저고도 경제의 수호자: 보안 레이더의 종류, 적용 분야 및 특징

드론 물류, 도심 항공 모빌리티(UAM), 긴급 대응을 포괄하는 저고도 경제의 폭발적인 성장은 새로운 기회와 상당한 보안 문제를 야기했습니다. 여기에는 불량 드론, 충돌 위험, 악의적인 활동 등이 포함됩니다. 신뢰할 수 있는 저고도 감시 네트워크를 구축하는 것이 가장 중요하며, 레이더는 이 시스템의 초석 역할을 합니다. 다음은 저고도 보안을 위해 설계된 주요 레이더 유형과 핵심 응용 분야 및 특성입니다.

"저속, 저고도, 소형"(LSS) 표적이 제기하는 탐지 어려움을 해결하기 위해, 특수 레이더가 기존 시스템의 기능을 넘어 주요 방어선으로 부상했습니다.

1. 위상 배열 레이더(능동 탐지)
   응용 분야:
   • 도시 중요 지역 보호: 정부 건물, 원자력 발전소, 공항 통관 구역의 핵심 보안.
   • 주요 행사 보안: 스포츠 행사, 국제 정상 회담 등에서 광범위한 드론 감시를 제공합니다.
   • UAS 교통 관리(UTM)의 중추: 주요 경로에서 드론을 모니터링하는 기본 센서 역할을 합니다.
   주요 특징:
   • 민첩한 빔, 다중 표적 추적: 전자식 스캔을 통해 수백 개의 표적을 동시에 모니터링하고 추적하여 드론 군집 전술에 효과적으로 대응할 수 있습니다.
   • 높은 데이터 새로 고침 빈도: 드론의 매우 역동적인 기동을 포착하여 신속한 궤적 업데이트와 충분한 응답 시간을 제공합니다.
   • 다기능 통합: 단일의 고도로 통합된 시스템 내에서 검색, 추적 및 식별 작업을 동시에 수행할 수 있습니다.
2. 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이더(능동 탐지)
   응용 분야:
   • 드론 자체 인식 및 장애물 회피: 자율 항법을 위해 드론에 통합됩니다.
   • 중요 기반 시설의 주변 보안: 교도소, 변전소 등 시설에 대한 근거리, 원활한 모니터링.
   • 차량-UAV 조정: 드론 착륙 유도 및 차량 근접 감지에 사용됩니다.
   주요 특징:
   • 사각 지대 없음, 정확한 거리 및 속도 측정: 고정밀 단거리 탐지에 이상적이며, 여러 개의 근접한 표적을 효과적으로 해결합니다.
   • 낮은 전력 소비, 소형, 비용 효율적: 대규모 배포 및 모바일 플랫폼 또는 소형 드론에 통합하기에 적합합니다.
   • 고해상도: 광대역 신호를 통해 정밀한 거리 해상도를 달성하여 상세한 표적 식별을 지원합니다.
3. 분산형 개구 레이더(능동 탐지)
   응용 분야:
   • 복잡한 지형 및 도시 협곡에서의 감시: 여러 노드가 고층 건물과 산으로 인한 사각 지대를 제거합니다.
   • 비용 효율적인 광역 커버리지: 여러 개의 저가 소형 레이더를 사용하여 단일의 크고 비싼 레이더를 대체합니다.
   주요 특징:
   • 사각 지대 최소화: 센서는 여러 시야각을 제공하여 협업 3D 탐지를 가능하게 합니다.
   • 향상된 복원력: 개별 노드가 방해되거나 파괴되더라도 시스템은 부분적으로 작동합니다.
   • 데이터 융합을 통한 정확도 향상: 여러 노드의 데이터 융합은 보다 정확한 표적 위치를 제공합니다.
4. 스펙트럼 탐지 레이더(수동 청취)
   응용 분야:
   • 소비자 드론 식별: 드론과 컨트롤러 간의 통신 신호를 가로채 표적을 탐지하고 찾습니다.
   • 무선 침묵 위협 탐지: 신호를 방출하지 않는 시스템을 탐지하여 능동 레이더를 보완합니다.
   주요 특징:
   • 높은 은폐성: 수동 센서이므로 탐지할 수 없어 은밀한 모니터링에 이상적입니다.
   • 드론 모델 식별: 데이터베이스에 대한 고유한 신호 지문을 분석하여 드론의 특정 브랜드 및 모델을 식별할 수 있습니다.
   • 저렴한 비용: 일반적으로 고성능 능동 레이더보다 배포 비용이 저렴합니다.
5.                      

유형에 관계없이 전문적인 저고도 보안 레이더는 핵심 과제를 극복하기 위해 공통적인 기술적 특성을 공유합니다.

• 우수한 LSS 표적 탐지 고주파 대역(예: Ku, Ka, W-band) 및 고급 신호 처리 알고리즘을 사용하여 강한 도시 클러터에서 희미한 드론 신호를 추출합니다.
• 정확한 분류 및 식별 마이크로 도플러 시그니처 분석을 사용하여 새와 드론을 구별하고 로터 블레이드로 인해 레이더 반사 신호의 주기적인 변조를 분석하여 드론 유형(예: 쿼드콥터, 헥사콥터)을 식별합니다.
• 다중 센서 융합 레이더는 단독으로 작동하는 경우가 거의 없습니다. 일반적으로 감각 허브 역할을 하며, 전자 광학/적외선(EO/IR) 시스템 및 RF 센서와 통합됩니다. 이는 검증 및 법의학적 증거를 위한 효율적인 "레이더 탐지, EO/IR 확인" 주기를 생성합니다.
• 고해상도 및 클러터 저항 적응형 빔 형성 및 지능형 필터링 기술을 활용하여 복잡한 도시 환경에서 클러터 간섭에 대한 강력한 저항력을 갖도록 설계되었습니다.

저고도 경제를 보호하는 것은 단일 레이더 유형에 의존하는 것이 아니라 계층화된 협업 센서 네트워크가 필요합니다.

• 광역 계층: 위상 배열 레이더 및 분산형 레이더 네트워크로 구성된 조기 경보 및 상황 인식을 위한 백본 감시 네트워크.
• 중요 구역 계층: 공항 및 중요 기반 시설과 같은 주요 사이트에서 고성능 FMCW 레이더 및 스펙트럼 탐지 시스템을 배치하여 원활하고 고정밀 모니터링을 수행합니다.
• 플랫폼 계층: FMCW 레이더는 자율적인 장애물 회피를 위해 드론 자체에 통합되어 충돌을 근본적으로 방지합니다.

다양한 유형의 레이더를 다른 센서와 지능적으로 결합함으로써, 우리는 급성장하는 저고도 경제를 위한 보이지 않는, 지능적이고 신뢰할 수 있는 안전망을 구축하여 광대한 사회 경제적 잠재력이 안전하고 지속 가능한 방식으로 실현되도록 할 수 있습니다.