[논문]항공기용 다이폴 채프의 RCS에 관한 연구

임중수; 김민년; 채규수

doi:10.5762/kais.2008.9.3.690

항공기용 다이폴 채프의 RCS에 관한 연구
A Study on the Dipole Chaff RCS for Aircraft 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.9 no.3, 2008년, pp.690 - 694

임중수 (백석대학교 정보통신학부) , 김민년 (백석대학교 정보통신학부) , 채규수 (백석대학교 정보통신학부)

초록
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본 논문에서는 비행체 방어를 위해 널리 사용되고 있는 채프의 레이다 반사 단면적(RCS Radar Cross Section) 계산 방법에 대해 다루었다. 채프의 RCS는 바람, 비행체의 속도, 대기확산 속도 등에 따라서 달라진다. 채프를 레이다 사용주파수 대역에서 다이폴 안테나로 가정하고, 다이폴 안테나의 산란특성 분석을 통하여 RCS 값을 예측하였다. 본 논문에서는 다이폴 모델을 이용한 이론적 계산 결과와 전산모사를 이용하여 계산한 RCS를 비교하였으며 유사한 결과를 얻었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, the computation of electromagnetic wave scattering is presented for chaff clouds which is widely used to protect an aircraft. The RCS depends on the wind, the aircraft velocity, and the atmospheric diffusion. It is assumed that the RF chaff is a thin dipole antenna and the RCS is calculated based on the scattering wave theory. The theoretical estimation and the simulation results are compared and shown a good agreement.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 채프의 RCS를 예측하기 위해 다이폴 안테나에 대한 수치해석 모델을 적용하여 그 값을 구하고 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 검증하고자 한다. 각 다이폴간의 이격거리에 따른 RCS, 특정 길이로 고정된 다이폴에 대한 주파수 별 RCS 특성, 다이폴 안테나의 방향에 대한 RCS 특성을 살펴보고자 한다
채프의 실제 낙하 형태나 밀도에 따라 산란되는 신호의 세기가 다양하게 나타나지만 다이폴 형태의 모델로 근사화하고 채프의 개수를 고려하여 RCS를 계산하는 방법이 널리 사용되고 있다[1-2]. 본 논문에서는 채프의 RCS를 예측하기 위해 다이폴 안테나에 대한 수치해석 모델을 적용하여 그 값을 구하고 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 검증하고자 한다. 각 다이폴간의 이격거리에 따른 RCS, 특정 길이로 고정된 다이폴에 대한 주파수 별 RCS 특성, 다이폴 안테나의 방향에 대한 RCS 특성을 살펴보고자 한다
본 논문에서는 항공기용 다이폴 채프의 RCS를 계산하는 방법을 소개하였다. 채프를 다이폴 안테나로 간주하고 안테나의 산란특성을 이용하여 RCS를 구하였다.
따라 RCS 특성을 관찰 한 결과이다. 실제 채프 가공기 중으로 살포되어 낙하 할 때, 채프가 불규칙하게 움직이는 상황을 고려하기 위한 것이다. 결과에서 채프의 기울어진 각도(。)가 70。이상인 경우 전산모사 결과가 정확하지 않아서 여기서는 표시하지 않았다.
레이다에서 사용하는 주파수가 다양하기 때문에 넓은 주파수 대역에서 동시에 사용가능한 채프를 만들기 위해 길이가 다른 채프를 같이 사용하기도 한다. 이러한 채프 다이폴의 주파수 특성을 살펴보기 위한 수치해석을 수행하였다.

가설 설정

좌표계이다. 채프로 입사되는 레이다 파는 선형 편파로 가정하였다.

제안 방법

그림 2에서는 세 가지 길이(7.5cm, 5.0cm, 25cm)를 갖는 다이폴을 주파수에 따라 RCS를 구하였다, 각 길이에 대하여 하나의 다이폴이 z축으로 향하고 있고 입사파도 수직 편파를 사용하였다. 기존 연구에서 잘 알려 진 것과 같이 반 파장(人/2) 길이에 해당하는 주파수 보다 약간 낮은 주파수에서 RCS 값이 크게 나옴을 볼 수 있다.
채프를 다이폴 안테나로 간주하고 안테나의 산란특성을 이용하여 RCS를 구하였다. 채프 구름의 RCS를 구하기 위해 다이폴 안테나의 산란 특성에 대한 이론적인 결과들을 분석하고 전산모사를 통해 검증하였다. 기존에 소개된 수치해석적인 방법으로 계산한 결과와 전산모사에 의한 결과가 잘 일치함을 보았다.
방법을 소개하였다. 채프를 다이폴 안테나로 간주하고 안테나의 산란특성을 이용하여 RCS를 구하였다. 채프 구름의 RCS를 구하기 위해 다이폴 안테나의 산란 특성에 대한 이론적인 결과들을 분석하고 전산모사를 통해 검증하였다.

대상 데이터

구성을 보여주고 있다. 물론, 다양한 길이와 채프의 개수로 원하는 RCS를 얻을 수 있는 방법이 있으나 여기서는 8가지의 다른 다이폴 채프를 사용하였다. 그림 9에서는 소개된 RCS계산의 검증을 위해 두 가지 다이폴 (3.

성능/효과

채프 구름의 RCS를 구하기 위해 다이폴 안테나의 산란 특성에 대한 이론적인 결과들을 분석하고 전산모사를 통해 검증하였다. 기존에 소개된 수치해석적인 방법으로 계산한 결과와 전산모사에 의한 결과가 잘 일치함을 보았다. 실제 채프의 공기 중 확산 모델을 사용하여 RCS를 시간과 공간에 대하여 계산하는 방법은 향후 연구에서 수행 할 것이다.

후속연구

기존에 소개된 수치해석적인 방법으로 계산한 결과와 전산모사에 의한 결과가 잘 일치함을 보았다. 실제 채프의 공기 중 확산 모델을 사용하여 RCS를 시간과 공간에 대하여 계산하는 방법은 향후 연구에서 수행 할 것이다.
결과에서 채프의 기울어진 각도(。)가 70。이상인 경우 전산모사 결과가 정확하지 않아서 여기서는 표시하지 않았다. 향후 더 정확한 방법으로 얻은 결과를 제시 할 것이다. 그림 5에 나타난 결과는 기존에 소개된 얇은 도선의 산란특성과 유사한 특성을 보이고 있다図.

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상세보기
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