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레이더 아키텍처 선택 탐색: 빔 스캐닝이 탐지 성능에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까?
오늘날 빠르게 발전하는 기술 시대에 레이더 기술은 항공 교통 관리부터 자율주행차에 이르기까지 다양한 애플리케이션을 위한 중요한 도구가 되었습니다. 레이더 엔지니어링은 레이더 칩, 가변 빔 스캐닝 방법, 구성 요소 성능 등 물체 감지 성능에 영향을 미치는 설계 및 기술 요소에 중점을 둡니다.
레이더 시스템의 아키텍처 선택 품질은 탐지 기능에 직접적인 영향을 미칩니다. 고지향성 빔 스캐닝 레이더를 통해 표적의 각도를 탐지할 수 있으며, 탐사 방법에는 주로 전자 스캐닝과 기계적 스캐닝이 있다. 기계적 스캐닝은 일반적으로 회전 안테나를 통해 수행되는 반면, 전자 스캐닝은 더 빠른 스캐닝 속도와 보다 유연한 작동을 제공하는 위상 배열 안테나를 사용합니다.
적절한 레이더 아키텍처를 선택하려면 사용된 센서뿐만 아니라 적용 시나리오의 환경과 필요한 성능도 고려해야 합니다.
전자 주사 배열(ESA)에서 이 레이더 기술의 장점은 순간적인 빔 스캐닝 기능과 여러 개의 유연한 빔을 동시에 작동할 수 있는 능력을 가능하게 하여 다양한 레이더 모드가 동시에 작동할 수 있다는 점에서 분명합니다. EIRP(유효 등방성 복사 전력) 및 GR/T(수신 이득)와 같은 성능 지표는 장거리 감지에 영향을 미치는 주요 요소입니다.
예를 들어, AESA(능동 전자 스캔 배열)와 PESA(수동 전자 스캔 배열) 사이에는 구조적으로 상당한 차이가 있습니다. AESA의 각 안테나는 고성능과 높은 신뢰성을 갖춘 고체 전력 증폭 모듈에 연결되지만 비용도 상대적으로 높습니다. 반면 PESA는 모든 안테나를 단일 전력 증폭 모듈에 연결합니다. 구현 비용은 저렴하지만 위상 변환기에 대한 요구 사항이 더 높습니다.
빔형성 측면에서 다양한 주파수 및 필드(예: 디지털, 광학 또는 무선 주파수 필드)에서의 스캐닝 방법은 레이더 성능에 영향을 미칩니다.
레이더 작동 시 방출되는 신호는 연속적이거나 펄스형일 수 있습니다. 이러한 선택은 감지 범위에 영향을 미칠 뿐만 아니라 레이더의 감지 분해능도 결정합니다. 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이더와 펄스 도플러(펄스-도플러) 레이더는 탐지 성능 면에서 각각 장단점이 있습니다. 전자는 일반적으로 단거리 탐지에 적합하고 후자는 장거리 탐지에 더 적합합니다.
펄스 도플러 레이더의 반이중 특성은 수신기와 송신기 사이에 더 나은 격리를 제공하여 수신기의 동적 범위를 향상시키는 동시에 이러한 유형의 레이더는 일반적으로 전송 및 수신을 위해 하나의 안테나와 FMCW 레이더를 사용합니다. 별도의 안테나 설정이 필요합니다. 이러한 설계는 레이더 시스템의 탐지 기능과 작동 유연성을 결정합니다.
또한 모노펄스 레이더는 에코를 비교하여 각도 정확도를 향상시켜 표적을 정확히 찾아내는 데 도움을 줍니다.
레이더 아키텍처를 논의할 때 송신 및 수신 배열도 고려해야 하며, 이는 빔의 스캐닝 방법을 탐지 성능에 영향을 미치는 주요 요소 중 하나로 만듭니다. 예를 들어, 모노스테이션 레이더에는 송신기와 수신기가 서로 밀접하게 배치되어 있는 반면, 바이스테이션 레이더는 분리되어 있어 데이터 해석의 정확성을 보장하기 위해 정밀한 시간 동기화가 필요합니다.
플랫폼 선택도 레이더 성능을 결정하는 중요한 단계입니다. 레이더 시스템은 공중, 해상, 지상 등 다양한 플랫폼에 설치할 수 있습니다. 각 플랫폼은 배경 소음과 레이더의 소음에 서로 다른 영향을 미치며, 이에 따라 사용되는 빔 스캐닝 기술이 추가로 결정되어 최종 탐지 성능에 영향을 미칩니다.
환경과 요구 사항이 변화함에 따라 레이더의 작동 주파수와 전파 범위도 레이더 설계 선택에 영향을 미칩니다. 다양한 주파수는 RCS(레이더 단면적) 성능을 최적화하는 데 도움이 되며, 이는 다양한 레이더의 성능 차이에 영향을 미치는 또 다른 누적 요소입니다. 또한 검색, 추적, 지상 매핑 등과 같은 레이더 작동 모드도 다양한 애플리케이션에 따라 달라집니다.
일반적으로 레이더 아키텍처 선택과 빔 스캐닝 방법 결정은 다층적이고 복잡한 과정입니다. 여기에는 기술 사양뿐만 아니라 특정 애플리케이션 요구 사항의 특성에 대한 깊은 이해도 필요합니다. 미래에 레이더 기술이 발전할 때 적절한 아키텍처 선택이 실제로 최적의 탐지 성능을 달성할 수 있을까요?
