하여 체적 탐색을 맡는다. AN/SPS-49(V)5 레이더는 첨단 ECCM을 포함한 고출력 펄스 도플러 프로세싱을 사용하여 위협에 효과적으로 대응하며, 자동 표적 탐지(ATD)와 디지털 보고 기능으로 표적을 조기탐색하여 사격 통제 레이더에 제공한다. 다) MW-08 단거리 탐색용 3차원 대공레이더(G 밴드)
KD-1(광개토대왕급)과 KD-2(이순신급)은 단거리 대공 탐색 레이더로는 TNN사(Thales Naval Nederland, 구 시그날)의 MW-08 레이더가 장비된다. MW08은 3차원 멀티 빔 레이더로 G밴드를 사용하여 목표 추적과 표적 지정을 담당한다. 고각 70° 범위를 특정하며 최대 탐색 거리는 105km로 알려져 있다. MW-08은 최신 레이더 기술이 적용되어 완전 자동화된 탐지, 추적(ADT) 기능이 있으며, 시 스패로 미사일의 유도에 필요한 데이터를 사격 통제 레이더에 제공한다. 라) SMART-L 장거리 탐색용 3차원 레이더
사진출처: http://cafe.naver.com/nuke928.cafe 작센님
▲SMART-L 레이더(독도함 중앙)
최대탐지거리 400Km내에서 1,000여개의 목표물을 동시 탐지 및 추적이 가능한 탈레스사의 장거리 탐색용 3차원 레이더로서 한국해군 처음으로 LPX인 독도함에 탑재되어 있습니다.
2) 이지스 시스템 : AN/SPY-1D(V) Baseline 7.1 3차원 위상배열 레이더
사진출처: http://cafe.naver.com/fleet.cafe 푸른바다님
▲SPY-1D 레이더(KDX-3 이지스함 중앙에 설치 예정인 8각형 판모양의 레이더)
SPY-1D(V) 레이더는 Aegis 레이더의 계속되는 진화의 주춧돌이다. 이 레이더는 다양한 범위의 연안환경에서의 새로운 위협에 대응하는 한 편, 전통적인 대양작전에서의 레이더 성능도 강화하도록 설계되었다. 이 레이더는 Sea Skimming 순항미사일과 전술탄도미사일(TBM)의 탐지, 추적, 표적지정능력을 강화하기위하여 Silid State 기술을 사용한다. 더 욱이 이 레이더는 합참기획문서인 Joint Vision 2010에서 식별된 많은 요구능력을 지원한다. SPY-1D(V) 레이더는 자체의 최신 가용한 기술을 가지고 정보의 우월성(Information Superiority), 지배적 기동(Dominant Maneuver), 정밀교전(Precision Engagement), 전차원보호(Full Dimensional Protection)와 같은 합동 및 다국적 전투개념에 상당히 많 은 기여를 할 수 있을 것이다. AEGIS 전투체계와 SPY-1D(V) 레이더 는 Joint Vision 2010의 신작전 환경에서 성공적인 작전을 위한 필수조건이다.
