RADAR   RAdio Detecting And Ranging   레이더

(2022-02-08)

레이다, RAdio Detection And Ranging, Radar


1. 레이더전자기파를 발사시켜, 어떤 물체(표적)에 부딛혀 나온 반사파 또는 후방 산란파에 의해,
     - 그 물체(표적)의 존재유무,거리,고도,이동 방향,이동 속도,식별,분류 등을 하기 위한, 
     - 무선 전파 탐지, 거리 계측, 레이더 이미지 생성 장치

  ※ 2차 세계대전 직전, 거의 동시에 마이크로파 레이더를 영국,독일,프랑스 등에서 개발


2. 레이더의 주요 기능

  ㅇ 탐지/탐색 (Detection/Search)
     - 표적 탐색 (search) : 안테나 빔공간적으로 한쪽에서 시작하며 매번 훑어나감
     - 발견 포착 (find) : 수신 신호가 특정 임계 레벨을 초과할 때, 타깃을 탐지한 것으로 봄 

  ㅇ 추적 (Track)
     - 목표물의 탐지,포착 후 계속해서 좁은 빔을 쏘아, 표적의 현재 위치 및 미래 위치 예측
     - 이때에는, 추적이 용이한 단 파장을 주로 사용

  ㅇ 영상화 (Imaging)


3. 레이더의 종류, 파라미터

  ㅇ 주요 종류  ☞ 레이더 구분 참조
     - 연속파 레이더, 펄스파 레이더
     - 단일 안테나 레이더, 이중 안테나 레이더 등
     - 일반 탐색 레이더 , 기상 레이더, 이미지 생성 레이더
     - 레이더 업무 구분 (무선표정,무선항행,무선측위) 등

  ㅇ 주요 파라미터레이더 파라미터 참조
     - 표적 위치 : 각도 및 거리 측정 (통상, 구좌표계로 나타냄)
     - 반사 강도 (반사도 진폭)
     - 표적 크기 : 레이더 단면적(RCS)
     - 표적 운동 특성 등


4. 레이더의 주파수, 전력

  ㅇ 사용 주파수대역레이더 주파수대역 참조
     - 주로, 마이크로파대역(UHF,SHF) 40 MHz ~ 40 GHz 
     - 상용 및 군수용 : 300 MHz ~ 12 GHz
     - 기상 레이더 : S 밴드 (2~4) 2.9 ~ 3.1 GHz, C 밴드 (4~8 GHz), X 밴드 (8~10) 9.3 ~ 9.5 GHz

  ㅇ 사용 전력 
     - 송신기 : 수십 kW ~ 수백 kW ~ 수 MW (고 전력 소자)
     - 수신기 : mW ~ nW (민감성 소자)


5. 레이더의 구성 (송신기,안테나,수신기,처리부)

  ㅇ 송신기
     - 동기 신호 발생기      : 펄스 반복 주파수를 결정
     - 변조펄스 성형 회로 : 펄스 형태,폭,전력을 결정
     - 발진관                : 전자기파 발진 주파수를 결정
        . 주로, 마그네트론(작은 크기,저렴), 클라이스트론(고출력,안정성 좋음) 등이 사용
        . 보통, 수백 kW, 수 MW 정도 크기의 전력 사용

  ※ 송신기,안테나전자파 통로 : 주로 도파관 사용

  ㅇ 안테나 부 : 안테나 및 접시형 반사기, 안테나 제어기

  ※ 송수신 전환 스위치 (Duplexer) : 초고속 전자스위치 또는 서큘레이터 로 구현
     - 주로, 시간적으로 구분시키는 스위칭 작용에 의해 송수신 간에 절연이 이루어짐

  ㅇ 수신기 : 대부분 슈퍼헤테로다인 방식 사용
     - 보통, mW ~ nW 정도의 전력센싱할 수 있는 능력

  ㅇ 처리부 : 수신 신호처리부,디스플레이(PPI,Plan Position Indicator) 등


6. 레이더의 표적 거리

  ㅇ  R = ( c ΔT ) / 2
     - ( R : 표적 거리, c : 전파 속도, ΔT : 왕복 시간 )


7. 레이더의 거리 방정식

  ※ ☞ 레이더 방정식 참조
     - 레이더 전자파방사,수신되는 전력,거리 근사 관계식



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