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B737-500으로 수행하는 KF-X 레이더 개발

KF-X 프로그램의 핵심적인 요소 대부분(AESA 레이더, OBIGGS, OBOGS, 비행제어 구동체계, F414-400 엔진, IRST, 보조연료탱크 등)의 제작을 한화 계열 방산업체들(한화 시스템, 한화 테크윈, 한화 기계 등)에서 담당하고 있으며, 이 중 AESA 레이더는 한화 시스템이 담당하고 있다.


 한화 시스템 KF-X의 AESA 레이더 입증시제는 능동주사배열 안테나와 전력공급모듈 2가지 LRU로 구성되어 있으며, AESA 레이더 입증시제 안테나의 송수신 모듈 숫자와 배열 간격, 안테나 크기와 형상 등이 모두 보안 사항이다.




 입증시제의 능동주사배열 안테나는 KF-X에 통합되는 AESA 레이더의 입증시제를 이스라엘의 IAI 산하 엘타(ELTA)사의 테스트 설비에서 해당 업체 기자재를 사용하여 실증하는 작업이 진행되었다.


 현재까지의 진행 테스트는 다음과 같다. 한화 시스템이 제작한 AESA 레이더 입증시제(X 밴드 능동위상배열안테나와 전력공급모듈 총 2가지 LRU로 구성)는 한국에서 신호 송출 시험을 왼료한 후에 이스라엘로 보내져서 엘타가 제작한 X 밴드 화력통제 AESA 레이더인 EL/M-2052 레이더의 후방 LRU(Linear Replacement Unit)들을 통합하여 만들어진 AESA 레이더 데몬스트레이터로 만들어졌다.


 IAI 엘타는 자사의 시뮬레이션 설비 등을 활용하여 AESA 레이더 데몬스트레이터를 지상에서 시험하면서 주로 다양한 모드들과 능동주사배열안테나의 빔 송출과 빔 조향 기능, 신호 수신 기능을 연동하는 테스트 작업을 진행했다.


 이는 추후 AESA 레이더에 통합되는 모드들이 한화에서 제작한 AESA 레이더의 능동배열안테나와 연동이 가능한지 여부를(즉, 현재의 입증시제를 확대한 능동배열안테나를 AESA 레이더의 안테나로 사용할 수 있는지 여부를) 검증하기 위한 작업이다.




 이스라엘에서 데몬스트레이터 실증작업은 2019년 3월까지 계속된다.


 즉, IAI 엘타는 KF-X의 AESA 레이더 데몬스트레이터의 지상 테스트와 실증 작업뿐만 아니라 실 기체 통합 전의 항공운용테스트까지 담당한다.


 AESA 레이더의 입증시제는 실제 KF-X의 AESA 레이더에 배열되는 것과 동일한 GaN(Gallium Nitride) TRM들이 배열되어 있으며, 안테나의 면적과 TRM 숫자는 더욱 적다. 실제 AESA 레이더와 비교하여 TRM 숫자, 안테나 면적 숫자 비율이 어떠한지는 기밀이기 때문에 외부에 공개할 수 없다.


레이더의 탐지거리와 분해능, 그리고 ECCM 성능, 신호 감도 등은 레이더의 안테나 이득과 밀접한 관련이 있다. 특히 AESA 레이더의 경우에는 안테나 이득이 LPI 기능과도 무관하지 않다.


AESA 레이더의 안테나 이득은 안테나의 면적(정확히는 안테나 전체 면적 중 TRM이 배열된 실제 사용 면적)과 TRM(Transmit-Receive Module)의 숫자, 각개 TRM들의 안테나 이득, 그리고 TRM간의 배열 간격과 주파수 등과 수학적으로 밀접한 관련이 있다. 즉,  X 밴드(8GHz ~ 12.5GHz) 주파수에서 작동하는 화력통제레이더로서 고정된 안테나 면적 안에서 이들 요소들이 레이더 전체는 물론이거니와 각개 송출-수신 채널 역시 높은 안테나 이득을 보유할 수 있도록 TRM을 최적으로 배열하기 위한 설계가 필요하다.


이에 필요한 안테나 설계 S/W 도구는 ADD와 한화 시스템 모두 보유하고 있다고 한다. 한화 시스템은 이와 같은 설계, 평가 도구를 자체적으로 구축하여 보유하고 있으며, AESA 레이더 개발 시에 해당 소프트웨어를 사용하여 능동주사배열 인테나를 구성하고 시뮬레이션하여 평가함으로써 최적의 TRM 배열 설계를 할 수 있는 역량을 갖추었다는 것이다.

  

2019년 06월04일 15시02분  

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월간 디펜스 타임즈 2019 10월호


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