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레이더의 크기에 따른 탐지거리 차이

  작성자: 5thsun
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작성일: 2014-04-13 16:55:51

레이더의 크기에 따른 탐지거리 차이 










우선 레이더의 크기 변경으로 파워(숫자*w) 랑 이득(면적) 만 변동 되고 나머지는 모두 동일하게 유지되는 상황을 가정하겠습니다. 

fa-50의 레이더(el-2032)의 탐지거리는 100km 급이라고 합니다. 

참고로 그 이외의 한국 공군 전투기의 기계식 레이더들의 탐지거리들은 다은과 같습니다. 

F-16 PB는 APG-66 74KM, 
KF-16 기본형 APG-68(V)2 100KM, 
KF-16 후속양산형 APG-68(V)7 140KM, 
F-15K APG-63(V)1 231KM

FA-50은 500개급, 
F-16은 1000개급, 
F-15는 1500개급 

레이더를 사용하니, 

파워에서는 2/3배(소자*W에서 소자가 3배), 

이득에서도 2/3배(이득=레이더 면적에 비례, 레이더 면적->동일한 소자를 사용한다면 소자 숫자에 비례) 

라고 가정했습니다. 

각 레이더를 FA-50과 F-16, F-15K에 크기만 변경해서 탑재했을 경우 탐지거리는 아래와 같이 변경됩니다. 









FA-50에 탑재된 EL-2032와 APG-63(V)1은 세대상 비슷한 수준의 레이더라는 뜻이고

(1. EL-2032는 버전업을 하면서 명칭 변경을 안해서 20년 전꺼나 지금꺼나 같은 EL-2032지만 내용물은 많이 다릅니다.) 

(2. APG-63(V)1이 FA-50용 EL-2032 보다 10년 앞서서 나온 레이더니 10년 늦은 것이라는 뜻도 됩니다.) 

한국군 F-16 용 레이더는 기계식 중에서도 좀 구형이라는 뜻입니다. 

아마 APG-68 계열의 최후기형인 (V)9은 EL-2032와 APG-63(V)1과 동급인 레이더로 166~186KM 정도가 아닐까 추측합니다. 

((V)9은 구형에 비해서 33%의 탐지거리 확장이 있었다고 언급하는데, 

(V)1~2는 100KM, (V)5은 125KM, (V)7은 140KM 급이기 때문에 

구형 기준이 (V)1~2라면 133KM, (V)5 라면 166KM, (V)7 이라면 186KM 지만 

133KM는 (V)7보다 짧으니 (V)9의 탐지거리는 166~186KM 가량으로 추측할 수 있습니다.) 

그리고 AESA 레이더로 이동하면 동일한 파워로도 이득의 증가 등 때문에 60%의 탐지거리 향상이 있다고 합니다. 










이 레이더가 이야기 하는 기계식이 EL-2032이라고 가정하고, AESA 레이더는 개발중인 10W급 소자를 사용한 AESA 레이더 라고 가정하면 탐지거리는 다음과 같이 변경됩니다. 

두번째로  2010년대에 개발한 10W급 AESA 레이더를 2020년대에 전력화 시키고 

2020년대에는 50W급 AESA 레이더를 개발하여 2030년에 전력화 시킨다고 가정하고

같은 레이더에서 소자를 10W급 T/R 소자에서 50W급 T/R 소자로 변경했다면 탐지거리는 아래와 같이 변경됩니다. 









세번째로 2030년대에 50W급 AESA 레이더를 탑재한 상태라는 가정하에서 RCS에 따른 탐지거리 감소를 넣어봤습니다. 









댓글 21

  • best 커피빈 2014-04-14 추천 3

    1. 2032는 맞춤형레이더입니다. 전 300mm급 2032가 100km급 탐지거리를 가진다는걸 믿지 않습니다.

    2. 안테나gain치는 개구면적하고 별 관계있지 않습니다. 메인로프의 집중도, 즉 펜슬빔이 샤프할수록 gain이 올라가고, 또한 실제적으로 AESA서 gain의 주 공헌은 안테나 중심부 애들이 하고 밖으로 갈수록 떨어집니다..

