1>위상배열이란 말은 Phase Array란 영어단어의 번역입니다.
각기 전파의 위상을 조절할 수 있는 여러개의 [엘레멘트]들을 배열한 것 자체를 뜻합니다.
전파는 아다시피 방사되는 경향을 가집니다. 가장 대중적인 다이폴 안테나(라디오에 쓰이는 접이식 막대 안테나)의 경우에도 그 빔의 형태는 360도로 방사되는 방사상 형태를 가지죠.
레이더의 경우도 마찬가집니다. 일단 빔이 지향성을 가져야만 사실상의 실용화가 가능하죠.
이런 이유로 초창기의 야기-우다 안테나를 거쳐, 요즘도 쓰는 위성안테나의 그것인 카세그레인 안테나등으로 발전합니다. 그러나 이 안테나들은 어디까지나 빔을 지향성을 가지도록 만들어주고, 빔의 모양을 샤프하게 압측해주는 역할은 해도 빔자체를 움직이는 역할은 하지 못합니다. 그래서 이들 안테나 후방에 동력원을 달아 움직여줌으로서 빔을 구동하였습니다.
이 때문에 요즘까지도 쓰이는 대형 레이더들의 경우 RPM이란 단위가 붙죠.
분당 몇회 회전하는가에 대한 수치입니다. 당연하지만, 고속으로 접근하는 물체에 대해 이런 기계식 구동레이더로는 충분한 대응이 힘들었습니다. 특히 세밀한 탐지와 측정이 필요한 표적의 경우 후방 기계구동부가 이를 따라잡을 수가 없는 경우도 생겼고, 또 물리적으로 안테나가 움직이기 때문에 어느 한 표적을 따라가기 시작하면 다른 구역의 다른 표적을 추적할 수도 없었습니다.
이에 대해선 기본적으로 모든 군용 레이더는 펄스-도플러 효과를 이용함으로 PRT등의 개념등이 도용되어야 하지만, 기초적인 것만 이야기할테니 넘어가고, 하여튼 이런 문제들을 해결하기 위해 F-14/15등을 위시한 신형 전투기들에 플라나 어레이 안테나를 탑재하였으나 한계가 많았습니다.
이를 해결하기 위해 나온게 기계구동부가 필요없는 위상배열 레이더입니다.
기존 안테나를 기계로 구동하여 빔을 움직이는 레이더들과는 달리 전자적으로 빔을 편향시키는 방식이기 때문에 물리적으론 빔의 편향속도는 광속에 가까워 지연시간(레그타임) 자체가 존재하지 않게 되며, 이에 따라 고속, 고기동 보기를 탐지하고 추적하는데 물리적인 한계가 이론적으로 제거되었습니다.
그리고 바로 PESA와 AESA의 차이점은 맨처음 언급한 이 배열된 [엘레멘트]들이 무슨 역할을 하는가에 따라 다릅니다.
2> AESA와 PESA의 차이점
AESA와 PESA의 차이점은 [엘레멘트]의 역할이 다른데서 나옵니다.
AESA는 능동이란 단어가 붙고, PESA는 수동이란 단어가 붙는 이유는...
PESA의 경우는 이 엘레멘트들이 하는 역할은 TWT에서 생성한 전파를 위상변조해 빔을 편향시키는 역할만 합니다. 따라서 PESA의 경우 이론상 기존 기계식 구동레이더를 개조해 기계구동부와 그 안테나를 제거하고, 이 위상변조부만 갈아끼워넣으면 될 정도로 난이도가 낮습니다.
물론 전파를 생성하는 도파관이 하나이고, 전파를 받아들이는 수신부도 하나입니다. 이 PESA의 엘레멘트들은 오직 이 전파를 빔편향만 하기 때문에 수동이라 하는 것입니다. 수동적으로 기다리다 도파관이 만든 전파를 받아다 편향만 시켜주는 거니까요.
AESA의 경우 이 엘레멘트들이 스스로 전파를 생성하고 수신할 수 있습니다.
그래서 능동이라 합니다. 이들 AESA의 엘레멘트들을 TR모듈이라 하는데, 각각의 모듈이 스스로 전파를 만들고, 받아낼 수 있는 물건들입니다. 엄밀히 말하면 각각 하나의 모듈이 독립적인 레이더라 봐도 좋습니다. 이런 모듈 수백 수천개를 모아다 빔을 합성해내고, 편향하는 것이 AESA입니다.
따라서 PESA와는 달리 전혀 성격이 다른 주파수의 빔을 여러개 만들어내고, 여러개의 볼륨서치 빔을 만들어낼 수 있습니다. 1000개의 모듈이 있다면 300개는 왼쪽 탐색에 배당하고, 300개는 중앙에 배당하는 식으로 여러개의 빔을 만들어낼 수 있고, 필요하다면 1000개의 모듈 모두를 동원해 매우 샤프하고 출력이 강한 빔을 합성해 탐색거리를 늘리거나, 해상도를 끌어올릴 수도 있죠.(이래서 AESA탑재형 E-737의 탐색거리만 두고 E-767에 비해 떨어진다는 말에 꼭 그렇진 않다는 반박이 달리는 겁니다.)
3> 전투기 AESA와 수상함 PESA중에 뭐가 더 좋냐고 물어보면, 당연히 출력이 훨씬 더 세니 수상함의 PESA가 탐지거리나 해상도, 탐색능력면에선 더 우수합니다.(거기에 더해 수상함 전체의 컴퓨팅 파워를 생각하면 당연히 전투기의 그것보다 더 우수하죠.) 그러나 적용된 기술수준으로만 따진다면 더 세련되고, 더 첨단인 쪽은 전투기의 AESA쪽입니다.
작성일 : 15-11-09 18:25
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