CHAPTER 12. DECOYS

디코이(decoy)는 상대 레이다로 하여금 실제 항공기 표적보다 더 항공기와 같이 착각하게 만들기 위해 설계된 장치이다.

이러한 디코이의 주요 목적은 다음의 세 가지가 있다.

적의 통합 방공 시스템(IADS, Integrated Air Defense System)을 포화시키고, 적으로 하여금 그들의 병력을 쉽게 노출시킬 수 있도록 하며, 적 레이다의 추적을 무력화시킨다.

여기서는 포화 디코이(saturation decoy)와 견인식 디코이(towed decoy), 그리고 소모성 능동 디코이(expendable active decoy)에 대해 알아보겠다.

 

[Saturation Decoys ]

Saturation 디코이는 보통 소모성 비행체로써, 침입하는 항공기를 모사하며 임무는 적의 IADS를 기만하고 포화시키는 것이다.

다량의 saturation 디코이들을 활용하면 적 IADS가 그들의 중요 자원을 이러한 거짓 표적에 집중시킬 수 있게 만들 수 있다.

이는 침입하는 항공기와 교전할 적 자산을 고갈시킬 수 있다.

게다가 지상 또는 공중 발사 saturation 디코이는 IADS를 자극하거나 인텔리젼스 데이터를 수집, 또는 SEAD(Suppression of Enemy Air Defense) 자산에 대한 공격을 시작하는 데 사용할 수 있다. 

이러한 saturation 디코이의 세 가지 특징은 전자적 시그니쳐와 비행 프로그램, 그리고 임무 타입이다.

 

(Electronic Signature)

Saturation 디코이는 반드시 이들이 보호하려는 항공기와 동일한 전기적 시그니쳐 또는 레이다 반사 특성을 가져야 한다.

이를 위해 디코이는 수동적인 방법과 능동적인 방법 또는 이 둘을 통합한 방법을 사용할 수 있다.

수동형 디코이는 레이다 반사기를 동반하여 비행한다.

레이다 반사기의 크기와 형태, 그리고 재질은 적당한 양의 레이다 에너지가 반사될 수 있도록 최적화되어야 한다.

능동형 디코이는 레이다 리피터 시스템을 적용하여 수신된 레이다 신호를 증폭하고 적당량의 에너지를 상대 레이다로 보낸다.

여기서 반사되는 레이다 에너지 양이나 송신되는 레이다 에너지 양이 매우 중요한 요소이며 너무 크거나 또는 너무 작으면 상대 레이다 운용자는 디코이와 실제 항공기 표적을 구분할 수 있게 된다.

 

(Flight Program)

계속해서 적의 IADS를 기만하기 위해서 디코이는 적당한 크기의 레이다 반사 신호를 송신하는 것 이상의 일을 해야 한다.

항공기와 유사한 비행 특성을 갖는다면 디코이가 지속적으로 IADS를 효과적으로 기만할 수 있는 확률을 높일 수 있다.

최신의 디코이들은 로켓이나 소형 엔진으로부터 추진력을 얻을 수 있고  또는 매우 먼 거리에서부터 활공을 할 수 있다.

게다가 디코이의 비행경로는 탑재된 자동비행 컴퓨터에 사전에 프로그램될 수 있고 지상 추적과 독립적으로 비행이 가능하여 상대 레이다가 추적할 가치가 있는 공격 항공기처럼 보일 확률이 증가한다.

 

(Mission Type)

많은 수의 디코이는 IADS를 포화시키고 부담을 가중시킬 수 있다.

그러는 동안 이들의 실제와 같은 전자적 이미지와 사전 프로그램된 비행경로는 적에게 레이다를 켜고 그들의 정체를 노출시키도록 유도한다.

 

(1) 공격 스트라이크 부대에서 발사된 saturation 디코이는 적에게 의미 없는 추적 처리 시간을 소모하게 만들며 중요 자산을 묶어두는 효과를 볼 수 있다.

이 역할에서 디코이는 주로 적 IADS의 조기 경보 네트워크에 대하여 다량의 표적이 있는 것처럼 역할을 한다.

디코이들을 추적하기 위해 할당된 자산으로 인해 실제 항공기를 추적하는 것이 불가능할 것이다.

게다가 만약 적이 디코이 존재를 알아챘다고 하더라도 그것이 디코이가 아닐 수 있다는 두려움 때문에 표적으로 자원을 할당하지 못할 것이다.

