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스마트 활용: 패시브 레이더는 주변 무선 신호를 어떻게 사용합니까?
오늘날 군사 및 민간 기술이 급속히 발전하는 시대에 패시브 레이더 시스템은 점차 독특한 매력을 드러내고 있습니다. 이 레이더 기술의 잠재력은 방송국, 상업용 통신 신호 등과 같은 비협력 소스에서 나오는 환경 내 기존 무선 신호를 사용하여 물체를 감지하고 추적하는 능력에 있습니다. 기존 레이더 시스템과 비교하여 패시브 레이더 시스템에는 특수 송신기가 필요하지 않으므로 비용, 효율성 및 은폐 측면에서 확실한 이점을 제공합니다.
기존 레이더 시스템에는 펄스 신호를 통해 물체의 위치를 측정하는 공통 송신기와 수신기가 있습니다. 패시브 레이더 시스템에서 수신기는 환경 내 제3자를 이용해 신호를 방출하고, 방출된 신호와 물체의 직접 거리 및 반사 거리를 비교하여 물체의 위치 정보를 계산합니다. 이 프로세스는 표적의 범위를 제공할 뿐만 아니라 도플러 주파수 이동 및 도착 방향과 같은 여러 매개변수를 측정하여 표적의 속도와 방향을 계산합니다.
수동 레이더 시스템의 장점은 낮은 운영 비용과 은폐성으로 인해 특별한 주파수 구성 없이도 신속하게 정보를 업데이트할 수 있다는 것입니다.
패시브 레이더의 역사적 배경
패시브 레이더 시스템의 개념은 새로운 것이 아닙니다. 1935년 초 영국의 로버트 왓슨 와트(Robert Watson Watt)가 최초로 전파를 사용해 폭격기를 탐지해 레이더 기술 발전의 초석을 마련했습니다. 기술이 발전함에 따라 많은 국가에서 공중 위협에 대처하기 위해 다양한 유형의 바이스태틱 레이더 시스템을 배치하기 시작했습니다. 영국의 CHAIN HOME과 프랑스의 CW 레이더가 초기 사례입니다.
제2차 세계 대전 중에 독일도 영국의 CHAIN HOME 레이더를 통해 항공기를 탐지하기 위해 수동 바이스태틱 레이더를 사용했습니다. 송신기 및 수신기 기술의 발전으로 모노스태틱 레이더가 번창할 수 있었지만, 컴퓨터 기술과 디지털 수신기 기술이 향상되면서 1980년대에 수동 레이더 시스템이 다시 관심을 끌었습니다.
패시브 레이더 작동 방식
패시브 레이더 시스템에서 수신기는 여러 신호 소스로부터 반사파를 정확하게 수신해야 합니다. 여기에는 방송 TV 신호, FM 라디오, GPS 위성 등이 포함됩니다. 시스템은 전송된 신호의 참조 채널을 캡처하여 신호 형태를 동적으로 샘플링하고 디지털 빔 형성 및 적응형 필터링과 같은 여러 처리 단계를 수행하여 대상 정보가 정확하게 추출될 수 있도록 보장합니다.
패시브 레이더 시스템은 강한 간섭 하에서 매우 작은 에코 신호를 식별하기 위해 낮은 잡음, 높은 동적 범위 및 높은 선형성을 갖춘 수신기 설계가 필요합니다.
패시브 레이더의 장점과 과제
장점 측면에서 패시브 레이더 시스템은 조달 비용을 절감할 뿐만 아니라 작동 및 유지 관리도 더 쉽게 만듭니다. 비밀 작전이 필요한 일부 임무에서 패시브 레이더는 특정 주파수를 전송하지 않고도 확실히 옵션을 제공합니다. 그러나 이 기술에는 문제가 따릅니다. 가장 큰 과제는 시스템이 외부 신호 소스에 크게 의존하므로 가용성이 환경적 요인에 크게 영향을 받는다는 것입니다.
또한 패시브 레이더의 성능은 점차 전통적인 단거리 및 중거리 레이더 시스템의 성능에 접근하고 있지만 위치 확인 정확도와 추적 안정성은 여전히 더 향상되어야 합니다. 다중 기지 레이더를 사용하면 정확도가 향상될 수 있지만 시스템의 복잡성도 증가합니다.
현재 연구 및 향후 전망
현재 전 세계적으로 많은 상업 및 학술기관에서 패시브 레이더에 대한 연구를 활발히 진행하고 있으며 그 응용 분야를 확대하고 있습니다. 미국, 영국, 프랑스 및 기타 국가의 연구원들은 현대 디지털 방송 신호 활용 가능성을 더욱 발전시키기 위해 노력하고 있습니다. 예를 들어, HDTV 표준은 뛰어난 모호성 기능으로 인해 패시브 레이더에 이상적인 신호 소스로 간주되어 점차 관련 연구에서 핫스팟이 되었습니다.
패시브 레이더 시스템의 저비용 특성을 고려할 때 이 기술은 예산이 제한된 연구 기관 및 기타 부서에 특히 매력적입니다. 왜냐하면 적은 하드웨어 시설이 필요하기 때문에 연구자는 알고리즘 개선과 컴퓨팅 성능 강화에 집중할 수 있습니다. 디지털 신호 처리 기술이 발전함에 따라 앞으로 패시브 레이더 기술이 더욱 발전할 것이며 그 범위는 더 많은 응용 분야로 확장될 것입니다. 이것이 무선 신호 활용에 대한 우리의 기본 이해를 변화시킬 것입니까?