    3. Range(freespace)는 이상 공간내 공식이고, 대기층 내에서는 x band 대비 약 0.01~0.005dB/km정도의 산소 감쇠 및 수증기 감쇠를 감안해야 하고요..

    배경노이즈를 감안한 검출역치 설정에 따라 이론이 아닌 실제탐지거리 상한선이 정해지는데, 일반적으로 대기층내 배경잡음을 -55dB선으로 보고, 인구밀집 지역에서는 훨씬 크게 널뛰기 합니다. 즉 레이더출력과 접수능력이 아무리 강력하더래도 실제 -50dB급 물체는 탐지 안된다고 봐야죠.. -40dB급이 조사에너지 누적으로 노이즈를 잡을수 있는 현실가능 선인데, 이게 2020년대 미군 무미익 무인기들의 전방평균 RCS목표입니다.

    전장의 배경노이즈가 일반적으로 강력하기에 쉴새 없는 경고음이 파일럿을 미치게 하지 않기 위해 검출 역치 설정이 낮을수 없습니다.. -10dB급 스텔스도 실 전장에선 비스텔스기와의 차이가 자유공간에서의 피탐지성 차이의 몇배로부터 십수배, 수십배 날수가 있습니다.

  • 커피빈 2014-04-15 추천 0

    F-Burst님, 지적 매우 감사합니다.말씀하신 부분에 동의합니다. 제 서술은 큰 문제가 있습니다.

    변명삼아 약간만 덧붙이면...;; 사실 어제 댓글중 표현하고자 했던 건 말씀하신건 일반 PD하고 AESA의 게인치를 똑같은 방식으로 보고 꼭 안테나면적과 비례한다는건 아니라고 얘기하려는 것이었습니다.

    1. 일반 PD는 축이 회전하고 빔은 안테나평면에 수직되게 발사되는거라, 빔폭이 안테나면적에 비례합니다.

    2. AESA는 일반적으로 고정식이라, 수직아닌 타 각도로 조사시 안테나면적이 아닌 투사면적(스캔각도의 코사인 값)에 의해 변한다 는 점...

    3. 밀집 T/R소자들의 상호간섭으로 높은 가공정밀도 및 소자동일성이 필요해서 메인/사이드로브 비를 일반 PD만큼 높히기 어렵다는 부분.. 해서.. 낮은 사이드로브를 보다 쉽게 실현하는 일반 PD가 복잡지형환경에서의 룩다운능력은 여느 AESA보다 좋죠...

    물론 제일 큰 요소는 말씀하신 부분이고, 제 댓글의 항목2는 틀렸습니다.

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  • F-Burst 2014-04-14 추천 1

    안테나 게인이 안테나 면적에 비례한다는 것은 너무나 일반적인 상식이라서 별관계가 없다는 얘기를 들으니 이상합니다.

    메인로브의 빔폭이 안테나면적에 반비례하고 파장에 비례하니 관련이 없을 수가 없습니다. http://www.microwaves101.com/encyclopedia/Navy%20handbook/3.1%20Antennas.pdf

    게다가 수신시의 게인이 면적에 비례하는 것은 논란의 여지도 없고 그렇지 않으면 저 위에 식에 게인이 제곱으로 들어간 걸 오류라고 뒤집어야 합니다. F-15의 빔폭이 F-18보다 좁아서 SA에 유리한 건 유명한 얘기죠.

    거리공식은 이상적(진공)인 조건에서의 공식이니 실탐지거리는 당연히 대기손실이나 기타 여러 손실이 계수로 감안되어야 하지만 지금 비교는 모든 조건이 동일하다는 전제하에서 하는 것이니 레이다의 크기(개구면적)에 따른 차이만 보자면 본문의 논리는 별 문제가 없어 보입니다.

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  • 5thsun 2014-04-14 추천 0

    300mm 라면 당연히 불가능 하죠.

