A Study on Beam Operation of an Airborne AESA Radar with Uniform Search Performance in Whole Scan Area

An Active Electronically Scanned Array(AESA) radar required necessarily as the Fire Control Radar(FCR) of recent fighters has ununiform detection range with regard to scan angle due to scan loss. Although the compensation method of scan loss in an AESA radar with variable dwell time is investigated, the effectiveness of the method in a fighter FCR with multi-function such as search, track, and missile guidance within limited resources should be considered systematically. In this paper, uniform search performance of an AESA radar using variable dwell time with regard to scan angle is derived. We assumed the search load of 50 % for case without changing dwell time in fixed frame time and showed the fighter FCR requirement for multi-function is not satisfied because the search load for the uniform search performance should be increased by about 100 %. On the other hand, in case of increasing the frame time for the uniform search performance and search load of 50 %, degradation of the search performance is shown by 86.7 % compared with the former. Based on these analyses, the effective beam operation strategy on an airborne AESA radar with uniform search performance in whole scan area is described with consideration of frame time, search load and performance as a whole.

전 탐색 영역 균일 성능을 갖는 항공기 탑재 능동 위상 배열 레이더의 빔 운용 연구

최신의 다목적 전투기에 필수적으로 장착되고 있는 능동 위상 배열 레이더(AESA radar, Active Electronically Scanned Array radar)는 스캔 손실(scan loss)로 인해 빔 조향각별 탐지 거리가 불균일하게 나타난다. 빔 조향각별 드웰 시간(dwell time)을 가변함으로써 스캔 손실을 보상할 수 있는 방식이 제시되어 왔으나, 한정된 자원 속에 탐색, 추적, 미사일 유도 등의 다기능을 수행해야 하는 전투기 사격 통제 레이더에서 이러한 방식의 효용성은 종합적인 측면에서 고려되어야 한다. 본 논문에서는 먼저 빔 조향각별 드웰 시간을 가변함으로써, 능동 위상 배열 레이더의 전 탐색 영역에서 균일한 탐색 성능을 도출하였다. 다음으로 고정된 프레임 시간(frame time) 안에 빔 조향각별 드웰 시간을 가변하지 않을 경우의 탐색 부하를 50 %로 가정하면, 균일한 탐색 성능을 위해서는 약 100 %의 시간 자원을 탐색 업무에 할당함으로써, 다기능을 수행해야 하는 전투기 사격 통제 레이더의 요구사항을 만족하지 못함을 나타내었다. 다른 한편으로 균일한 탐색 성능과 50 %의 탐색 부하를 나타내기 위해 프레임 시간을 증가할 경우, 탐색 성능이 기존 대비 86.7 % 저하됨을 보여주었다. 이러한 분석을 바탕으로 프레임 시간, 탐색 부하, 탐색 성능을 종합적으로 고려한 전 탐색 영역 균일한 성능을 갖는 항공기 탑재 능동 위상 배열 레이더의 효과적인 빔 운용 방안을 제시하였다.