우크라이나 전쟁에서의 전자전

다음은 우크라이나-러시아 전쟁을 통해 최신의 전쟁은 주파수 스펙트럼을 누가 점유하냐가 중요하다는 내용의 기사입니다. 

 

 

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러시아의 GPS 재밍

영국 공군 소속의 Dassault Falcon-900LX VIP 항공기는 지난 3월 13일 영국의 국방장관인 Grant Shapps를 태우고 폴란드에서 영국으로 향하고 있었다.

이 비행 중 항공기는 러시아의 PNT(Position, Navigation and Timing) 재밍의 희생양이 되었다.

영국 국방부는 발트해 남부의 러시아 점령지인 Kaliningrad 근처를 비행하던 Falcon의 GNSS 시스템은 방해를 받았다고 밝혔다.

Falcon 항공기는 비행 중 러시아 영공을 침범하지 않았으며 PNT 재밍이 이 항공기를 표적으로 했다는 징후 없었다.

(이 맵은 러시아의 GNSS 재밍이 행해진 영역을 보여준다)

 

Kaliningrad는 러시아에게 전략적으로 중요한 지역이며 구축함과 호위함, corvettes 등 그리고 핵잠수함이 포함되어 있는 Baltic 함대가 있다.

러시아 항공우주 군인 VKS는 영구적으로 전투 항공기와 헬리콥터의 두 부대를 Kaliningrad에 배치하고 있다.

지상의 방공 자산은 S-400(NATO 명 SA-21 Growler) 장거리 고고도 SAM 기지를 포함하고 있다. Shapps의 항공기는 단일 소스에 의존했다가 발생할 수 있는 치명적인 위험을 줄이기 위해서 여러 개의 항법 시스템이 적용되어 있기 때문에 위험에 처해진 적이 없었다.

사실 Baltic은 최근 수 년간 심각한 PNT 재밍의 증거가 있어왔으며 Kaliningrad에 있는 러시아 군에 대한 비난이 있었다.

Culprit는 14TS227 Tobol GNSS 재밍 시스템이 이 지역에 배치되었다고 믿어진다.

Tabol은 Kaliningrad 지역을 포함할 만큼 넓은 영역에 걸쳐 재밍을 할 수 있는 고정형 시스템이다.

GNSS 재밍은 위성 유도 무기로부터 러시아 군 자산을 보호하기 위해 수행된다.

2023년 6월 미 국방성 문서에는 우크라이나에 제공된 JADAM GPS 유도 키트가 러시아의 GNSS 재밍 시스템에 의해 성능 저하를 일으켰다고 되어 있다.

이러한 PNT 신호의 방해는 러시아의 Pole-21와 R-330Zh Zhitel과 같은 전략 시스템에서 행해진 것으로 알려져 있다.

(R-330Zh Zhitel 전술 전자전 시스템은 러시아 지상군이 사용하며 GNSS와 다른 신호를 표적으로 한다)

 

공개된 출처에 의하면 이러한 시스템은 100 MHz에서 2 GHz에 걸쳐 재밍이 가능하다고 한다.

PNT 신호는 일반적으로 1.1에서 1.6 GHz대역을 사용한다.

 

러시아 군의 EW 능력은 "New Look"이라 불리는 2008년의 군 재편에 따라 크게 바뀌었다.

같은 해에 러시아는 Georgia와 전쟁을 치렀으며 이때에 러시아는 6대의 항공기를 잃었다.

이것은 Gerogia의 방공망에 의한 것이었으며 러시아가 상대 레이다를 공격하는 EW 능력이 떨어짐을 보여줬다.

이에 따라 "New Look"은 여러 개의 EW 프로그램을 재가동하게 되었고 게다가 몇몇 새로운 시스템을 주문하기도 하였다.

L-175V Khibiny EW 시스템(1980년에 운영을 시작)은 Su-34M(Fullback) 폭격기에 탑재되어 운영된다.

이와 비슷하게 R-330Zh Zhitel은 2008년에 러시아 육군에 도입되었다.

 

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UAV 전투에 대한 대응

러시아 육군 EW 전략은 원래 R-330Zh와 Aviaconversia와 같은 GNSS 재머를 이용하여 GNSS 유도 무기에 의한 점표적에 대한 보호였다.