 

(2) 표적 획득 레이다나 표적 추적 레이다에 있어서 방사 시간 또는 “방사 통제”는 매우 중요한 요소이다.

전장에서 효과를 발휘하고 살아남기 위해서 지상 위협 레이다는 가능한 적게 에너지를 방사한다.

너무 많은 시간 방사를 하면 ELINT는 이들의 위치를 파악하여 항공기들이 이를 회피하거나 공격을 받게 된다.

디코이가 레이다로 하여금 방사를 하게끔 만드는 것을 “IADS 자극(Stimulating the IADS)”이라고 부르며 일반적으로 위협 억제 임무의 시작이 된다.

 

(3) 디코이를 사용하여 IADS를 자극하여 확실한 성공한 거둔 예는 1982년에 Bekaa Valley에서 수행된 작전이 있다.

이스라엘은 전쟁 초기에 saturation 디코이를 발사하였고 디코이는 성공적으로 공격을 모사하여 시리아가 재장전을 하는 동안 이스라엘 공격기는 19기 중 17기의 시리아 SA-6을 파괴하였다.

지상 위협이 사라졌을 때 이스라엘 공군은 공중전을 통해 85기의 시리아 전투기를 격추시키는 결과를 얻을 수 있었다.

 

두 가지의 saturation 디코이의 예로는, 하나는 미 해군의 TALD(Tactical Air Launched Decoy)이고 다른 하나는 미 공군의 MALD(Miniature Air Launched Decoy)이다.

 

(TALD : Tactical Air Launched Decoy)

(MALD : Miniature Air Launched Decoy)

 

이 두 종류의 디코이는 모두 능동과 수동 동작이 가능하며 또한 사전에 프로그램된 비행경로를 보유하고 있다.

TALD는 일반적으로 F-14 Tomcat 전투기에서 발사되는 무동력 디코이이며 MALD는 전투기에서 사용할 수 있도록 설계된 작은 제트 엔진을 가지고 있다.

MALD는 길이 90인치와 직경 6인치, 그리고 접을 수 있는 25인치 크기의 날개를 가지고 있으며 기본적으로 공대공 미사일과 같은 크기이다.

이처럼 MALD는 크기가 작기 때문에 목표 지역까지 운반이 가능하다.

MALD가 발사되면 독립적인 추진체와 비행경로, 그리고 전자적으로 조정된 레이다 반사 면적을 통해 상대 acquisition 레이다와 추적 레이다는 이를 하나의 공격 항공기로 착각하게 만든다. 

 

[Towed Decoys : 견인식 디코이]

Towed Decoy 또는 견인식 디코이는 물리적으로 항공기에 부착되어 있는 작은 재머이다.

IADS에 대하여 사용되는 saturation 디코이와는 다르게 견인식 디코이는 각 항공기의 생존성을 위해 사용된다.

견인식 디코이는 교전의 마지막 단계에서 적의 미사일을 무력화시키기 위해 사용된다.

그러므로 견인식 디코이와 다른 소모품들은 최종 단계 대응책(endgame countermeasure)라고 알려져 있기도 하다.

견인식 디코이는 주로 적의 반능동 레이다 미사일과 내 항공기간의 충분한 오차 거리(miss distance)를 만들어 내도록 설계되었지만 이 견인식 디코이는 또한 펄스 도플러 레이다와 모노펄스 레이다에 대해 효과적이기도 하다.

 

견인식 디코이가 효과를 갖기 위해서는 위협 레이다가 내 항공기를 추적을 시작한 후 레이다 해상도 셀 이내에서 켜져야 한다.

그리고 미사일에 효과적인 미끼가 되기 위해서 견인식 디코이는 내 항공기보다 훨씬 큰 RCS를 모사할 수 있을 만큼의 충분한 전력을 레이다 쪽으로 보내야 한다.

현재까지는 2가지 세대의 견인식 디코이가 있다.

주요 차이는 항공기가 견인하는 연결선의 차이라 할 수 있다.

 

(1세대 견인식 디코이)

첫 세대의 견인식 디코이는 단순한 리피터 재머를 가지고 있으며 운용 주파수 범위 내에서 수신되는 모든 신호를 증폭하여 내보낸다.

이 증폭된 신호는 항공기의 반사 신호보다 크며 따라서 미사일은 이 디코이 쪽으로 끌리게 된다.

이러한 디코이는 독립형으로 만들어졌으며 모든 전자 부품과 프로세서, 수신기, 그리고 송신기를 포함하고 있다.

