전파 흡수체 성능 평가를 위한 Radar signature 분석

해당 논문은 2024년 한국전자파학회 하계종합학술대회에서 발표되었습니다

o최병헌, 김한중, 박강국**
*㈜모아소프트, **이티엘 주식회사

Key Words : 레이더 반사 면적, RCS, 역합성개구레이더, ISAR, Ansys HFSS, EM시뮬레이션, Radar signature

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I. 서론

현대전에서 레이더의 중요성이 육해공 가릴 것 없이 높아짐에 따라 레이더에 탐지될 확률을 감소시키며 장비의 생존성을 향상시킬 수 있는 스텔스 기술의 연구가 필수적으로 되었다. 스텔스 기술은 상대의 탐지 방비에 대항하는 은폐 기술이며, 대표적인 탐지 시스템인 레이더는 표적에 반사된 전파가 되돌아오는 신호를 탐지하여 표적에 관한 정보를 얻는데 이것을 레이더 반사 면적(RCS; Radar Cross Section)이라고 한다. 대표적인 RCS 감소 기술 중 하나인 전파 흡수체는 적 레이더에 탐지될 가능성을 줄이기 위한 핵심 요소이다. Radar signature 분석은 전파 흡수체의 성능 평가 방법의 하나로, RCS 뿐만 아니라 역합성개구레이더(ISAR, Inverse Synthetic Aperture Radar)를 확인하여 전파 흡수체가 레이더 신호에 어떻게 반응하는지를 분석할 수 있다.
Ansys HFSS라는 3D 전자기 해석 시뮬레이션 도구를 사용하여 이티엘 주식회사에서 개발한 전파 흡수체를 아군 장비에 적용함으로 Radar signature의 변화를 분석하였다.

II. 본론

이티엘 주식회사에서 개발한 전파 흡수체는 X-band에서의 전파 흡수를 목표로 제작되었다. 전파 흡수체는 특정 도포 두께에서 최고 성능을 나타낸다.[1] 이티엘 주식회사에서 개발한 흡수체의 Dielectric properties(permittivity, conductivity)를 측정하여 해당 특성을 시뮬레이션에 적용하였다. 평판 시뮬레이션 결과 최고 성능을 나타내는 전파 흡수체의 도포 두께는 2.2mm로 파악되었으며 이를 적용한 평판에 주파수에 따른 성능을 시뮬레이션으로 진행하였다. 그림 1의 실제 평판 시험을 진행하여 두 개의 결과를 그림 2과 같이 비교하여 결과가 일치함을 확인하였다.

그림 1. 자체 시험 편 설계

(a) 시뮬레이션 결과 (b)실제 측정 결과

그림 2. 시뮬레이션과 실체 측정 비교

또한 그림 3의 함정 모델에 전파 흡수체를 도포하여 RCS의 변화를 그림 4와 같이 확인하였고, ISAR의 변화를 그림5과 같이 확인하였다.

그림 3. 함정 모델링

(a) 적용 전 (b) 적용 후

그림 4. RCS 2D graph

(a) 적용 전 (b) 적용 후

그림 5. ISAR 2D image

III. 결론

본 논문은 금속 시험 편에 대해서 시뮬레이션 결과와 측정 결과를 비교하였다. 이를 통해 EM시뮬레이션의 정확성을 파악하였다. 또한 대형 플랫폼에 전파 흡수체를 도포함으로써 Radar signature의 변화를 확인하여 전파 흡수체의 성능을 분석하였으며 추후 실제 측정을 통해 비교 분석할 예정이다.