전투기 전자전 시스템 분석 - F-16 Block 60 (2)

 

1부에서 F-16 Block60 RWR의 CD 밴드 안테나에 대해서 알아봤다.

이번에는 cutaway 상에 있는 12번 “RWR antenna (port and stardboard)”이다.

 

(F-16Block60 Cutaway)

 

먼저 사진으로 보면 다음과 같다.

 

(F-16Block60 RWR 안테나 위치01)

 

기본적으로 F-16 RWR의 주파수 탐지 범위는 C 밴드부터 J 밴드까지이고, C~D 밴드는 1부에서 얘기했었다. 남은 E 밴드부터 J 밴드까지는 4개의 Spiral Antenna를 통해 탐지하며, 항공기를 중심으로 azimuth 360°도를 탐지할 수 있도록 배치한다. 인접한 2개의 안테나로부터 수신되는 신호의 세기를 비교하여 방향을 탐지하고 이러한 시스템의 방향 탐지 정확도는 약 10° RMS 정도 된다. C~D 밴드보다 신호 세기를 좀 더 정밀하게 분석할 수 있으므로 정확도가 조금 높다고 볼 수 있다.

 

F-16의 옛날 버전에는 전방을 탐지하기 위해 위 사진의 위치에 (전방 동체 좌/우측) 2개의 안테나가 장착되고 후방을 탐지하기 위해서는 수직 미익 끝에 2개의 안테나가 장착되었다. cutaway 상으로는 125번 “IEWS aft threat warning antenna”이다.

그러나, F-16 버전 업이 되면서 항공기 양쪽 주익 LEF(Leading Edge Flap)에 안테나가 장착되고 12번 안테나의 역할을 대신하게 된다. cutaway 상에서는 86번과 160번이다.

그렇다면 F-16Block60에서 12번 안테나의 역할은 무엇일까?

확실하진 않지만 KF-16의 경우, 이 위치는 ALQ-165 ASPJ (Airborne Self Protection Jammer) 시스템의 전방 수신 안테나 위치로 알려져 있다. 재머는 RF를 방사하는 시스템이지만 기본적으로 적 RF 신호를 수신하여 재밍 신호를 만들어야 하기 때문에 수신 안테나와 Receiver가 포함된다. F-16 Block 60에서도 이 안테나가 자체 보호 재머 시스템의 수신 안테나인지는 확실하지 않다. 다만, cutaway 상에는 RWR 안테나라고 되어 있지만 아래의 그림과 같이 분명 주익 LEF에 동일한 역할의 안테나가 동일한 탐지범위를 위해 중복적으로 되어 있으므로 다른 역할을 수행할 가능성이 있다.

 

(F-16Block60 RWR 안테나 위치02)

 

위의 그림에 표시된 RWR 수신 안테나 위치에 대해 잠깐 생각해 보겠다. 전방 동체에서 왜 주익의 LEF로 옮기게 되었을까?

RWR 수신 안테나는 1개가 꽤 넓은 영역을 탐지할 수 있도록 빔폭이 broad 해야 한다. 그런데 안테나가 동체에 붙어 있을수록 동체에 의한 탐지범위가 제한되고 수신 빔 패턴이 영향을 받게 된다. 또한, 기존의 위치인 전방 동체는 레이다의 바로 뒤쪽에 있어서 레이다 back lobe에 의한 주파수 간섭을 쉽게 받을 수 있는 위치이기도 하다. 즉, RWR 안테나로는 그다지 좋은 위치는 아니므로 RWR 개선을 위해 위치가 변경되었을 가능성이 있다.

 

그렇다면 RWR 수신 안테나로서 좋은 위치는 동체로부터 이격이 되고 FOV(Field Of View)가 확보될 수 있는 날개의 끝부분이라 할 수 있다. 그렇기 때문에 RWR 후방 안테나는 수직 미익 끝에 위치했다. 그러나 RWR 전방 안테나는 주익 끝으로 갈 수가 없다. F-16 계열의 항공기는 주익 끝에 Missile Launcher가 있기에 장착이 불가하다. 그러므로 이를 피하면서 동체로부터는 떨어지고 주익에 장착되는 fuel tank나 무장에 의한 FOV 간섭을 최소화하는 위치가 현재의 안테나 위치라고 볼 수 있다.

 

조금 더 안테나 위치에 대해 얘기하고 2부를 마치도록 하겠다.

안테나는 고정 부위에 장착되는 것이 기본이나 F-16 계역은 주익 LEF 상에 위치한다. LEF는 비행 중 계속적으로 비행제어 컴퓨터에 의해 상/하방으로 움직이는 부위이다. 안테나가 움직이므로 신호 수신에 영향을 받을 것으로 생각될 수 있지만, 다행히도 RWR 수신 안테나는 Elevation 방향의 빔폭이 broad 하므로 LEF 움직임에 의해 신호를 놓치는 영향성은 무시할 수 있는 수준으로 볼 수 있다. 그래도 가능하면 안테나는 고정부위에 장착이 필요하다.

 

이 외에 항공기에서 RWR 안테나 위치를 선정할 때에는 RWR 수신기로부터 안테나가 너무 멀리 위치해 있으면 RF Cable이 길어지는 단점이 있다는 것과 신호 세기 비교를 통한 방향 탐지를 하는 시스템은 각 안테나와 RWR 수신기 간 RF Cable 길이를 유사하게 만들어 주는 등의 고려해야 할 사항들이 있다.

 

F-16 Block60에 탑재되어 있는 전자전 시스템은 Northrop Grumman 사의 Falcon Edge IEWS이다. 정보가 상당히 제한적이지만 RWR의 주파수 탐지 범위가 40GHz까지이고 RWR 외에 ESM 수준의 기능이 가능하며 자체 보호 재머가 통합되어 있는 것으로 알려져 있다.

3부에서는 F-16 Block 60의 이러한 부분을 얘기해 보겠다.