전투기 전자전 시스템 분석 - F-16 Block 60 (3)

이전까지 살펴본 기능은 타 전투기의 RWR과 동일하거나 유사한 기능 또는 구성이었다면, 이번에는 타 전투기의 RWR과 다른 F-16 Block 60 RWR만의 특징적인 기능에 대해 살펴보겠다.

 

(F-16 Block60 Cutaway)

 

위의 cutaway 상에서 21번 “EW Antenna” 안테나는 실제 아래의 그림과 같이 생겼으며 전방 동체 양쪽에 장착되어 있다.

 

(F-16 Block60 EW Antenna)

 

이 안테나의 기능은 무엇일까? 아직은 인터넷상에서 상세한 기능을 확인해볼 수 있는 자료를 찾을 수는 없었다. 다만 기존의 전투기 RWR이 4개의 안테나를 통해 항공기를 중심으로 azimuth 360° 공간을 분할하고 수신 신호의 방향을 탐지하는 반면 F-16 Block 60의 경우는 이 안테나를 통해 공간을 더 촘촘하게 분할함으로써 수신 신호의 방향 탐지 정확도를 향상시킨 것으로 보인다. 이론적으로 Amplitude Comparison 방식을 적용한 RWR 방향 탐지 정확도는 안테나의 빔 폭이 작을수록 높아진다. 즉, azimuth 360° 공간을 4개의 안테나로 커버하는 것보다 더 많은 안테나를 적용하면 방향 탐지 정확도가 높아진다는 것이다.

 

위 그림의 안테나를 자세히 보면 안테나가 바라보는 방향이 보이며 항공기 nose 방향의 수직 방향임을 알 수 있다. 확실히 기존 안테나와는 다른 방향을 지향하고 있다. 이것만 있을까? 정확한 사진은 없지만 F-16 Block 60 항공기의 수직 미익에 기존 후방 영역의 신호 수신을 담당하는 안테나 외에 더 있을 수 있다.

 

(F-16 Block60 후방 EW Antenna)

 

위의 사진에서 파란색은 기존 F-16 계열의 전투기에 장착되어 있는 후방 RWR 안테나이며, 항공기 nose 방향을 0°로 할 때 시계방향으로 135°와 225°를 boresight로 하는 두 개의 안테나가 장착된다. 위의 사진에서 빨간색 부분에도 nose 방향에 수직 방향을 바라보는 안테나가 양쪽으로 두 개가 장착되어 있을 것으로 생각된다.

 

종합해보면, F-16 Block 60 RWR의 E~J 대역 안테나는 총 8~10개 정도 되는 것으로 생각되며 맞는다면, 방향 탐지의 정확도는 약 5° RMS 이하가 될 것으로 예상된다.

 

처음 얘기했던 21번 “EW Antenna”를 좀 더 확대해서 보면 아래의 그림과 같다.

 

(F-16 Block60 전방 EW Antenna)

 

Nose 방향의 수직 방향을 지향하고 있는 안테나 옆에 조그만 안테나가 하나 보이고, 또한 항공기 nose 방향으로도 있는 것을 볼 수 있다. 그렇다면 항공기 반대쪽도 있으므로 총 4개의 작은 안테나가 있는 것이다.

 

F-16 Block 60의 전자전 시스템인 IEWS는 40GHz까지 주파수를 탐지할 수 있다고 알려져 있다. 운용 주파수가 높을수록 파장은 짧아지고 그러므로 안테나를 작게 만들 수 있다. 이 작은 안테나로 18GHz부터 40 GHz까지 탐지할 것으로 생각된다. 또한, 21번 안테나 부분 외에 앞의 수직 미익을 표시한 그림에서의 안테나 영역에도 E~J 대역 안테나와 함께 이 고대역 안테나가 동일하게 장착되어 있을 것으로 예상된다.

 

3부 마지막으로 F-16 Block 60만의 좀 더 독특한 부분을 알아보겠다. 그러기 위해서 항공기 전방 부분을 확대해서 보겠다.

 

(F-16 Block60 정밀 방탐 안테나 어레이)

 

F-16 Block 60은 이제껏 얘기한 Amplitude Comparison 방식의 RWR 외에 위의 그림과 같이 항공기 전방 동체 양쪽에 안테나 어레이를 구성하고 Phased Interferometer 방식의 정밀한 신호 방향 탐지 성능을 구현한 것으로 보인다. 참고로 이 안테나 어레이는 cutaway 상에 표시되지 않는다.

 

F-16 Block 60은 이 안테나 어레이를 통해 항공기 양 사이드에서 수신되는 신호를 azimuth와 elevation 방향에서 3° RMS 이하의 정밀도로 방향을 탐지할 수 있을 것으로 보인다. 이러한 정밀도로 인해 항공기의 다른 센서와의 센서 퓨전이 가능하고 보다 정밀한 Emitter Location 획득이 가능하므로 정밀 무장 연동도 가능할 것으로 예상된다.

(향후 방향 탐지 기법과 Emitter Location에 대한 기술적인 얘기를 하도록 하겠다.)

 

F-16 Block 60의 cutaway에도 없는 이 안테나 어레이 존재는 아래의 그림을 통해서도 예측할 수 있다.

 

(F-16I 정밀 방탐 안테나 및 F-16 Block60 Test Bed)

 

위 그림 중 왼쪽 그림은 이스라엘 공군의 F-16I이다. 이스라엘은 F-16 Block 52를 도입하고 전자전 장비는 자국에서 개발한 전자전 시스템을 적용하였다. F-16I는 F-16 Block 60의 전자전 시스템과 아주 유사한 구성을 하고 있다. 사진에서 표시하고 있는 부분이 F-16 Block 60의 그것과 동일한 기능을 하는 부분으로서 다만 안테나 어레이 구성에 있어서 서로 확실한 확인이 안되므로 탐지 주파수 대역과 방향 탐지 정확도의 성능 비교는 불가하다.

또한, 오른쪽에 있는 그림은 F-16 Block 60 개발 당시의 Flying Test Bed 사진이다. 항공기용 주유 센서나 탑재체를 개발할 때에 최종 플랫폼에 장착 전 다른 항공기에 장착하여 비행 시의 성능 검증을 하게 된다. 사전 비행 시험 시에는 많은 시험 데이터를 확보하고 필요하면 비행 중 엔지니어들이 탑승하여 튜닝을 직접 수행해야 하므로 여객기나 비즈니스 제트기를 개조하여 Flying Test Bed로 활용을 한다. 그림에서 보면 F-16 Block 60의 전방 동체에 있는 전자전 시스템 안테나를 그대로 모사하고 있는 것을 볼 수 있으며 여기에서 안테나 어레이를 확인할 수 있다.

 

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종합해보면, F-16 Block 60은 E 밴드 이상의 주파수 대역에서 azimuth 360°는 Amplitude Comparison 방식으로 신호의 방향을 탐지하며 기존 버전의 F-16과는 다르게 더 많은 안테나를 활용하여 방향 탐지 정확도를 높인 것으로 예상할 수 있다. 또한, 항공기 양쪽 사이드로는 Phased Interferometer 방식을 적용하여 보다 정밀한 신호 탐지 능력을 보유한 것으로 예상된다.

 

마지막 4부에서는 F-16 Block 60의 ECM 기능에 대해 알아보겠다.