AESA


AN/APG-77은 레이시온사가 개발한 AESA(Active Electronically Scanned Array / 능동 전자주사식 위상배열) 레이다이다. 종래의 기계식 레이다처럼 송신부와 수신부가 따로 되어 회전하는 게 아니라 작은 송수신 통합 모듈 수천 개가 붙은 레이다 전반부가 고정된 형태에서 각종 기능을 수행한다. 아울러 회전하지 않더라도 충분한 영역을 커버할 수 있다. APG-77은 기계식에 비해 손색없는 정면으로부터 약 120도의 탐지범위를 갖고 있다.

더 중요한 것은 기계식과 달리 목표물이 탐지될 경우 아주 신속하게 소프트웨어의 작동만으로 전자적으로 레이다빔을 증가시키거나 방향을 전환시킬 수 있다는 사실이다. 따라서 고속기동하는 물체를 추적하는 능력도 훨씬 뛰어나다. 레이다의 전면부에 220개의 송수신 모듈(Transmitter-Receiver Module)이 부착되어 있는데 모듈 1개의 무게는 15g이지만 신호는 4W의 강력한 신호를 내뿜는다. 또한 이 레이다는 다른 레이다 전파를 역탐지할 수 있으며, AN/APG-77은 레이다가 상대에게 역탐지되지 않는 장점이 있다.

세계 각국의 최신형 전투기들은 거의 예외 없이 AESA 레이다를 장착하고 있다. 세계 최강의 전투기로 꼽히는 미국 F-22A는 APG-77(V)1, F-35A는 APG-81, 미 함재기 F/A-18E/F 슈퍼 호넷은 APG-79 AESA 레이다를 각각 장착하고 있다. 미 노스롭 그루먼과 레이시온사는 전 세계에서 수천 대가 운용되고 있는 F-16 성능개량용 AESA 레이다 SABR와 RACR를 개발해 경쟁을 벌이고 있다. AESA 레이다는 전투기뿐 아니라 지상장비, 함정 등에서도 광범위하게 활용되고 있다. 고고도 요격미사일 사드(THAAD)의 AN/TPY-2 레이다도 AESA 레이다의 일종이다. 탄도미사일 발사를 추적·감시하는 이스라엘제 그린파인 레이다도 AESA 레이다다.

Rafale equipped with the Thales production RBE2 AESA (active electronically scanned array) radar.

각국의 전투기 AESA 레이다

(레이다 탐지거리)

  • 미국의 기 미국 – 랩터,APG-77, 1,500개 소자(370km)
  • 일본의 기 일본 – F-2,J/APG-1, 1,200개 소자(250km)
  • 프랑스의 기 프랑스 – 라팔,RBE-2, 900개 소자(156km)
  • 한국의 기 한국 – 개발중인 KF-X : 레이다, 목표치인 1,024개 소자 중 500개까지 개발됨.

비교를 위한 AESA 레이다가 아닌 레이다들

  • 한국의 기 한국 – 주력기 F-16, (129km)
  • 러시아의 기 러시아 – 주력기 SU-27, (127km)
  • 프랑스의 기 프랑스 – 미라지2000, (90km~140km)

지상형 AESA 레이다

  • 미국의 기 미국 – AN/TPY-2 (1,800km)

같이 보기

  • 5세대 전투기
  • KF-X 사업

 

1. 개요

반도체 기술 및 신호처리 기술의 발달로 여러 개의 주파수를 가진 신호를 동시에 처리할 수 있는 기술이 개발되면서 위상배열 레이더의 성능은 비약적으로 발전하였다. 기존 비능동형 위상배열 레이더는 동일한 주파수를 가진 전파만 발사할 수 있었던 반면, AESA는 임의의 방향으로 임의의 주파수를 가진 전파를 발사할 수 있다.

레이더는 특정 주파수를 가진 신호를 발사하는 장치이므로 일정한 주파수를 가진 전파가 발사되면 해당 전파의 발사원을 역추적하여 레이더의 위치를 알아낼 수 있다.

그러나 AESA는 임의의 주파수를 가진 여러개의 전파를 조합하여 발사할 수 있으므로 마치 무의미한 문자열 사이에 암호를 섞어서 보내는 것처럼 여러개의 주파수를 복잡하게 섞어 자연적으로 발생하는 배경전파와 구분이 가지 않도록 위장한다. 물론 전파를 송신한 레이더는 이쪽에서 발신한 전파의 주파수 조합을 알고 있으므로 해당 전파가 반사되어 돌아오면 다시 해독하여 대상을 탐지할 수 있다. 이 때문에 AESA는 레이더 추적 미사일 등의 공격을 받을 확률이 훨씬 줄어들었다. 같은 이유로 AESA는 레이더 재밍 공격에도 강하다. 몇가지 주파수 중에 골라서 전파를 보내야 하는 비능동형과 달리 능동형 레이더는 특정 주파수로 재밍이 들어오면 임의의 다른 주파수로 바꾸기만 하면 된다. 모든 주파수에 재밍 공격을 날리는 것은 엄청난 에너지가 필요해 비실용적이기 때문에 AESA에 대한 재밍 공격은 잘 먹히지 않는다.

