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러시아 PAK-FA, ROFAR신형레이더로 모든 스텔스기를 감지한다. Photonic based Radar.
작성자 : 제온(115.136.xxx.xxx)
입력 2016-06-22 17:42:27
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KRET그룹은 광자기술에 기반한 레이더와 EW(전자전)시스템을 개발중입니다.  
 
Guards watch Russian Sukhoi T-50 fighter jet
2020년 초에 5세대 전투기인 PAK-FA는 광자기반 AESA 레이더 (Photonics based radar)시스템을 장착할수 있게되어, 공대공 미사일 사거리를 넘어선 거리에서 스텔스기를 감지할수 있다고 합니다.
이 레이더의 시제품은 2018년 KRET그룹이 발표할 예정입니다.
 
ROFAR로 명명된 이 시스템의 장점은 전송가능 주파수대역으로, 현재의 레이더 시스템이 10Ghz정도라면 ROFAR는 100GHz까지 전송가능하게 됩니다.
또한 수백km 떨어진 곳에 감지된 물체의 상세한 3D영상을 확인할수 있는데, 400km거리에서 사람을 식별함은 물론 얼굴까지 인식할수 있게 되는 것입니다. 동시에 무게는 현존 레이더 시스템의 절반정도이지만 해상도는 10배이상 좋아지게 됩니다.
 
무선주파수 광자기술은 적외선영역에서의 전투기 감지가능성을 현저히 줄이고 연료소비 또한 줄이게 되는데, 이는 발열이 최소화 되어 별도의 냉각시스템이 필요없기에 엔진에서 추가적으로 소모되는 연료를 줄일수있기 때문입니다.
또한 고출력 재밍에 의한 ROFAR의 무력화도 불가능하게 되는데, 광자기반 레이더 수신장비가 물리적으로 전자전시스템에 의해 압도될수 없기 때문입니다.  
 
 Фото Виталий Кузьмин Vitaly Kuzmin MAKS-2013 pavilions halls Avionics Авионика МАКС-2013 павильоны 
(Zhuk-AE/FGA-35 modified radar with AESA)

 
ROFAR프로젝트가 성공적으로 완료되면, 항공기는 물론 해군함정에도 적용할 예정이며, 해당 시스템의 무게와 온보드 안테나시스템의 크기를 80-85%정도 줄일수 있게 됩니다.
 

Photonic based radar의 개발은 이태리에서 이미 시제품을 내놓았는데, 전자기반의 부품보다 광자를 사용하면 소프트웨어를 통해 빠르고 손쉽게 주파수를 바꿀수 있으며, 40Ghz 의 고대역 주파수 생성이 가능합니다. 흔히 말하는 레이저를 포토다이오드 센서에 대면 고대역 RF시그널이 나오는데, 상당히 정확하고 고성능의 디지털 레이더 시스템을 만드는데 용이하다고 합니다.
 
  

 
광자전송기술이란 ?
 

머지않아 전자시스템들은 광자로 전부 교체될것입니다. 광자전송기술은 전자기술과 유사하지만 전자대신 광자를 사용합니다. 광자는 더욱 일반적으로 존재하는 물질이며, 전자와는 달리 질량과 전하를 가지고 있지않습니다. 이 때문에 광자전송시스템은 외부전자기장에 영향을 받지않아 더 광범위한 신호대역을 전송할수 있습니다.
 
1960년대부터 시작한 광자연구는 1980년대 광통신망에 적용되어 그 결과물이 널리 사용되게 되었으며, 이는 통신산업의 혁명과 더불어 인터넷 개발의 기반이 되었습니다.
 
현재 통신용 광자전송기술은 새로운 전기를 맞이하고 있는데, 바로 무선 광자전송기술이 그것이다.
무선 광자전송기술은 극초단파를 사용한 정보의 송신, 수신, 변형과 광자전송 장비와 시스템을 다루는 것으로 광자는 기존의 전자에서 감당할 수 없는 무선주파수 한도를 생성할수 있습니다.
 
