Chapter 2 Evolution of Signal Emitters and Sensors 전자파연구실 1 2.6.3 ~ 3.3.1.

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1 Chapter 2 Evolution of Signal Emitters and Sensors 전자파연구실 1 2.6.3 ~ 3.3.1

2 2.6 Electro-Optical Thermal Imagers 전자파연구실 2 2.6.3 Missile Approach Warner -MAW 는 RWR (radar warning receiver) 과 함께 항공기에 설치되어 미사일의 접근을 감지하여 경보를 울리거나, 미사일의 방향을 알아낸다. -RWR 은 radar guided missile 의 접근을 알아내고, MAW 는 short-range IR/EO guided missile 의 접근을 알아낸다. -MAW 에는 passive 와 active 가 있다. -passive 는 IR 이나 UV band 를 이용하여, 미사일에서 방출된 plume signature 를 감지해서 미사일의 예상경로를 알아낸다. -active 는 일반적인 pulse Doppler radar 를 사용하여 미사일로부터 반사된 신호를 감지하여 경로를 추적한다. - 이러한 active 타입의 MAW 의 장점은 all-weather range 인 것과, 미사일의 속도를 알아내어 미사일이 도착하는 시간을 정확히 알아낼 수 있지만,

3 2.6 Electro-Optical Thermal Imagers 전자파연구실 3 2.6.3 Missile Approach Warner -active 타입의 MAW 의 장점 1. all-weather range 2. 미사일의 속도를 알아내어 미사일이 도착하는 시간을 정확히 알아낼 수 있다. -active 타입의 MAW 의 단점 1. 클러터가 강할 때는 작은 타깃으로부터 오는 신호를 구별해내기 힘들다. 2. continuous mode 로 동작할 때는 역으로 탐지 당할 수 있다. - 따라서 active 와 passive 를 같이 사용해서 서로의 단점을 보완한다. -passive 타입의 IR MAW 의 특징 clutter 에 의한 잘못된 경보가 쉽게 울리기 때문에 최근에는 two-color FPA detector 를 이용해서 이러한 단점을 보완한다. -passive 타입의 UV MAW 의 특징 UV MAW 는 고체 로켓 압축가스가 타는 것을 감지하도록 설계되었다. 오존층에서 solar radiation 이 대부분 흡수되기 때문에 solar blind region 에서는 잘못된 경보가 울릴 확률이 매우 적어진다.

4 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 4 -Laser 는 MW radar 와 동작은 같게 하지만 주파수가 훨씬 높기 때문에 작은 물체를 효과 적으로 감지해내고 매우 높은 각도 정밀도를 갖는다. - 하지만 대기 중의 감소가 심해서 약 10km 정도까지만 동작시킬 수 있다. -Laser radar 는 atmospheric transmittance 와 레이저 소스를 고려하여 일반적으로 solid-state laser (1um) 와 gas laser (9.2-10.8um) 를 사용한다.

5 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 5 2.7.1 Laser Target Designation and Ranging -Laser target designator 는 상대적으로 크고 무겁고 (20kg 이상 ) 동작범위는 약 10km 이다. - 그에 비해 Laser rangefinder 는 더 작고 가볍다. - 두 가지 시스템 모두 1.064um 의 레이저 (Nd: YAG) 를 사용하는데 이것은 사람 눈에 안 전한 파장은 아니다. 따라서 최근에는 다른 레이저를 사용하여 눈을 보호할 수 있게 개 발이 되고 있다. -Ho:YAG, emitting at 2.09 to 2.10um -Tm:YAG, emitting at 2.32um -Er:YAG emitting at 2.94um -Dy:YLF emitting at 4.34um

6 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 6 2.7.2 Laser Radar Receiver -Receiver 는 direct 와 heterodyne 두 가지 타입이 있다.

7 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 7 2.7.3 Laser Radar Range Equation -R 만큼 떨어진 타깃으로부터 반사된 신호의 세기는 다음 같이 나타낼 수 있다.

8 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 8 2.7.3 Laser Radar Range Equation - 일반적인 MW radar 와 laser radar 의 차이는 타깃의 RCS 이다.

9 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 9 2.7.3 Laser Radar Range Equation - 두 번째 고려해야 할 사항은 레이저의 빔폭이 매우 좁다는 것이다.

10 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 10 2.7.3 Laser Radar Range Equation - 마지막으로 고려해야 할 사항은 Laser 는 반사될 때 isotropic 의 형태가 되지 않는다는 것이다.

11 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 11 2.7.3 Laser Radar Range Equation - 추가적으로 타겟이 매우 작은 경우에는 다음과 같이 변한다. - 앞에서 언급한 세 가지 사항을 적용하여 수신 신호의 세기를 다시 적으면

12 2.7 Laser Radar Systems 전자파연구실 12 2.7.4 Target Detection -In case of heterodyne receiver - 타겟을 감지할 수 있는 능력은 노이즈에 따라 매우 달라진다. 따라서 노이즈에 대한 함수를 알면 감지 능력을 가늠할 수 있다. -In case of direct detection

13 Chapter 3 Electronic Warfare RF Band Sensor Systems 전자파연구실 13 2.6.3 ~ 3.3.1

14 3.1 Introduction 전자파연구실 14 -EW RF band sensor 는 RF band emitter 를 감지하고 분류해내는 역할을 한다. - 일반적으로 감시나 무기에 사용되는 레이더타입 emitter 는 1. 높은 주파수를 사용하고 2. 위상이나 주파수 변조를 하여 사용한다. - 통신 타입의 emitter 는 앞의 경우에 비해 1. 낮은 주파수를 사용하고 2. bandwidth 나 채널 수를 늘리기 위해 좀 더 높은 주파수를 사용한다. - 따라서 이번 장에서는 다음과 같은 세 가지 부분으로 나누어 설명한다. 1. radar EW sensor 2. communications EW sensor 3. EW spectrum sensor

15 3.2 EW Radar Band Sensors 전자파연구실 15 -EW radar band sensor 는 적의 무기 시스템에 대응하기 위해 만들어졌기 때문에 매우 빠른 속도로 동작을 해야 한다. 동작 방식과 역할에 따라 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 1. Radar warning receiver (RWR) 2. Electronic support measurement (ESM) 3. Electronic intelligence (ELINT)

16 3.2 EW Radar Band Sensors 전자파연구실 16 3.2.1 RWR Architecture -RWR 은 가장 기본적인 방어수단으로 적이나 미사일을 탐지하는 역할을 한다.

17 3.2 EW Radar Band Sensors 전자파연구실 17 3.2.2 ESM Architecture -ESM 은 적의 모든 emitter 를 감지하는데에 목적이 있다.

18 3.2 EW Radar Band Sensors 전자파연구실 18 3.2.3 ELINT Architecture -ELINT 는 emitter 신호를 분석하여 RWR 과 ESM 에 데이터 라이브러리를 제공해준다.

19 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 19 -Low probability of intercept radar 가 만들어지기 전까지는 RAF 를 이용하여 sensor 의 sensitivity 를 가늠했다.

20 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 20

21 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 21 - Radar received signal power

22 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 22 - Sensor received signal power

23 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 23 - SNR

24 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 24 - SNR

25 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 25 - SNR

26 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 26 - Detection range

27 3.3 EW Sensor Sensitivity 전자파연구실 27 - Finally RAF