또한 기존의 비능동형 위상배열 레이더와 달리 기계적 작동부분이 없어지고 거의 모든 부품을 반도체로 대체함에 따라 상당히 가벼워지고 신뢰성도 훨씬 높아졌으며 정비도 더 쉬워졌다.

AESA의 또 다른 능력중의 하나로 레이더 자체의 재밍이 있다. AESA는 원하는 주파수대로 마음대로 전파를 쏠수 있으므로 상대 레이더의 주파수에 맞추어 고출력 빔을 쏘면 그 레이더는 마비된다. 대표적으로 F/A-18E/F 슈퍼호넷의 경우 180km 거리에서 E-2C 조기경보기의 레이더를 먹통으로 만들수 있었다고 한다.

이 레이더가 최초로 적용된 전투기가 F-2의 J/APG-1이다.

민수용의 경우 Bosch 사의 Mid Range RADAR 를 들 수 있다. 장거리용의 경우 싱글체널이거나 4체널 PESA이지만, 중거리용은 PESA + AESA로 구현되며 센서 자체도 납작하니 이쁘게 나온다.

다만 일반적인 전술용 AESA 처럼 해상도가 극히 높은 것은 아니며, 차량의 특성상 구동부를 달기가 취약해 AESA를 사용하는 것인지라 수평방향으로의 스캔 동작을 위해 집어넣은 것이다. 수직 방향으론 해상도가 그다지 높진 않다.

파일:external/www.i-micronews.com/Bosch_Mid_Range_Radar_MRR_Sensor_Image2.jpg
이와 같이 기판에 인쇄된 안테나와 PESA 레이더부(좌측) , AESA 레이더부 (우측) 을 사용해 중거리 내에서 사물을 판독한다.

자동운전을 위해 사용되는 경우 더 고해상도의 레이더를 탑재하게 되나, 이 경우는 보통 R로 시작하는 레이더 대신에 L로 시작하는 레이더(보통 라이다라 부르는 그것)를 사용해 사물을 판독하게 되며[3], 전방 비전 카메라를 통해 얻는 정보의 양이 많은 관계로 군사용 수준의 높은 해상도를 요구하는 일은 크지 않다. 가령, 현재 업계에서 유일하게 보쉬보다 진보된 레이더 솔루션을 제공하는 델파이(그리고 유일하게 웬일로 보쉬보다 잘만든 딱 하나이기도 한) ESR 레이더 시스템의 경우가 그런데, AESA만으로 구현된 멀티모드 멀티FOV 도플러 레이더가 그렇다.

파일:external/www.sae.org/7587_8066.jpg

2. 선회/비선회 분류

2.1. 선회형

  • OPS-24
  • OPS-24B

2.2. 비선회형

  • APAR
  • FCS-3A
  • JY-26

3. 공중/육상-해상 분류

3.1. 공중

3.1.1. 러시아

Phazotron NIIR Zhuk-AE MiG-35, 러시아의 첫번째 AESA 레이더
Tikhomirov NIIP AESA 레이더 수호이 T-50, 러시아의 두번째 AESA 레이더

3.1.2. 미국

노스롭 그루먼
AN/APG-77 F-22 랩터
AN/APG-80 F-16E/F 데저트 팰콘
AN/APG-81 F-35 라이트닝 II
Multirole AESA Boeing Wedgetail (AEW&C)
AN/APY-9 E-2D 호크아이
AN/ASQ-236 동체 부착형 AESA 레이더
AN/ZPY-1 STARLite 소형 전술 레이더 경량 유인/무인 항공기
AN/APG-83 F-16 업그레이드용 (전 SABR)
레이시온
AN/APG-63(V)2 and AN/APG-63(V)3 F-15C 이글, 싱가포르의 F-15SG
APG-79 F/A-18E/F 슈퍼호넷, EA-18G 그라울러
AN/APG-82(V)1 F-15E 스트라이크 이글
AN/APQ-181 (AESA 업그레이 개발) B-2 스피릿 폭격기
AN/APG-84 F-16 업그레이드용 (전 RACR)

3.1.3. 스웨덴

에릭슨
Erieye AEW&C
PS-05/A MK-5 JAS39 그리펜 2012년.

3.1.4. 영국-이탈리아 합작회사

SELEX Seaspray 7000E 헬기
SELEX Vixen 500E

3.1.5. 이스라엘

엘타(Elta)
EL/M-2083 aerostat- 공중 탐색 레이더
EL/M-2052 fighters. Interim candidate for HAL 테쟈스, F-15, MiG-29 & 미라지 2000
EL/M-2075 IAI 팰콘 AEW&C 시스템. B707
EL/W-2085 걸프스트림 G550 CAEW
EL/W-2090 A-50EI

 

3.1.6. 일본

도시바
HPS-106, 대공/수상 탐색 레이더 카와사키 P-1 해상초계기, four antenna arrays
미쓰비시 전기
HPS-104 미쓰비시 SH-60
미쓰비시 전기 J/APG-1/2, AESA 미쓰비시 F-2 전투기