그러나 우크라이나 전쟁은 위성 유도 무기가 유일한 우려가 아님을 보여주었다.

UAV는 우크라이나 전쟁의 특징이 되었고 FPV(First Person View) UAV는 전술 정찰과 표적에 대한 병기 지원을 위해 양측에서 광범위하게 사용되었다. 

예를 들면, 이란의 Shahed-136과 같은 "Kamikaze" OWA(One-Way Attack) 드론은 러시아에 의해 사용되었으며 우크라이나의 중요 국가 시설을 공격하는 데 사용되었다.

2022년 10월 러시아 군에 의해 Geran-2로 명명된 Shahed-136 드론은 우크라이나의 민간 시설을 공격하였다.

(이란이 공급한 Shahed-136 드론은 관성 항법 시스템에 의존하여 표적을 향해 날아가기 때문에 재밍이 어렵다)

 

우크라이나 역시 UAV를 사용하여 러시아의 시설을 공격했다.

"drone war"로 불리는 전쟁의 정도는 숫자로 표현할 수 있다.

영국에 있는 RUSI(Royal United Services Institute)는 우크라이나가 한 달에 10,000대의 UAV를 잃는다고 말했다.

RUSI는 또한 러시아 역시 이와 유사한 숫자로 UAV를 잃는다고 얘기한다.

우크라이나 남부와 동부 전선만큼 전자기 스펙트럼을 복잡하게 운영하고 있는 지역은 없을 것이다.

러시아 지상 군은 전선의 매 1~2 km마다 EW 시스템을 배치하고 있다.   

스펙트럼 전선에 가깝게 연관되어 있는 한 우크라이나 정보에 의하면 지상 작전을 지원하는 전술적 EW의 90%는 UAV에 중점을 두고 있다고 한다.

이러한 포화상태에도 불구하고 우크라이나 UAV 조종사들은 러시아의 전술적 EW 범위 내에서 사이 공간을 찾으며 임무를 계속해서 수행하고 있다고 한다.

한 우크라이나 EW 전문가는 드론 조종사들에게 충분한 구멍이 있다고 생각한다고 말한다. 

(우크라이나 군의 Magura V5 USV는 흑해에서 러시아 해군 함대를 공격한다)

 

러시아 지상 군은 최소한 14개의 서로 다른 전술적 카운터 UAV 시스템을 운영하는 것으로 생각된다.

이러한 시스템들은 항공기와 조종사 간의 RF 링크를 이용하여 UAV를 탐지한다.

UAV가 탐지되면 지향성 재밍을 이용하여 안전장치 메커니즘이 활성화되도록 하여 UAV를 비상 착륙 시키거나 원래의 기지로 되돌려 보낸다.

후자의 경우는 매우 위험한 경우가 되는데, UAV가 되돌아가는 기지가 표적이 될 수 있기 때문이다. 

만약 적절한 가시선내에 UAV 조종사가 위치해 있다면 RF 방출을 이용하여 조종사의 위치를 확인할 수도 있다.

이후 UAV 조종사가 있는 위치는 러시아 대공포의 표적이 되고 매우 위험한 상황에 놓일 수 있다.

 

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생존성 혁신

우크라이나의 엔지니어들은 러시아의 UAV 재밍 시도에 적응하는 방법을 알아내었다.

단순하면서 매우 효과적인 방법은 러시아가 사용하는 대 UAV와 동일한 주파수를 사용하여 FPV UAV를 비행하는 것이다.

이것은 러시아가 자신의 플랫폼에 대한 교전 없이는 재밍을 사용할 수 없음을 의미한다.

또 다른 방법은 UAV가 광범위한 주파수 범위에서 여러 개의 채널을 사용하는 수신기를 탑재하는 것이다.

러시아의 카운터 UAV 시스템은 일반적으로 100 MHz에서 6 GHz 사이의 주파수를 사용하며 이 범위 밖은 재밍이 어렵다.

한 예로 러시아 카운터-UAV 시스템은 이러한 주파수 범위에서 한 번에 한 부분만 재밍이 가능할 것이고 전부는 불가능할 것이다.

이를 위해서는 UAV가 다니는 전선에 훨씬 더 많은 재밍 시스템을 배치해야만 한다.

