레이더무기체계

레이더의 과거, 현재 그리고 미래

레이더는 전쟁 승패를 결정하는 주력 장비이기에 고성능 기술개발에 전 세계가 집중하고 있다. 현재의 레이더는 대공 탐색 또는 외부지정 지역탐색, 표적추적, 피아식별 등의 다양한 임무를 동시에 수행하고 있는 방향으로 발전하고 있다. 이런 레이더의 과거부터 현재, 미래의 변화사항을 살펴본다.

  감시전자사업부 감시전자총괄계약팀

제2차 세계대전과 레이더의 탄생

1940년 7월 유럽의 대부분을 점령한 나치 독일은 영국 본토에 대한 공습을 시작했다. 메서슈미트를 중심으로 한 독일공군과 스핏파이어를 중심으로 한 영국공군은 질적인 면에서는 동등 수준이었으나 양적인 면에서는 독일공군이 우세했다. 하지만 영국은 독일공군의 움직임을 사전에 포착하고 공격 예상 경로에 따라 대응해 효과적인 방어를 할 수 있었는데, 이는 영국이 독일 대비 레이더를 보유하고 있었기 때문이다. 레이더의 활용은 물량의 열세를 극복해내는 중요한 무기체계였던 것이다. 레이더의 중요성은 1942년에 발생했던 미국과 일본 간의 미드웨이 해전에서도 드러난다. 당시 미국의 항공모함에는 레이더가 장착되어 있었지만 일본의 항공모함은 그러지 않았다. 일본은 수병의 견시 능력(함교에서 육안으로 감시)이 뛰어나 개전 초기에는 대응이 가능했으나, 후반부로 갈수록 복잡해지는 전장상황으로 인해 한계가 드러나 미국의 승기로 기울게 됐다. 이런 사례로 보았을 때 레이더의 유무가 전쟁의 승패를 좌우하게 됐다는 것을 알 수 있다. 제2차 세계대전의 경험을 교훈으로 미국을 포함한 세계 선진국들은 현재까지도 레이더의 탐지 거리를 향상시키고 정확도를 높이는 등 관련 기술개발에 노력을 기울이고 있다.

레이더의 발전 추세¹

레이더는 전파를 사용해 물체를 탐지하고 목표물의 거리, 방향, 각도 및 속도 등을 산출하는 체계로, 전파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전파를 수신하는 원리이다. 레이더무기체계는 2차원에서 3차원 탐지로 단일 기능에서 다기능·다목적으로, 튜브형 송신기를 사용하는 방식에서 반도체 송수신기를 사용하는 형태로 급속히 발전되고 있다. 또한 진보된 컴퓨팅 반도체 기술에 의해 고집적 모듈화·소형화·경량화·고출력·고효율화로 발전되고 있으며 GaN(질화갈륨)이 적용되고 있다. 과거의 레이더는 기계식으로 안테나 빔을 조향하는 1세대 기계식 주사배열 방식이 주류를 이루었으나, 현재는 빔 조향 방식을 위상배열 기반의 전자식 주사배열 방식을 적용하고 있다. 더 나아가 전자적 빔 조향 방식의 위상배열 레이더 형태는 다기능성을 보다 향상시키기 위해 하나의 송신관을 이용한 수동위상배열(PESA: Passive Electronically Scanned Array)에서 반도체 송·수신기를 이용한 능동위상배열(AESA: Active Electronically Scanned Array) 방식으로 발전하고 있다. 최신 레이더인 다기능·다목적 레이더는 AESA 방식 구조에 의한 다중 빔 운용 방식으로 대공 탐색 또는 외부지정 지역탐색, 표적추적, 피아식별, 유도탄 유도, 재머 탐지·추적 등의 다양한 임무를 동시에 수행하는 방향으로 발전하고 있다.

[현재 개발 및 양산 중인 레이더]

레이더 미래무기체계 개발계획

최근 레이더 표적과 주변 환경이 점차 지능적으로 변함에 따라 레이더 기술도 새로운 도전을 받고 있다. 레이더 표적은 점차 소형화·고속화·스텔스화되거나 저공비행이나 고공비행을 통해 레이더에 탐지되지 않도록 변화하고 있고, 주어진 시간에 다수의 임무 수행을 위한 초고속 레이더 신호처리 기능이 요구되는 상황이다. 이러한 변화에 따라 미래에 개발 예정인 장거리공중감시체계, 레이더우주감시체계, 인지레이더 등은 필요한 핵심기술의 선제적 확보를 통해 레이더 분야의 국내 기술을 세계 선도적 수준으로 향상시키고 국내 연구개발 원칙의 사업추진 여건을 조성 중이다. 현재 70%인 연구개발 비중을 90%까지 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

- 장거리공중감시체계: 스텔스 항공기나 무인항공기 등 저피탐 항체에 대한 탐지
- 레이더우주감시체계: 인공위성 등 우주물체에 대한 24시간 감시체계 구축
- 인지레이더: 탐지 환경을 스스로 학습해 최적화해 나가는 레이더

[미래에 개발 예정인 레이더]