3.1.7. 유럽연합

Captor-E 카이사르 (CAPTOR Active Electronically Scanning Array Radar)
AMSAR, 유럽 GTDAR 기업연합

3.1.8. 중국

NRIET[5]의 레이더를 사용하는 기체
KJ-2000 AEW&C 시스템
KJ-200
ZDK-03
다양한 Y-8 계열
Y-7 AWACS
청두 J-20
JF-17 Thunder (Block 2)
청두 J-10B
선양 J-15
선양 J-11B

3.1.9. 프랑스

RBE2-AA 레이더 à Balayage Electronique 2 – 능동 배열 라팔의 레이더

3.1.10. 대한민국[편집]

KFX 탑재용으로 개발 중이다. 항목 참조 개발이 완료되지는 않았으나 일단 공개가 되었다. 기존에 공개된 것보다 소자개수가 증가하는 등 차이를 보이고 있다. 자세한건 기사참조 #

3.2. 육상-해상

3.2.1. 네덜란드

APAR 독일의 작센급, 네덜란드의 데 제벤 프로빈시엔급

3.2.2. 미국

노스롭 그루먼
AN/TPS-80 대지/대공 과업 지향적 레이더 (G/ATOR)
고기동 다기능 레이더 (HAMMR)
AMDR 다목적 레이더 미해군의 줌왈트급 DD(X), 알레이버크급 플라이트 III, 프로젝트 CVN-21 차기 항공모함; 제럴드 R. 포드급 항공모함 CVN-78, CVN-79, CVN-80
레이시온 미국의 전역 미사일 방어 해상기반 X-Band 레이더 (XBR)

3.2.3. 영국

BAE 시스템 Insyte SAMPSON 다목적 레이더 영국 45형 구축함

3.2.4. 영국-이탈리아 합작회사

셀렉스 MFRA FREMM급

3.2.5. 이스라엘

이스라엘의 엘타
EL/M-2080 그린파인 레이더
EL/M-2238 L-밴드 STAR AESA 정찰 레이더, 인도 공화국의 콜카타급
EL/M-2248 MF-STAR 다목적 해상 레이더, 인도 공화국의 콜카타급
EL/M-2258 ALPHA 다목적 해상 레이더
EL/M-2084 다목적 임무 레이더, 대공임무 화력관제
EL/M-2133 WindGuard – 트로피 능동방어 시스템 레이더

3.2.6. 일본

FCS-3 미쓰비시 전기 (Melco)
FCS-3改 미쓰비시 전기 (Melco), 휴우가급 헬기항모
FCS-3A 미쓰비시 전기 (Melco), FCS-3A 아키즈키급 구축함, 22DDH급 준 항공모함: 22DDH는 C밴드 대역 부분만 탑재
OPS-24 미쓰비시 전기 ,세계최초의 전자주사식 위상배열 레이더
OPS-24B 미쓰비시 전기 ,세계최초의 전자주사식 위상배열 레이더
J/FPS-3 일본 지상용 주력 대공 방어 레이더, Melco
J/FPS-4 저가형 J/FPS-3, 도시바
J/FPS-5 장거리 미사일 방어 레이더
J/FPS-7 차기 지상용 대공 레이더
J/TPS-102 자주포 레이더, 원통형 배열 안테나 NEC
JMPQ-P13 대포병 레이더, 도시바
JTPS-P14 이동 가능한 야전 방공 레이더, Melco
JTPS-P25 JTPS-P14 후계 레이더, Melco
JTPS-P16 대포병 레이더, Melco

3.2.7. 중국

Type H/LJG-346(8) 중국 항공모함 바리야그호(어드미럴 쿠즈네초프급)
Type 348 레이더 052C 구축함, 란저우급
H/LJG-346 SAPARS Type 348 레이더; 052C 구축함, 란저우급
Type 305A Radar HQ-9 미사일 시스템 추적 레이더
Type-03 중거리 지대공 미사일 (Chu-SAM,SAM-4) 다목적 레이더

3.2.8. 대한민국

SPS-550K 인천급/대구급 선배열 회전식 AESA 레이더.
FPS-303K 공군 저고도 방공용 선배열 AESA 레이더.
LRS-450 FPS-117을 대체하는 장거리 방공용 선배열 AESA 레이더.

이외에도 차기국지방공레이더, 차기대포병레이더, L-SAM 다기능레이더와 KDDX, 인천급 batch-3에 탑재할 다기능 레이더를 개발 중이다.

3.2.9. 기타

MEADS의 화력관제 레이더
YLC-2 레이더
THAAD 시스템 AN/TPY-2 화력관제 레이더
CEAFAR CEA 테크놀러지 4세대 전자식 능동 위상배열 레이더, HMAS 안작급 호위함.
NNIIRT 1L119 Nebo SVU 이동식 AESA 3-차원 정찰 레이더
VNIIRT 감마 DE 이동식 3-차원 반도체 AESA 정찰 레이더

4. 관련 항목

  • PESA
  • 시그널 사
  • 해군력
  • 해상 병기/현대전