전자기 보호 - EW 101

미국의 합동 교리에서 1993년부터 2020년까지 ‘전자기 보호(Electromagnetic Protection)’는 ‘전자 보호(Electronic Protection)’로 알려져 있었다.

1993년 이전에는 ‘전자 대응-대응책(ECCM, Electronic Counter-Countermeasures)으로 알려져 있었다.

DOD는 시간이 지남에 따라 전자전 용어를 발전시켜왔지만 이러한 용어의 합동 정의는 꽤 오랜기간 일정하게 유지되어 왔다.

현재 공동 간행물 3-85에 적혀있는 EP에 대한 정의는 “아군의 전투 능력을 저하시키고 중화시키며 또는 파괴하는 아군 또는 적군의 전자기 스펙트럼 사용 효과로부터 인원, 시설 그리고 장비를 보호하는 전자전 행위의 한 부분”으로 기술하고 있다.   

 

EP(Electromagnetic Protection)

전자기 보호(EP)는 아래의 그림과 같이 전자전의 중요한 한 요소이다.

이 그림에는 EW 기능에 대해 ESM이나 ECM, ECCM과 같은 초기의 이름을 사용하고 있으며 대방사 미사일(ARMs, Anti-Radiation Missiles)과 지향성 에너지 무기(DEWs, Directed Energy Weapons)의 추가로 인해 전자기 공격(EA, Electromagnetic Attack) 범위로 변화한 것을 볼 수 있다.

원래는 ARMs과 DEWs는 무기(weapon)이기 때문에 EW에 포함되지 않았었다.

또한 EA에 대항하는 센서에 대한 보호를 포함하기 위해 EP의 범주도 변화하였다. 

(EP는 EW의 한 분야이며 적 무기로부터 플랫폼을 지키는 것이 아닌 적의 EA와 ES 기능으로부터 아군의 센서를 보호한다)

 

ES(Electromagnetic Support)나 EA는 센서나 수신기 또는 송신기와 같은 특별한 하드웨어를 포함하고 있다는 측면에서 EP와 다르다고 할 수 있다.

EP는 적의 EA나 의도하지 않은 간섭, 그리고 적 ES 시스템에 의한 탐지로부터 보호하기위해 스펙트럼에 종속된 시스템과 서브시스템으로 구성된다.

 

또한, DOD 교리의 문구 중 주목할 만한 것은 EP에는 방해전파와 같은 재밍을 포함하지 않으면서 유도 무기로부터 플랫폼을 보호하는 것을 포함한다는 것이다.

다시 말해, EP는 레이다나 통신 시스템, GPS 수신기등이 적의 재밍으로부터 그 효과를 감소시키는 것과 같이 스펙트럼에 종속된 시스템을 보호한다.

아래의 그림과 같이 EP는 안테나 측정이나 수신기 기능, 또는 프로세서 기능을 통해 구현된다.

(EP는 수신 안테나와 수신기 또는 보호되는 센서의 프로세서에 구현된다.)

 

반응형

 

[Antenna 기법]

▶좁은 빔폭을 갖는 지향성 안테나와 원하는 방향으로는 높은 이득을 제공하고 재머가 있는 방향을 포함하여 기타 다른 방향으로는 낮은 이득을 구현

 

▶재머나 적의 방사가 일어나는 방향에 안테나 패턴상의 null을 생성하는 기법.

   위상 배열 안테나는 다중의 재머에 대해 다중의 null을 만들 수 있다. 

 

▶안테나 EP 기법은 재밍 신호가 수신기로 유입되는 것을 막는다.

 

[수신기 기법]

▶협대역 수신기는 주파수 측면에서 원하는 신호를 수신하면서 신호를 분리해낼 수 있다.

  앞에서의 좁은 빔폭 안테나를 통해 원하는 방향에서의 신호를 높은 이득으로 제공하면 먼 거리에서 원하는 신호를 수신할 수 있다.

 

▶만약 원하는 신호가 스윕핑(sweeping)이나 호핑(hopping)을 통해 주파수를 변화시키면 재머는 일반적으로 수신기의 대역폭 안에 재밍 신호를 유지할 수 없게 된다.

  스윕핑 패턴을 랜덤으로 하거나 또는 호핑 주파수를 랜덤으로 선택하게 하여 신호의 주파수 변화를 예측하지 못하게 함으로써 EA 시스템으로부터 수신기를 보호할 수 있다.

 

▶만약 원하는 신호가 일반적이지 않거나 변화하는 변조를 갖는다면 수신기는 재밍 신호를 포함하여 변조하지 않은 어떠한 신호들로부터 원하는 신호를 구분할 수 있다.

 

▶수신기 EP 기법은 재밍신호가 수신기 밖으로 나오는 것을 막는다.

 

[프로세서 기법]

▶만약 송신 신호의 대역폭이 신호에 의해 전달되는 정보의 대역폭보다 훨씬 넓다면 수신 신호의 신호 대 잡음 비는 매우 낮아져서 적이 정보를 복원하거나 탐지 또는 송출원의 위치를 파악하는 것을 불가능하게 만들 수 있다.

  예를 들면, 매우 빠른 데이터 전송률로 디지털 신호를 재 변조함으로써 데이터 전송률을 몇 배 증가시킨다.

  이를 통해 정보 속도 보다 훨씬 높은 대역폭 전체에 송신 신호가 확산되게 된다.

  이것을 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 신호(direct sequence spread spectrum signal)라고 한다. 

 

▶만약 적의 수신 신호에 180˚ 지연된 신호를 더하면 수신 신호는 삭제된다.

 

▶신호의 정보 패킷을 랜덤하게 지연시킴으로써 적의 코히런트 수신을 방지할 수 있다.

 

▶프로세서 EP 기법은 수신 시스템에서 신호 정보로 나오는 것을 막는다.

 

아래의 그림은 무기와 연계된 레이다나 적의 통신 링크에 대한 EA와 EP의 영향성을 나타낸 것이다.

EA는 레이다의 성능을 감소시키거나 통신 시스템이 운용에 필요한 정보를 전달하는 것을 막음으로써 위협 시스템의 기능을 떨어뜨린다.

EP는 적의 EA가 존재하는 환경에서 필요한 정보를 수신하고 처리하며 전달하 수 있도록 레이다나 통신 송신기를 변형하는 것을 포함한다.

(아군 EA는 적의 레이다와 통신의 효과를 줄이려고 하며 적군 EP는 아군 EA의 존재 속에서 센서의 효과를 복원한다.)

 

EP 기능이 제공하는 유형은 다음을 포함한다.

▶ 송신기 탐지로부터의 보호

▶ 정확한 송출원 위치 파악으로부터의 보호

▶ 재머에 의한 재밍 대 신호 비(J/S)의 감소

▶ 부엽 재밍으로부터 보호

▶ burn-through 거리의 확장

 

 

 

출처 : Journal of Electromagnetic Dominance, 2022.05