러시아가 초소형전자기술에서 후발주자인건 확실하지만, 무선 광자 전송기술에 대해선 경쟁력을 가지고 있으며, 특히 방위산업기술 관련 과학자들은 질량이 없고 빠른 광자 기술이 전자기술을 압도할수 있다고 믿고있습니다.
 
예를들어 지상기반 레이더의 경우 몇 채의 집을 합쳐놓은 듯한 크기를 가지고 있지만, 극초단파 광자전송기술을 사용하면 같은 성능과 유효거리(수천km)를 가지면서 표준 카마즈트럭에 장착할수 있는 크기가 됩니다. 또한 이들 이동형 과 소형 레이더 시스템을 네트워크화 하면 기존의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
 
광자전송기술은 항공레이더 분야로 확장되고있으며, 이분야의 새로운 연구로 기존레이더와 안테나의 무게를 절반으로 줄일수 있었으며, 해상도는 10배까지 향상되었습니다. 또한 무선 광자 안테나는 번개와 태양폭풍에 의해 발생하는 전자기장의 충격으로부터 유일하게 영향을 받지않습니다.
 
광자기술 전문가들에 따르면, 광자전송기술을 사용하면, 전자를 사용한 것보다 10배 빠르게 데이터를 전송할수 있으며, 항공기에 적용시 번개 / 태양폭풍에 영향을 받지않고, 주택의 난방시스템에 물대신 광자를 사용하면 거의 100%의 에너지효율 갖는다고 합니다.  
 
 
참고자료입니다...전문가분들의 도움말씀 기대해봅니다..

Ku-Band : 12~18GHz 위성(무궁화)통신에 사용되는 주파수대역, 군사용 Radar 주파수로도 사용됨
K-Band : 20~40GHz 군사용 레이더 및 자동차용 레이더 로 사용
Ka-Band : 26.5~40GHz 위성방송 및 통신용 주파수
W-Band : 75~110GHz 자동차용 레이더 및 근거리 탐지 레이더로 사용됨. 주파수 할당만 되어 있음
레이더 시스템
주파수 (GHz)
파장(cm)
조기경보레이더
0.15 ～ 0.2 / 3 ～ 4
150 ～200 / 7.5 ～ 10
지상관제 요격 레이더
2 ～ 3
7.5 ～ 15
고도탐지 레이더
2 ～ 7
4 ～ 15
항공기 레이더
8 ～ 20
1.5 ～ 4
공대공 미사일
10 ～ 20
1.5 ～ 4
휴대용 지대공
미사일
표적획득 레이더
0.15 ～ 3
10 ～200
추적 레이더
5 ～ 10
3 ～ 6
이동형 지대공
미사일
표적획득 레이더
2 ～ 6
5 ～ 6
추적 레이더
5 ～ 13
2.3 ～ 6
레이더 유도 방공포
14 ～ 16

1.8 ～ 2

  

ROSTEC의 무선광자전송기술 기사 끝에...있는 내용은 **무선광 위상배열안테나 (RADIO-OPTICAL Phased Array Antennas) 덕분에 통신시스템과 레이더의 해석능력이 10배 증가된다. 현대의 레이더가 1~2GHz의 3cm대역폭에 10GHz의 출력주파수를 가진다면 무선광위상배열안테나는 1~100GHz의 주파수를 동시에 운용할수 있다..그리고 500km떨어진 거리에서 X-Ray영상을 전송할수 있다. 라고 되어있습니다..

사진상 설비들과 내용으로 볼땐, 무선광위상배열안테나에서 무선광자전송을하는것 같습니다..


내용들을 정리하면,  정보의 전송시 무선광자전송을 사용하여 시스템 크기를 줄이고 처리능력을 높였으며, 외부 방해(전자전장비,태양폭풍,번개)에 의한 레이더시스템 무력화를 방지하고, 또한 무선광 위상배열안테나를 사용하면 무선추파수를 동시에 다양하고 정확하게 만들수 있으며, 원거리의 X-ray vision을 전송할수 있다....또 도움말씀 기대해 봅니다..