    50계열기의 레이돔은 590mm 입니다^^

    아마 지름 600mm급 반지름 300mm 급이란 것을 좀 잘못 기억하신 것 같은데요.

    아래 글을 참고해 주세요.

    http://bemil.chosun.com/nbrd/bbs/view.html?b_bbs_id=10040&pn=1&num=79424

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  • 커피빈 2014-04-14 추천 3

    1. 2032는 맞춤형레이더입니다. 전 300mm급 2032가 100km급 탐지거리를 가진다는걸 믿지 않습니다.

    2. 안테나gain치는 개구면적하고 별 관계있지 않습니다. 메인로프의 집중도, 즉 펜슬빔이 샤프할수록 gain이 올라가고, 또한 실제적으로 AESA서 gain의 주 공헌은 안테나 중심부 애들이 하고 밖으로 갈수록 떨어집니다..

    3. Range(freespace)는 이상 공간내 공식이고, 대기층 내에서는 x band 대비 약 0.01~0.005dB/km정도의 산소 감쇠 및 수증기 감쇠를 감안해야 하고요..

    배경노이즈를 감안한 검출역치 설정에 따라 이론이 아닌 실제탐지거리 상한선이 정해지는데, 일반적으로 대기층내 배경잡음을 -55dB선으로 보고, 인구밀집 지역에서는 훨씬 크게 널뛰기 합니다. 즉 레이더출력과 접수능력이 아무리 강력하더래도 실제 -50dB급 물체는 탐지 안된다고 봐야죠.. -40dB급이 조사에너지 누적으로 노이즈를 잡을수 있는 현실가능 선인데, 이게 2020년대 미군 무미익 무인기들의 전방평균 RCS목표입니다.

    전장의 배경노이즈가 일반적으로 강력하기에 쉴새 없는 경고음이 파일럿을 미치게 하지 않기 위해 검출 역치 설정이 낮을수 없습니다.. -10dB급 스텔스도 실 전장에선 비스텔스기와의 차이가 자유공간에서의 피탐지성 차이의 몇배로부터 십수배, 수십배 날수가 있습니다.

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  • F-Burst 2014-04-13 추천 0

    복잡하게 생각할 필요없이 다른 변수가 다 같다면 탐지거리는 안테나 면적의 제곱근에 비례한다고 보면 됩니다.
    하드웨어 손실이 많다보니 구형레이다는 크고 출력이 높아도 수신신호를 잘 못잡는 거구요.

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  • 지유아비 2014-04-13 추천 0

    미국에서 근무하던 이스라엘인이 귀국해서 회사차린 겁니다.

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  • animals 2014-04-13 추천 0

    APG-68 초기버전이 1984년에 처음 F-16에 통합되었다고 하던데.. 잘못된 내용이군요. (V)2버전은 수촐용 버전으로 많이 만들어져서 KFP1차에 적용되었을 가능성은 사실인것 같네요.

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  • 에리아이 2014-04-13 추천 0

    이스라엘의 인력으로 자체 개발한다라는건 좀 그렇죠.

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  • 에리아이 2014-04-13 추천 0

    EL-2032의 소프트와 하드웨어를 정 따지자라면 미군 레이더을 개발하던 인력들이 차례로 퇴사후^^:;
    개발된 경우라는 주장도 있습니다. 10년 차이라는게 딱 그정도일껍니다.

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  • 5thsun 2014-04-13 추천 0

    animals님 f-16의 레이더 건은 제작업체의 질의응답 게시판과 합참 무기체계 성능 안내 에서 확인한 내용입니다.

    그리고 가장 중요한건...

    블럭32가 우리나라 하늘을 날아다닐때 68(v)2는 아직 존재하지 않았고, kf-16 1차가 우리나라 하늘을 날아다날때 68(v)5 아직 존재하지 않았습니다.

    저는 pb가 그래도 66(v)2 정도는 달았을 걸로 생각했는데 안타깝게도 그냥 66을 언급하더군요.

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