(러시아 육군은 RB-341V Leer-3 시스템과 Orlan-10 UAV를 같이 운용하면서 통신 재밍 신호를 수집한다)

 

 

카운터-UAV 장비는 발전된 마이크로전자기 소자를 사용한다.

러시아는 현재 미국과 유럽 연합에 의해 EW 시스템에 사용되는 이러한 복잡한 반도체를 수입하는데 제재를 받고 있다.

(러시아의 통신 재밍에 대응할 수 있도록 개발된 Himera-G1 전술 라디오)

 

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공중과 스펙트럼

러시아 군은 전자기 디코이를 이용하여 그들의 시스템을 보호한다.

이러한 디코이들은 레이다와 유사한 파형을 송신하며 대방사 미사일을 속이는 것이 목표이다.

2022년 8월에 미국은 대량의 AGM-88B HARM(High Speed Anti-Radiation Missile)을 우크라이나 군에 제공했으며 이 HARM 미사일은 우크라이나 공군의 Mig-29(Fulcrom) 전투기에 통합되었다.

 

AGM-88 HARM의 전개와 러시아의 카운터-ARM 디코이의 사용은 이 전쟁이 스펙트럼과 밀접하게 연관되어 있다는 것을 보여준다.

우크라이나나 러시아 모두 공중 우위(superiority)를 계속해서 점유할 수 없었다.

미 공군의 정의에 따르면 공중 우위는 적군이 우군의 공중 제어에 산발적으로 도전하는 것을 말하며 공중 우세(supermacy)는 적군이 더 이상 우군의 공중 제어에 있어서 의미 있는 도전을 하지 못하는 것을 말한다.  

우크라이나 전쟁에서 공중 우위를 계속해서 유지하지 못하면 어느 쪽도 전투에서 이길 수 없음이 현실이 되었으며 스펙트럼을 제어하는 데 있어서 승리하냐에 따라 공중 우세를 확보할 수 있었다.

 

AGM-88B의 제공은 우크라이나의 OCA(Offensive Counter-Air)를 지원하는 올바른 단계였다.

미 공군이 정의하는 OCA 운용은 적 영공을 점유하고 위협의 발사를 방지하며 공격과 행동에 있어서 자율성을 증가시키는 것을 추구하는 것이다.

적의 방공망을 무력화시키는 SEAD/DEAD 임무는 OCA 전투의 핵심 부분이기도 하다.

HARM 미사일은 러시아 레이다를 공격하는데 유용함을 보여주었다.

러시아 지상 군은 약 2,100개가 넘는 레이다를 이용하여 대공방어를 하며 지금까지 우크라이나는 수많은 레이다를 파괴하였다.

(우크라이나 조종사가 Mig-29에서 AGM-88 HARM을 발사하고 있다)

 

지상의 대공 방어 레이다는 대방사 미사일에만 취약한 것이 아니다.

대공포와 공중투하 폭탄, Kamikaze UAV, 그리고 전자기 영향에도 취약할 수 있다.

MBDA사의 Taurus 공대지 스탠드오프 미사일의 우크라이나 공군 공급도 러시아 대공 방어 레이다에 위협이 될 수 있으나 우크라이나가 Tarurs로 러시아를 공격하는 것에 대한 우려로 납품이 멈추었다.

영국과 프랑스는 유사한 형태의 MBDA사의 SCALP/Storm Shadow 미사일을 공급했다. 

 

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결론

결론적으로 우크라이나 러시아는 전자기 스펙트럼에 있어서 강렬한 전투를 계속하고 있다. 

러시아는 인력적인 측면에서 그리고 북한과 이란과 같은 동맹국으로부터의 공급량에 있어서 우위에 있다.

그러나 이것이 Kyiv가 전쟁에서 졌다는 의미는 아니다.

만약 우크라이나가 빠르게 움직이는 기동을 기반으로 한 전술을 한다면 승산이 있다.

이를 통해 러시아 운용과 전술 결정이 느리게 이뤄지는 사이에 러시아 중심부를 타격할 수 있을 것이다.

이것은 전자기 스펙트럼 제어권을 유지하면서 러시아의 지출을 얼마나 늘리느냐에 의해 결정될 것이다.

만약 우크라이나가 스펙트럼 전쟁에서 진다면 전세는 빠르게 기울 것이다.

출처 : The Electromagnetic Dominance, May 2024

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