유일하게 항공기와 연결되어 있는 것은 전력과 상태 전송을 위함이다.

이러한 단순한 형태의 리피터 장치의 가장 큰 장점은 효과를 위해 적 레이다 시스템의 정확한 주파수 정보를 요구하지 않는 것이며 디코이는 수신되는 어떤 신호든 증폭한다.

이러한 디코이를 사용함에 있어서 고려해야 하는 부분은 항공기 내장형 재밍 시스템과 이 견인식 디코이 간의 충돌 가능성이다.

즉, 항공기 내장형 재머 시스템은 디코이보다 전력이 더 크기 때문에 미사일이 디코이를 무시하고 항공기를 추적하는 경우가 발생할 수 있는 것이다.

 

(2세대 견인식 디코이)

2세대 견인식 디코이는 항공기와 광섬유 케이블(fiber optic cable)로 묶여있다.

이 케이블을 통해 디코이는 다양한 재밍 변조 기법을 사용할 수 있다.

이러한 광섬유 견인식 디코이(FOTD, Fiber Optic Towed Decoy)는 단지 송신기만을 가지고 있으며 남은 다른 구성품들은 항공기 내부 또는 Pod 내부에 있다.

이러한 시스템은 디코이를 통해 더욱 복잡한 형태의 재밍이 가능하며 또한 항공기 내장형 시스템과 협조적인 재밍이 가능하다.

 

(견인식 디코이의 중요 고려사항)

견인식 디코이 시스템을 개발할 때에 중요한 고려사항은 디코이와 항공기간에 요구되는 분리 거리이다.

견인식 디코이는 디코이로 향하는 미사일의 탄두 파편이 항공기에 영향을 주지 않을 만큼 충분히 뒤쪽에 위치해야 한다.

다음의 그림에서 미사일 A는 항공기의 안전 원 밖에서 폭파됨을 보여준다.

 

조종사 측면에서 견인식 디코이로 인한 항공기의 기동 제한은 매우 중요하다.

그리고 탑재할 수 있는 디코이의 수량과 디코이 전개에 소요되는 시간 역시 개발에 매우 중요한 고려사항이다.

 

(견인식 디코이와 미사일 위치별 고려사항)

360° 영역을 커버하지 못한다는 것은 디코이 시스템의 주요 제한사항이다.

디코이를 전개한 항공기가 위협 레이다의 정면에 있을 때 레이다는 항공기와 디코이를 구분할 수 있게 된다.

이는 레이다의 해상도 셀 기능이다.

게다가 위의 그림에서의 미사일 B와 같이 미사일이 높은 aspect angle을 가지고 항공기보다 위에서 접근하면 디코이 쪽으로 미사일이 오다가 항공기에서 폭파가 이뤄질 수 있다.

미사일이 낮은 aspect angle을 가지고 항공기의 뒤에서 접근할 때(그림에서 미사일 C) 역시 미사일은 디코이에서 폭파되지 않고 연속적으로 탐지되는 항공기에서 폭파될 수 있다.

마지막으로 디코이가 파괴되었거나 잃어버렸을 때에 대체 디코이가 전개되기까지 소요되는 시간이 중요하며 특히 다중의 미사일과 교전 중일 때에는 더욱 중요하다.

 

(AN/ALE-50)

현재 운용 중인 견인식 디코이 시스템에는 AN/ALE-50이 있다. 

 

(AN/ALE-50)

 

AN/ALE-50은 1세대 견인식 디코이 시스템이며 F-16과 B-1B 항공기에 장착되고 다른 버전은 ALQ-184 Pod에 통합되어 있다.

 

이 시스템은 발사 제어기 서브 시스템과 견인식 디코이로 구성된다.

발사 제어기는 디코이 발사 전 디코이를 덮고 있는 형태이며 디코이에 전력을 제공하고 전자적 상태를 제공한다.

디코이는 전력을 제외한 나머지 구성품들이 모두 내장되어 있는 형태이다.

전력은 연결선을 통해 항공기로부터 제공받으며 디코이는 자체 상태 정보를 이 연결선을 통해 항공기로 보낸다.

 

AN/ALE-50 디코이는 켜지지 않은 상태로 전개가 가능하나 한번 디코이가 전개되면 다시 되감을 수 없으며 항공기 착륙 전에는 반드시 연결선을 끊어야 한다.

이 시스템은 항공기 내장형 재밍 시스템이 디코이를 무효화할 가능성을 줄이기 위한 방지책이 포함되어 있다.