러시아는 다대역 레이더를 복합운용하는 것에 집중하는듯 보입니다...

소프트웨어적으로 처리하려면 더 빠른 컴퓨터가 필요하겠네요...양자컴퓨터등도 2020년경에는 어느정도
모습을 들어내지않을까 생각해 봅니다..

Photonics(포토닉스) :  빛-광자와 관련된 사항을 다루는 과학기술로,  통신쪽으로는 정보의 전송에 광자를
사용하는것을 말합니다.

전자기파(電磁氣波, Electromagnetic radiation, EMR)는 전기장과 자기장의 두 가지 성분으로 구성된 파동으로, 공간 상에서 광속으로 전파한다. 전자기파는 광자를 매개로 전달되며 파장의 길이에 따라 전파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등으로 나뉜다. 인간의 눈에서 인지하는 빛은 가시광선(visible ray)이며, 가시광선을 비롯한 여러 파장의 빛은 전자기파의 일부이다.

자꾸 전자기파와 광자에 대해서 말씀하시는데, 위에것 참조하시고, 양자역학에대해 잠깐만 찾아봐 주세요...




대표 이미지

293_1.JPG
댓글 113
0 / 500
  • bestCHAOS (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-22 23:51:32
    이 글 읽고 웃은건 저 뿐인가요?
    광자-전자-극초단파.... 이거 알고 쓴 글입니까?

    광자=빛=전자기파
    100GHz까지 가능하다고요?
    그게 원적외선 바로 아래단계의 EHF대역이고 일반적으로 마이크로웨이브라고 통털어 부르죠.
    일반적으로 레이더 대역으로 쓰는 주파수보다 좀 높긴 한데 W대역이라고 아예 없는 대역도 아니네요.
    참고로 10GHz가 x밴드입니다.

    결론적으로 과학지식 하나 없는 사람이 쓴 글이라 용어도 틀리고 엉터리지만 새겨들어서 내용을 간추리면 .....
    팍파용으로 W밴드 레이더를 실용화 하겠다는 소리인데 .....

    레이더쪽 잘 아시는 분들 어찌 보시는지?
    W밴드 레이더를 전투기에 쓸 수가 있나요?
    4
  • Sheldon (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 23:11:43
    https://www.youtube.com/watch?v=EYbhNSUnIdU
    이 영상이 라이다에 대해 잘 설명해주고 있습니다.
    0
  • Sheldon (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 23:09:55
    대양강국님...레이저 레이더(LIDAR)는요.
    https://www.youtube.com/watch?v=v91z0ZTEswo
    http://www.nrec.ri.cmu.edu/capabilities/3d/3d_range_sensing.jpg

    이런 겁니다. 아까 제가 LADAR라고 썼는데 오타입니다만 뜻은 같습니다.
    그리고 포토닉스 레이더는

    http://www.nrl.navy.mil/content_images/opticalFig8.gif
    http://www.nrl.navy.mil/content_images/opticalFig9.gif

    이런 겁니다.
    전 이미 충분히 설명했습니다. 그럼에도 불구하고 이해 못하신다면 포기할 수밖에요.
    0
  • 실무교본 (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 23:06:59
    대양강국님 말씀도 이해가 안가네요.. 좀 풀어 설명하심이...

    제가 보기엔.. 그량 극초단파 이야기 같은데요.. 광섬유가 좋은게 전자와 비교할 수 없는 샘플링 타임과 중첩이라 생각되는데.. 광섬유 한가닥의 정보양과 정송속도는 구리선과는 비교할 수 없죠.