연안작전환경에서 발견되는 인공클러터는 건물, 산업복합체, 재밍, 채 프등으로부터 대량으로 반사되는 것이 포함된다. 자연적인 클러터는 산 악지형, 철새떼, 악천후, 역수온층 또는 모래바람등에서 기인할 수 있다. 이와같은 환경하에서 저고도로 고속비행하는 소형대함미사일 표적에 대 응하기위한 요구능력은 레이더의 민감도와 서브클러터의 가시성을 증가 시키면서 레이더 탐지범위에서의 신속한 탐색률을 유지할 수 있는 고 난도 설계의 도전을 심하게 받는다. 연안해역의 극심한 교통량과 클러터에서 레이더 민감도를 증가시키면 허위표적의 순간탐지(Transient Detection)와 실제표적의 추적에 방해가 되는 트랙의 수를 극적으로 증가시킨다. 이들 트랙의 처리는 레이더의 시간과 출력, 컴퓨터 처리자원의 소모를 유발시켜 탐색률의 저하, 클러 터의 전시, 전시 트랙의 혼돈을 야기시킨다. 이렇게 되면 운용자들은 전 시되는 데이터를 관리하는 일보다도 전시내용과 트랙파일을 정리하는 데 시간을 낭비한다. SPY-1D(V)레이더는 Sea-Skimming 미사일과 전술탄도미사일의 탐 지, 추적, 표적지정 능력강화를 위해 Solid State 기술을 사용하는 외에 도 PDAS(Pulse Doppler Acquisition and Tracking) 파형과 신속탐색률 유지능력의 추가를 통해 통상적으로 레이더 운용조건에 악영향을 주거 나 클러터가 심한환경에서도 고속저고도비행의 보다 소형인 표적을 처 리할 수 있다. SPY-1D(V)팀은 혁신적인 신기술을 적용하여 레이더 장비를 개량하 고 전술프로그램을 강화하였다. SPY-1D(V)에 대한 개선은 주로 진보 된 신호처리기인 ASP(Advanced Signal Process)의 설치에서 유래하였 고 SPY-1B/D에 대한 개선은 주로 전술컴퓨터프로그램과 송신기장비설 치에 기인한다. 신호처리기의 개선은 SPY-1B/D의 신호처리기를 개선 형으로 교체하고, 저출력 RF(Radio Frequency) 중폭기 캐비닛을 산형 의 간단한 드라이버와 전원공급장치로 교체하는 것을 포함한다. 컴퓨터 프로그램 개량은 구조적 개선을 통하여 UYK-43 컴퓨터에 한 대에서 두 대로 바꾼 후 시스템이 함대에 배치될 쯤이면 상용의 COTS(Commercial Off The Shelf; 민간기술의 군용전환) 프로세서로 바뀔 것이며, 클러터 거부와 기만전자대항책(DECM : Deceptive Electronic Countermeasures)의 관리를 위한 새로운 처리를 신호처리기 와 송신기에 제공하는 것을 포함한다. SPY-1D(V)의 확장되고 컴퓨터 선택적인 MTI(Moving Target Indicator) 탐색모드 능력은 클래터 상쇄 성능의 실질적인 개선을 자동 화한 컴퓨터제어하에 제공한다. 자동화적응모드제어(AAMC : Automatic Adaptive Mode Control)기능은 시스템이 최적의 MTI 탐색 파형을 자동으로 선택하면서 레이더 운용자의 MTI 관리업무를 없애도 록 해준다. 게다가 레이더의 강화된 DECM능력은 현대식 기만재머의 기술적 진보를 무력화시키도록 설계되었다. SPY-1D(V)기술의 핵심은 개선형신호처리기(ASP)가 개선된 자료분 산시스템구조와 현대적 마이크로프로세서의 증대된 처리능력을 제공한 다는 점이다. ASP에는 5,000개 이상의 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)을 다양한 일반용 마이크로프로세서 모듈에 통합한 다. 이 신형프로세서를 위해 26개의 새로운 모듈타입이 개발되었다. 이 들 각 모듈은 기존의 SPY-1B/D 모듈 200개에 해당하는 능력을 갖는 다. 이 기술은 실시간의 프로그램가능구조를 제공하여 복잡한 알고리즘 계산, 장비제어, 고장탐지, 고장분리 및 로컬메모리 동작등을 지원한다. 새로운 알고리즘이 프로그램가능한 신호처리모듈로 실시간에 다운로드 되어 특정목적의 복합적인 동작을 수행하여 다양한 형태의 처리요구에 엄청난 유연성과 적응성을 제공한다. 