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이 방법은 미래에 스텔스 비행사 또는 차폐 드론을 찾는 데에도 사용될 수 있다.

위장에도 불구하고 발견 가능
패시브 레이더는 원치 않는 응답으로 추적할 수 있다.

강제 응답:
연구원들이 잘 위장되고 차폐된 레이더도 찾을 수 있는 기술을 개발했다. 이러한 수동 장치는 자체 신호를 방출하지 않지만 수신 안테나가 원치 않는 응답을 송신하도록 자극시킬 수 있다. 수동 레이더를 감지하는 것 외에도 이 방법은 미래에 스텔스 비행사 또는 차폐 드론을 찾는 데에도 사용될 수 있다. 

▲ 대부분의 항공기는 레이더 장비를 사용하여 위치를 찾을 수 있다. 그러나 군사 분야에서 레이더 자체는 가능한 한 탐지되지 않은 상태로 유지되기를 원한다. © Military University of Technology in Poland

레이더는 민간 항공 및 선박뿐만 아니라 군대에서도 중요한 도구다. 레이더는 장애물이나 선박, 비행기, 드론과 같은 다른 물체를 감지하는 데 도움을 주어 충돌을 피할 수 있을 뿐만 아니라 적의 공격으로부터 보호한다. 대부분의 레이더는 적의 방사선 신호를 통해 추적하여 파괴할 수도 있다. 이 문제를 해결하기 위해 패시브 레이더 시스템은 더 나은 위장 외에도 더 저렴하고 기술적으로 덜 까다로운 군사 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있다.

라디오 및 휴대전화 방사선 제공

"정의상 패시브 레이더는 신호를 방출하지 않는다"라고 바르샤바 군사 공과 대학의 수석 저자인 제논 스츠체파니아크(Zenon Szczepaniak)는 설명한다. "비행기의 소음을 녹음하지 않고 비행 물체에 반사되는 신호를 녹음하는 매우 민감한 마이크에 비유할 수 있다." 물체에 의해 반사된 신호는 다양한 소스에서 올 수 있으며 이를 ‘기회전달자’라고 한다. 여기에는 예를 들어 휴대폰, 라디오 및 DVB-T 전송 마스트가 포함된다.

패시브 레이더는 궁극적으로 공공방사선의 기본 신호와 항공기에서 반사되는 부분의 차이를 인지해 위치와 속도를 파악할 수 있다. 측정된 정보는 무선이 아니라 케이블을 통해 전송된다. 탐지 장치의 자체 방사선이 없기 때문에 수동 레이더 장치를 추적하는 것은 오랫동안 매우 어려운 것으로 여겨졌다.

부비 트랩을 모델로

이제 Szczepaniak와 제1저자인 Michał Knioła가 이끄는 연구팀이 이 문제를 해결할 방법을 찾았다. 그들은 예멘 전쟁에서 부비트랩에 대한 Szczepaniak의 이전 연구를 모델로 사용했다. 이들은 돌로 위장하고 적외선 센서에 의해 작동된다. Szczepaniak은 "여기에서 기존 레이더 장치를 사용했다면 신호가 땅, 나무 및 기타 돌과 너무 많이 간섭하기 때문에 아무것도 찾지 못했을 것이다"며 "하지만 우리는 돌 속에 숨겨진 전자 시스템에서 나오는 답을 찾고 있었다"라고 설명했다.

레이더 신호를 조정함으로써 과학자들은 결국 부비 트랩의 숨겨진 회로를 속여 비선형 및 감지 가능한 응답을 보내도록 할 수 있었다. 다음 단계에서 그들은 탐지 기술을 수동 레이더 장치로 이전하기를 원했다. 그러나 부비 트랩과 달리 전자 장치는 플라스틱 재킷으로 둘러싸여 있지 않지만 금속 상자로 완전히 보호되는 경우가 많다. 환경에 대한 유일한 연결은 예를 들어 DVB-T 신호를 수신하는 안테나다.

자극은 레이더가 응답하도록 한다.

"신호는 텔레비전 신호를 수신하는 정확한 주파수 범위에서 수동 레이더의 안테나에 도달해야 한다"라고 Szczepaniak은 말한다. "우리는 주의 깊게 준비된 검색 신호를 사용해 비선형 응답을 생성하도록 레이더를 자극할 수 있음이 밝혀졌다." 따라서 부비 트랩을 감지하는 기술은 "웨이크 신호"를 적절하게 조정하여 수동 레이더 장치와 함께 사용할 수도 있다."

"역설은 수신 증폭기가 안테나에 연결되어 있기 때문에 레이더가 피드백만 보낸다는 것이다."라고 Szczepaniak은 설명한다. “이것이 우리가 같은 안테나를 통해 장갑 장치에 들어가고 나가는 방법이다. 그런 다음 레이더는 우리의 자극에 의해 강제로 신호를 방출한다. 실제로는 원하지 않지만. 따라서 수신 안테나는 우리의 특수 신호에 대한 송신 안테나가 된다.”

다른 위장 장치도 찾을 수 있다.

실제 사용에서 과학자들의 새로운 탐지 시스템은 예를 들어 무인 항공기에 장착되어 군대가 미지의 영역으로 진격하는 데 도움이 될 수 있다. 이 작업을 성공적으로 수행하기 위해 연구원들은 현장에서 가끔 사용할 수 있는 송신기 매핑에도 의존한다는 점을 인정했다. 이것은 수동 레이더 장치의 검색 영역을 미리 적절하게 제한하는 유일한 방법이다.

과학자들에 따르면, 이 기술은 미래에 찾기 어려운 다른 장치에도 사용될 수 있다. 여기에는 정부 건물이나 정유소와 같은 민감한 기반 시설을 위협하는 스텔스 비행기와 드론이 포함된다고 한다.
(Electronics, 2022; doi: 10.3390/electronics10141625)
출처: Science in Poland

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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