    광자를 이용해 디지털 신호를 발생하고 무선주파수로 변환하면 극한의 주파수 대역 캐리어 주파수가 생성되고 여기 광자패턴이나 기타 정보를 실어서 전송하면 당연 금속면에 반사 되고 캐리어뿐만 아니라 정보도 같이 수신되고

    그 정보양이 3D를 만들 정도다.. 뭐 이런거 아닌가요? 당연 수신기가 여러곳이라며 이는 동영상 보듯 하게 된다. 극한의 주파수 대역이 비파괴 의료에 사용되듯 전투기에서 전파 회피수단도 없고 재밍도 캐리어에 실린 정보로 교란이 불가하다..
    0
  • 대양강국2 (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 23:05:19
    광자레이더로 검색하시면 Sheldon님은 당연히 저보다 쉽게 이해하시겠죠
    좀더쉽게 교통정리부탁드립니다.^^
    0
  • 대양강국2 (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 22:59:37
    Sheldon님 말씀한건 알겠는데요 최종적으로 공간에 방사되는빔이 일반적 전파가 아니라는겁니다.x밴드이상은 자연환경에 급격한 감소로 탐지거리가 형편없어지잖아요.
    빔전송기술응용한 광스캔기술을 레이더로 사용하려는시도인데 광자기반레이저-레이더를 말하는것입니다.(공간을 전자파가아닌 레이저로요)
    레이저-레이더를 발전시켜 aesa화
    0
  • 실무교본 (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 22:45:00
    제가 기초 지식이 부족해서 그렇습니다. 요약해서 보니 조금 알듯하네요.. Sheldon님 감사합니다.
    0
  • Sheldon (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 22:41:56
    혹시나 이것도 이해못하실까봐 세줄요약 해드립니다.

    1. 기존 위상배열 레이더에서 전자기파 빔을 생성하는 걸 광섬유와 같이 레이저를 이용하여 디지털 신호를 생성하면 변환기에서 전자기파 주파수 대역으로 변환시켜주도록 바꿈.

    2. 기존 위상배열 레이더에서 빔 제어하는 방식을 위상천이기라는 장치를 사용하는 것에서 시간지연기를 이용하는 것으로 바꿈.

    3. 구조가 간단해지고 소형, 경량화시킬 수 있고 광대역, 고해상도화 할 수 있음.
    0
  • Sheldon (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 22:37:04
    글이 길어지니까 잘못 이해하시는건가? 좀더 요약해서 이야기하자면.

    기존 위상천이 주사식 위상배열 레이더의 빔제어 방식
    1. 전원을 공급받아 전자기파를 생성한다.
    2. 각 송수신 모듈마다 있는 위상 천이기에서 전자기파의 위상의 길이를 조절한다.
    3. 위상천이기의 위상차 조절을 통해 레이더의 빔 방향을 조절한다.

    시간지연 주사식 레이더의 빔제어 방식
    1. 레이저로 미세 조정된 디지털 신호를 생성한다.
    2. 이걸 전자기파 주파수 파장으로 변환시킨다.
    3. 송수신 모듈 안테나에서 시간차를 조절하여 빔 방향을 조절해준다.

    구리선 -> 광섬유를 생각하시면 이해하기 쉬우실겁니다.
    0
  • 실무교본 (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 22:36:38
    저는 아직 이해가 안되네요. 레이더의 위상이나 시지연을 이용한 중첩원리로 레이더의 집중조사 할수도 광역 스캔할수 있다는 에이사 레이더를 말하는 것이고.

    지금 나오는 이야기는 기존 유선 통신에 광통신을 적용해서 정보통신 속도를 획기적을 발전 했듯.. 한가닥 광섬유가 엄청난 데이터를 중첩할수 있듯

    무선통신에서 광자를 이용하겠다.. 그럼 주파수가 극초단파를 발생하고 이는 형상이나 램으로 커버되는 주파수 대역이 아니다. 또한 수신부가 광자의 패턴을 수신하여 재밍 영향도 없다.. 뭐 그정도로 해석되는데....

    댓글을 읽으니 완전 다른 내용이네요
    0
  • 맨발 (112.175.xxx.xxx)
    2016-06-23 22:26:31
    Sheldon 님 그러니까 높은 주파수의 위상을 제어하기 위해 그보다 더 높은 주파수의 시간 해상도를 가진 스위치를 레이저를 이용한 광전효과를 이용해 만든다는 겁니까? 중간에 릴레이를 넣기도 곤란하겠고.. 극복할 난관이 많아 보이네요.
    0
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