이번 파트는 DRFM 이론의 마지막 파트로서 기존의 재머로는 대응이 힘든 레이다에 대한 DRFM 재밍의 장점에 대해 간략히 정리해 본다.
이러한 레이다 기법은 다음과 같다.
- Coherent radar
- Leading edge tracking
- Pulse-to-pulse frequency hopping
- Pulse compression
- Range rate/Doppler shift correlation
- Detailed analysis of target RCS
- High Duty-Cycle Pulse Radar
Coherent Radar
Coherent 레이다는 아래의 그림과 같이 자신의 표적 반사 신호가 단일 주파수 셀 내에 존재할 것이라고 기대한다.
따라서 펄스 도플러 레이다는 처리 회로 내에 필터 뱅크를 갖는다.
Non-coherent 재머가 비록 spot 재밍 모드를 사용하더라도 재머의 전력은 다중의 필터에 걸쳐 나타나게 되며 레이다는 재밍을 탐지할 수 있고 home-on-jam 모드로 진입할 수 있다.
또한, coherent 펄스 처리 이득에 의해 J/S가 떨어진다.
DRFM을 장착한 재머는 coherent 재밍 신호를 만들어 낼 수 있기 때문에 펄스 도플러 레이다는 재밍 신호에 대해 동일한 처리 이득을 갖게 되고 재밍의 존재를 알아채지 못하게 된다.
이는 J/S를 향상시키고 레이다는 home-on-jam 모드로 진입할 수 없게 된다.
Leading Edge Tracking
Leading edge 추적은 range gate pull off 재밍의 효과를 떨어뜨리며 그 이유는 재밍 펄스가 레이다의 표적 반사 신호로부터 점진적으로 지연되기 때문이다.
즉, 레이다는 오직 펄스의 leading edge만을 이용하여 표적을 추적한다.
재밍 펄스의 leading edge는 표적 반사 신호의 leading edge 보다 늦기 때문에 다음의 그림과 같이 레이다는 이를 무시하게 된다.
지형학적으로도 leading edge 추적은 레이다로 하여금 길어진 송신 경로에 의한 terrian bounce 재밍 펄스를 무시할 수도 있게 한다.
최신의 DRFM은 매우 짧은 지연 시간을 갖기 때문에(약 50 ns 수준) leading edge 추적기가 충분히 탐지할 수 있는 수준의 재밍 펄스를 발생시킬 수 있다.
이는 range gate pull off 재밍이나 terrain bounce 재밍을 효과적으로 만들 수 있다.
Frequency Hopping
CPI(Coherent Processing Interval) 간 또는 펄스 간 주파수 호핑은 기존의 재머로 하여금 호레이다가 호핑 하는 전 범위를 커버하도록 만들며 이는 J/S를 떨어뜨린다.
다음의 그림과 같이 레이다의 주파수를 각 펄스의 첫 50 ns 동안 측정할 수 있는 DRFM 기반의 재머는 레이다의 주파수 호핑을 따라가는 재밍 신호를 만들어낼 수 있으며 표적 반사 신호의 매우 넓은 범위를 커버할 수 있다.
Pulse Compression
레이다의 거리 해상도를 향상시키는 것뿐만 아니라 펄스 압축 레이다는 압축률만큼 J/S를 떨어뜨린다.
물론 이는 재머의 펄스가 적절한 펄스 압축 변조를 하지 못한다는 가정이다.
펄스 압축은 주파수 변조와 같은 chirping 또는 Barker 코드를 적용하여 구현한다.
두 경우 모두 압축률 만큼 재머가 생성하는 신호의 J/S를 떨어뜨릴 수 있으며 재밍의 효과도를 수 배 이상 줄일 수 있다.
DRFM 기반의 재머는 레이다 펄스의 주파수 변조를 측정할 수 있으며(선형적이거나 비선형적이거나 모두 가능) 표적 반사 신호와 매우 유사한 재밍 펄스를 만들어낼 수 있다.
또한, DRFM 기반의 재머는 첫 번째 수신되는 Barker 코드 펄스의 정확한 디지털 코드와 비트 속도를 알아낼 수 있다.
그래서 다음의 그림과 같이 재머는 이후 연속되는 펄스에 적절한 Barker 코드를 포함한 재밍 펄스를 만들어 낼 수 있다.
Range Rate/Doppler Shift Correlation
펄스 도플러 레이다는 분리되어 있는 표적을 탐지할 수 있고 각 표적의 도플러 주파수 변화 추이와 함께 거리 변화 추이를 기록할 수 있다.
이러한 거리 변화 추이와 도플러 변화 추이의 조합을 통해 레이다는 거짓 표적과 실제 표적을 구분할 수 있다.
DRFM 기반의 재머는 재밍 펄스의 펄스 타이밍과 주파수를 설정할 수 있기 때문에 이를 실제 표적 반사 신호와 일치시킬 수 있다.
따라서 range gate pull off와 range gate pull in, 그리고 다른 거짓 표적 재밍 기법등이 효과적이다.
Detailed Analysis of Radar Cross Section
RCS에 대한 상세한 분석은 레이다로 하여금 표적으로부터 반사되어 수신된 신호의 변화를 탐지할 수 있게 하여 재머로부터의 새로운 재밍 신호를 제거하고 실제 표적 신호를 재추적할 수 있게 한다.
대부분의 최신 DRFM 기반 재머는 다중면에 의한 RCS와 같은 복잡한 형태의 펄스를 생성할 수 있기 때문에 이러한 재머가 생성한 재밍 신호는 레이다가 거짓 신호로 구분하기가 힘들다.
High Duty-Cycle Pulse Radar
DRFM 기반의 재머가 매우 높은 듀티 사이클의 레이다 신호 즉, 펄스 도플러 레이다의 HPRF (High Pulse Repetition Frequency) 모드에 대해 대응할 때에 DRFM은 다음의 그림과 같이 이전의 펄스가 재송신되기 이전에 두 번째 펄스로부터 데이터를 수집할 수 있다.
이 pipe-lining 모드는 재밍 펄스 파라미터를 위해서 적절한 타이밍이 필요하다.
높은 PRF 레이다 모드는 수신된 신호의 FFT(Fast Fourier Transform) 처리 강화를 위해서 일반적으로 단일 주파수를 사용한다.
그렇기 때문에 한 개의 펄스는 다른 펄스들과 닮았고 따라서 이러한 pipe-lining 모드는 유효할 수 있다.
여기까지 7부에 걸쳐서 EW 104에서 설명하고 있는 DRFM에 대해 알아봤다.
이번 DRFM을 공부하면서 동일한 내용이 좀 반복되는 느낌을 받았지만 그래도 DRFM에 대해서 비교적 쉽게 설명하고 있는 것 같다.
출처 : EW104
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