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위상배열 레이더에서 방사되는 빔의 주사 방향을 제어하는 방식은 2가지가 있습니다.

 

위상천이 주사식(Phase Shift Scanning)과, 시간지연 주사식(Time Delay Scanning)입니다.

 

 

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기존의 위상천이 주사식 위상배열 레이더는 위상 천이기를 통해 특정 대역의 전파의 위상의 길이를 조절해

 

각 빔마다 위상값을 다르게 만들어 위상차를 만드는 방법으로 레이더 빔 방향을 제어했지만,

 

안테나 소자에 연결되어 있는 위상 천이기의 위상이 RF 주파수 변화에 관계없이 일정하기 때문에

 

위상 지연값이 파장에 따라 달라져서 RF 주파수에 따라 빔의 방향이 달라지는 빔 편이(Beam-Squint) 현상이 나타나 레이더의 표적 식별능력을 저하시켰습니다.

 

그래서 광대역 신호나 주파수의 급격한 변화를 필요로 하는 시스템에서는 적합하지 않았죠.

 

이외에도 가격이 비싸고, 안테나 배열수가 많아질수록 시스템이 복잡해지면서 각 모듈 사이의 손실이 증가한다는 문제점이 있었습니다.

 

 

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반면 시간지연 주사방식은 일정한 간격의 미세한 시간차를 넣어서 전파의 시작점(위상의 시작점)을 다르게 만들어서 위상차를 만듭니다.

 

각 송수신기마다 개별적으로 위상천이기가 필요한 위상천이 주사방식과는 달리 시간지연 주사방식은

 

각 안테나 소자들 간에 급전되는 RF신호가 방사 소자에 도달하는 시간차만 제어하면 되기 때문에 구조가 더 간단해지죠.

 

덕분에 진동 및 온도 변화와 같은 외부 환경에 대한 안정성을 제공받을 수 있고, 가볍고, 손실이 적고,

 

넓은 대역폭에서 신호의 분산 없이 동작이 가능하며, 높은 분해능을 얻을 수 있고 또한 전자기파의 간섭이 없다는 장점이 있습니다.

 

 

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시간지연 주사방식을 구현하는 것은 크게 광변환 방식과 MEMS 스위치 방식으로 나눌 수 있는데 그 중에서도 군사용으로 연구되는 것은 광변환 방식입니다.

 

레이저로 미세 조정된 디지털 신호는 광섬유를 통해 분산 프리즘을 통과하면서 각 채널 사이에 약간의 시간차가 부여되는데,

 

이 신호를 다시 광 검출기를 통해 전자기파 주파수 파장으로 변환시켜 레이더 안테나에서 전송하는 방식입니다.

 

 

광대역, 소형화, 경량화할 수 있으면서도 해상도와 스캔 속도, 신뢰성, 효율성을 높이고 레이더 가격을 낮출 수 있어서 차세대 레이더로서 각국에서 연구 중에 있으며,

 

특히 광대역화할 수 있다는 장점 덕분에 스텔스기에 대응할 수 있는 차세대 카운스 스텔스 기술로 개발되고 있습니다.

 

국내에서는 국방과학연구소 위상배열 광제어 특화연구실에서 연구하고 있으며, 2020년까지 핵심기초기술들을 확보한 뒤

 

방공 및 교전체계와 스텔스 탐지체계에 적용할 수 있는 광대역/대형 레이더 기술로 발전시킬 계획이라고 합니다.

 

 

참고자료

 

IMT2000용 위상배열 안테나를 위한 광 빔 성형기에 관한 연구

 

광대역 위상배열 안테나의 빔 편이 현상 제거를 위한 4-Bit 시간 지연기 설계

 

광대역 신호 전송을 위한 광 실시간 지연선로 빔 성형망을 이용한 광대역 위상 배열 안테나 시스템 구현에 관한 연구

 

광대역 신호 전송을 위한 위상배열 안테나용 광 실시간 지연선로 빔 성형망 구현에 관한 연구

 

http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=364540&cid=42605&categoryId=42605

 

http://www.nrl.navy.mil/research/nrl-review/2002/optical-sciences/tulchinsky/





    



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hotae12 2016.01.11. 13:09
워. . 신박합니다. 핵심은 역시 시간차 제어 기술이겠지요?
gorehimjul 2016.01.11. 15:39
당최 알아들을수가... 문송합니다.. ㅠ_ㅠ
Profile image Sheldon 2016.01.11. 16:26
시간지연 주사식 위상배열 레이더는 광대역, 소형화, 경량화할 수 있으면서도 해상도와 스캔 속도, 신뢰성, 효율성을 높이고 레이더 가격을 낮출 수 있어서 차세대 레이더로서 각국에서 연구 중에 있으며, 특히 광대역화할 수 있다는 장점 덕분에 스텔스기에 대응할 수 있는 차세대 카운스 스텔스 기술로 개발되고 있습니다.

국내에서는 국방과학연구소 위상배열 광제어 특화연구실에서 연구하고 있으며, 2020년까지 핵심기초기술들을 확보한 뒤 방공 및 교전체계와 스텔스 탐지체계에 적용할 수 있는 광대역/대형 레이더 기술로 발전시킬 계획이라고 합니다.

어려우시면 이것만 보셔도 됩니다.
알바리움 2016.01.12. 12:49
국군에서 연구하고있다는건가요? 아니면 저런개념이 새로 발견되고 개발된걸 소개하는글인건가요?
Profile image Sheldon 2016.01.12. 15:52
둘 다요.
알바리움 2016.01.12. 22:59
아 그렇군요 감사합니다.
Profile image Ya펭귄 2016.01.12. 13:52
패시브네요....
sunyoushine 2016.01.20. 16:42
레이더 주파수를 광대역화 해서 현재 일부 주파수에 대해서만 스텔스 성능을 가지는 전투기를 탐지하겠다는 것이니까, 스텔스 성능을 광대역화 하면 레이더가 광대역을 커버하더라도 전투기를 탐지 못하는 것이죠?
Profile image Sheldon 2016.01.20. 16:47
그럴지도요.
sunyoushine 2016.01.20. 19:23
메타물질을 이용해 광대역 스텔스 기술을 개발하고 있다는 내용이네요. https://www.youtube.com/watch?v=i0EVI01Zf1o&spfreload=10
Profile image Sheldon 2016.01.20. 19:35
그런 건 뉴스게시판에 올려주세요.
sunyoushine 2016.01.20. 20:06
쉘든보라고 올린 거예요. 저게 나온지 한달도 넘었어요. 최신성이 없으면 뉴스 아니라고 삭제 당한 적이 있어서 올리기 싫네요.
Profile image Sheldon 2016.01.20. 20:55
저도 이미 본 거에요...
eceshim 2016.01.21. 00:06
IMT 2000이면 언제적 논문인지 ㅎㅎ 꽤 오래전부터 손댓군요.
MEMS switching이랑 광 프리즘은 관심이 좀 있네요
일본 연구실에 RF mems하는 친구가 있고 밑에층에는 광 연구실이라서요.
MEMS로 구현하는건 힘들 겁니다. 기계 동작이라 전자 소자보다 많이 느리죠.
Profile image Sheldon 2016.01.21. 00:24
MEMS 방식은 레이더용으로는 연구되고 있지는 않고 통신용 어레이 안테나용으로 연구중인 걸로 알고 있습니다.

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