 

AN/ALE-50 견인식 디코이는 광대역 RF 리피터로서 적의 RF 신호를 수신하고 증폭하며 재송신을 통해 자체 보호를 위한 EA 기능을 수행한다.

위협 레이다 신호를 수신하면 이 단순한 리피터는 신호를 증폭하여 재전송하게 된다.

이를 통해 레이다는 항공기로부터 반사된 신호와 디코이가 내보내는 더 강한 신호 2가지를 수신하게 된다.

이 중에서 디코이가 발생한 신호가 레이다에게는 더욱 유혹적이기 때문에 레이다나 미사일은 디코이 쪽으로 유도되게 된다.

Kosovo 전투에서 ALE-50 디코이는 F-16과 B-1B를 보호하면서 신뢰를 얻었다. 

 

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[Expendable Active Decoys : 소모성 능동 디코이]

소모성 능동 디코이는 레이다 추적 게이트를 유혹하여 적 레이다를 항공기로부터 멀리 끌어낼 수 있도록 설계된다.

이 시스템은 견인식 디코이와 함께 최종 단계 대응책 중 하나이나 항공기 뒤에서 견인되는 것과는 다르게 자유낙하나 활공을 통해 지상으로 떨어지는 소모성 디코이라는 점이 다르다.

 

소모성 디코이는 작으면서 능동 재밍 시스템이며 항공기에 이미 장착되어 있는 AN/ALE-40이나 AN/ALE-47과 같은 chaff/flare 디스펜서에서 발사가 가능하도록 설계되었다.

소모성 디코이는 잡음 재밍이나 기만 재밍을 사용할 수 있지만 보통은 잡음 재밍을 사용한다.

기만 재밍 기법은 펄스 도플러 레이다에 더욱 효과를 내기 위해 사용된다.

소모성 디코이는 두 가지의 도전적인 과제를 가지고 있으며 하나는 재머가 효과를 유지하는 시간이며 다른 하나는 팩키징이다.

 

(소모성 디코이 효과 유지 시간)

소모성 디코이는 특정 시간 동안 항공기를 보호하도록 설계된다.

디코이가 발사되는 고도와 발사 속도는 효과를 발휘할 수 있는 시간과 범위를 결정한다.

소모성 디코이는 작은 낙하산을 적용하여 낙하하는 속도를 늦추고 재밍 효과를 지속하는 시간을 증가시킨다.

만약 효과 지속 시간이 너무 짧다면 다중의 소모성 디코이를 적용해야 한다.

이는 적절한 전개와 소모품의 관리가 중요함을 말한다.

 

(소모성 디코이 패키지)

소모성 디코이의 주요 구성품은 송신기 및 수신 안테나, 기법 발생장치, 증폭기 그리고 전력 공급기이다.

송신 및 수신 안테나는 서로 격리되어야 하며 높은 안테나 이득, 넓은 대역폭, 그리고 상대 레이다 편파와 호환성을 가져야 한다.

기법 발생장치는 상대 레이다 신호를 인지하고 적절한 재밍 응답을 생성할 수 있어야 한다.

증폭기는 넓은 주파수 범위에 걸친 높은 전력의 재밍 신호를 생성할 수 있어야 한다.

이러한 모든 요구사항들을 만족하기 위해서 복잡한 컴퓨터와 소형화 기술이 사용되며 모든 구성품은 항공기 디스펜서 크기에 맞도록 패키지 되어야 한다.

이러한 요소들은 소모성 디코이의 비용에 영향을 주어 활용에 제한을 주기도 한다.

 

(GEN-X Decoy)

 

GEN-X 디코이로 불리는 일반 소모성 RTE-1489는 운용되고 있는 디코이 중 하나이다.

이 디코이는 1.4 x 1.4 x 5.8 인치 크기의 카트리지에 들어가며  새로운 MMIC(Microwave/Millimeter wave Integrated Circuit) 기술이 들어간 것이 장점이다.

GEN-X는 프로그래밍이 가능하고 넓은 대역의 안테나와 주파수 범위를 갖는다.

디코이가 발사되면 세 개의 작은 날개가 펴져 균형을 잡는다.

내장 배터리가 전력을 공급하고 수신기는 위협 신호를 포착하고 기만 신호가 생성된다.

여기까지 디코이에 대한 전반적인 내용을 정리하였다.

다음에는 Chaff 운용에 대해 알아보겠다.