이 시스템은 프로세서 내부에서의 데이터교환을 위해 Pi-Pus주로를 결합하고 로컬메모리내에 175,000라인 의 펌웨어(Firmware)를 포함한다. 이외에도 ASP는 장비통제, 오류감 지, 오류분리기술을 사용하며 잠재적인 레이더문제를 신속히 식별하고 관리한다. 신형저출력 RF증폭기는 SPY-1B/D에 비해 더 높은 평균출력, 더 낮 은 잡음, Pulse-to-Pulse, 위상, 진폭의 많은 안정도를 제공한다. 장비와 펌웨어 분야의 이와 같은 기술적 진보는 이 레이더 시스템이 연안작전 임무를 충족할 수 있도록 개선된 레이더 능력의 개발을 유도하였다. 이 레이더는 ASP내에 완전히 통합된 Dual-Beam 탐색능력 특성도 가지고 있다. Dual Beam 탐색은 레이더 시스템에게 극심한 클러터와 밀도높은 트랙환경에서도 MTI 개선에 필요한 고데이터율의 감시를 유지하도록해 준다. 이 기술은 반대편에 있는 배열면을 사용하여 한번에 두방향을 동 시에 탐색할 수 있는 기술을 제공한다. 탐색데이터는 신호처리기의 4개 채널가운데 2개 채널에서 독립적으로 처리된다. 컴퓨터 프로그램의 핵 심구조와 개선된 상용프로세서의 결합으로 극적으로 증가된 초당제어 Dwell수를 처리할 수 있는 능력이 구현되었다. SPY-1D(V) 레이더는 전후사방 최대 1,000㎞(대공 472㎞/대함 178㎞)까지 탐지가 가능하고 3차원 공간에서 900개의 대공목표를 전 방위로 탐지, 식별, 추적해 실시간으로 전파한다. 이지스 시스템의 가장 두드러진 형상으로는 위상 배열레이더를 꼽을 수 있다. 이 레이더는 큰접시형 안테나가 마스트에 설치되는 재래식의 것과는 달리 레이더 센서가 전·후·좌·우로 상부격벽의 평면에 부착된다. 최신의 기술로 만들어진 이 위상배열 레이더는 매우 정교하고 성능면에서도 월등히 우수할 뿐 아니라 기존의 전투함 마스터가 복잡한 것과는 달리 마스터의 복잡한 구조가 훨씬 간단해진다. 이러한 효용성으로 인하여 KDX-3에도 스텔스 형상을 도입하기에 유리한 효과를 얻을 수 있고 KDX-3에도 이러한 스텔스 형상이 도입될 것이다. 최대 탐지추적거리 : 1054km 탄도탄 추적거리 : 925km 동시교전능력 : 17개 동시대응 유도탄수 : 15발 동시 추적능력 : 900개 3) 사격통제 레이더 : WM-28/ST-2802, ESM, ULQ-11K, STIR-180, STIR-240 가) WM-28/ST-2802 사격통제 레이더 시그널社 WM28 사격통제 레이더(Signaal사)는 동해급과 포항급 초계함 초기형에는 마스트 상부에 장착하고, 포항급 초계함 후기형에는 ST-2802 사격통제 레이더(Marconi사)를 함미에 설치되었다. 울산급 호위함 초기형(전남함 이전 함)에도 WM-28 사격통제 레이더가 주 마스트 최상부 원형돔 내부에 설치되었다. 나) ESM/ULQ-11K 사격통제 레이더 울산급 호위함 후기형(전남함부터)에는 WM-28 사격통제 레이더 대신에 ESM, ULQ-11K 사격통제 레이더를 함미 마스트에 설치하였다.다) STIR 180 (I/K 밴드) 사격통제 레이더
STIR 180은 I 밴드와 K 밴드를 모두 사용하여 표적을 추적하며 미사일과 함포를 통제한다. 광개토대왕급에서는 우선적으로 개함방어 미사일인 시 스패로 대공 미사일을 통제 유도하기 위해 사용되며, 부차적으로 함포에 직접 연동해 사용하기도 한다. STIR 180은 1.8m짜리 안테나 원반을 통해 60km의 범위까지 작동한다. 라) STIR 240 ( I/J/K 밴드) 사격통제 레이더 STIR-240 사격통제 레이더 KD-2 이순신급 구축함에는 사격 통제 레이더로는 TNN사의 STIR 240 2기가 장착되어 스탠다드 미사일을 유도한다. STIR 240은 스탠다드 미사일의 조사 기능을 담당할 뿐만 아니라, 추적 과정에도 도움을 줄 수 있다. STIR 240은 강력한 재밍과 클러터의 위협을 고려해 설계되었으며, 함정의 무장 통제 체계와 연계하여 개함방어뿐만 아니라 구역방어도 가능하게 해준다. 구역방어를 하기 위해서는 목표 추적과 미사일 유도를 위해 개함방어 보다 넓은 탐지 거리가 필요하다. STIR 240은 TWT 송신기와 2.4m짜리 안테나 원반으로 이런 넓은 탐지 거리를 제공한다. STIR-240은 46억원으로 최대 220km까지 발사한 미사일을 관제할 수 있습니다. 가) ZW-06 대수상/항법용 레이더 (I 밴드) 시그널사(탈레스사)의 ZW-06 대수상 레이더(주 마스트에 설치)는 울산급 호위함 전,중기형(울산함, 서울함, 충남함, 마산함, 경북함)에서 운용중이며, I-밴드형으로 수상감시, 항법, 헬기관제, 제한된 대공감시임무 등을 수행합니다. 출력은 최대 60kw급이나 평균 60w를 유지하며, 탐지거리는 소형선박을 기준으로 22km로 단거리이나 항법용인 만큼 그다지 문제될것은 아니다. 나) ST-1810 수상레이더 및 SPS-10C 항법레이더 울산급 호위함 후기형(전남함)부터 주마스트 최상부 원형돔 내부에 삼성/Marconi사의 ST-1810 수상레이더 그리고 주마스트에 Raytheon사의 SPS-10C 항법레이더가 장착되었다. Raytheon사의 SPS-64 레이더는 참수리급 고속정 후기형, 초계함에 탑재되어 운용되고 있다. 퇴역한 참수리급 전기형과 중기형에는 레이디온 1645 항법레이더가 사용되었다. 라) SPS-95K 대함 레이더(C밴드)
사진출처: http://www.defence.co.kr kismet71님
대함 레이더(SPS-95K)는 KD-1 광개토대왕급과 KD-2 이순신급 구축함에 운용중이며, 주마스트 상부의 MW-08 대공레이더와 STIR-180(240) 사격통제레이더 사이에 위치하고 있습니다. SPS-95K는 해상의 표적을 탐지하여 전시기에 표적 정보인 비디오, 안테나 방위신호, 거리기준 트리거를 제공하는 항해 및 해상 탐지 레이더로 C-밴드대역의 고주파를 공간상으로 방사 및 표적으로부터 반사된 신호를 수신하는 안테나, 고주파 펄스신호를 생성하고 표적에서 반사되어 수신된 미약한 신호를 증폭하여 신호처리하여 영상 및 트리거 신호를 전시기로 전송하는 송수신기, 원격으로 송수신기의 모든 기능을 제어할 수 있는 원격운용기 및 정비시 안테나 회전이나 송수신기의 작동을 중지시키는 안전스위치로 구성되어 있다. 대함 레이더(SPS-95K)는 해안감시용 육상기지에도 설치되어 운용이 가능하고 또한, 자이로와 연동이 가능하므로 중형급 이상의 함정에도 설치 운용이 가능한 시스템으로 ‘94년 업체자체 개발사업으로 추진되어 ’97년부터 배치운용중에 있다. 전자전 장비로 블랭킹 신호를 제공하며, 피아 식별기에는 사전 트리거 신호를 제공하고, 피아 식별기의 고주파 신호를 방사할 수 있도록 피아식별 안테나가 장착되어 있으며 전시기, 전투체계와 연동되어 표적정보를 전시할 수 있도록 개발되었다. ㅁ 주요 제원
마) SPS-100K 함정용 레이더(X-Band)
항해용 레이더(SPS-100K)는 중소형 함정과 전투함정에 탑재하여 해상표적을 탐색, 추적하는 레이더로 분당 33회 회전하며 X-밴드대역의 고주파를 공간상으로 방사 및 표적으로부터 반사된 신호를 수신하는 안테나, 고출력의 펄스 변조 된 고주파를 발생하여 안테나에 제공 하며 안테나로부터 수신된 무선파를 증폭/검파 처리하여 전시기에 표적 탐지와 관련된 신호 를 제공하는 송수신기, 송수신기로부터 비디오 신호, 전시기 트리거 신호 및 방위 신호를 입력받아 표적 정보를 추출하여 전시하는 전시기로 구성되어 있다. 미국으로부터 도입되어 함정에 탑재되어 운용되던 SPS-64 레이더의 노후화에 따라 이를 대체하기 위해 ‘00년 업체자체 개발사업으로 추진되어 개발된 장비로 '02년부터 배치운용 중에 있다. 최신 신호처리 기법을 적용하여 악천후에서도 소형 표적탐지 및 자동추적 능력 이 우수하며, 전자파 간섭제거 기능도 보유하고 있다. 또한, 위치정보시스템(GPS), EM-Log, 자이로, 전자전장비, 사격통제 장비 등의 함정탑재장비와 연동이 가능하며 레이더에서 추적 된 표적에 대한 정보를 전투체계에 제공할 수 있도록 개발되었다. ㅁ 주요 제원
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