선진국은 현대전 및 미래전에서 통신/전자장비의 생존성이 전쟁승패의 주요 요소임을 인식하고 장비 획득규정 및 관련 군사규격을 보완하며, 취약성 시험과 EMP, EMR을 비롯한 각종 전자환경시험 능력을 강화하고 있으며, 첨단무기체계 개발에 따른 전자시험평가 능력을 지속적으로 발전시키고 있다. 하지만 우리의 경우 현대전에서 그 중요성이 부각되고 있는 취약성시험과 전자환경 시험평가 능력은 매우 미흡한 수준이다.
제20회 한국전자전람회가 사상 최대 규모, 최대실적을 올리며 대성황리에 6일간의 행사를 성공적으로 마무리지었다. 특히 금년은 전자공업이 시작된지 30주년을 맞이하고 전자전을 개최한지 20회가 되는 뜻깊은 해로서 2000년대에 선진 전자공업국으로 도약해 나아가기 위한 디딤돌을 마련하는 계기가 되었다.
전자전은 적의 전자파를 수신하여 적의 움직임을 정밀하게 탐지하는 정보수집 활동과 적이 레이더나 통신기들을 불법으로 사용하면 같은 반송파 주파수에 잡음 신호를 송신하여 적의 전파 사용을 방해하는 활동이다. 전자전 장비에 소요되는 기술은 레이더나 통신기 개발에 필요한 각종 전자, 기계, 재료 기술 외에도 광대역 주파수의 전자파의 실시간 수신기술, 실시간 복재 기술 등의 고도의 기술이 필요하다. 민과 군의 기술이 활발히 교류되는 이땐 산.학.연.군이 힘을 합쳐 연구할 수 있는 기술분야를 소개하고자 한다.
전자전 상황에서 수신기의 수집 변수를 토대로 RF 위협체를 역추적함으로서 효율적인 전자공격을 수행하려는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다양하고 구체적인 전자전 상황에서 위협체 역추적 알고리즘의 성능을 검증할 수 있도록 하기 위하여, 전자파 수집 변수를 바탕으로 레이더 위협체, 전자전 수신기, 전자파 전송환경과 같은 전자전 구성 단위들의 기능을 모델링하여 전자전 송수신 시뮬레이터를 구축한다. 시뮬레이터의 실험 결과는 수 m 정도의 거리 추적 오차와 소수점 이하 크기의 각도 추적 오차를 보이며, 모노펄스 빔폭과 편각의 변화에 따른 각도 추적 오차의 변화가 이론적인 모델링의 결과와 동일한 양상을 보임으로써 레이더 위협체의 거리 및 각도 추적의 동작 원리가 시뮬레이터에 적절하게 반영되었음을 확인할 수 있다. 구축한 전자전 송수신 시뮬레이터는 전자전 수집 시스템에서 추출된 위협체의 특성 변수가 실제 위협체의 특성 변수에서 어떻게 변형되었는지를 관찰하고, 다양한 전자전 상황에서 수집된 변수를 토대로 구성한 위협체 역추적 시스템의 성능을 평가하는 데에 활용될 수 있다.
전자전이란 적의 지휘.통제.통신 및 전자 무기 체계의 기능을 마비시키고 적의 전자전 활동으로부터 아군의 무기 체계를 보호하는 제반 활동으로 설명할 수 있다. 통신 신호에 대한 전자전은 주로 VHF~UHF 주파수 대역의 전술 무선 통신에 대해 수행하며, 첩보의 이득을 가지기 위해 적의 통신 내용을 도청하는 통신 감청, 적의 통신을 마비시키는 전자 공격, 적 통신소 및 적 통신원의 위치를 탐지하는 방향 탐지 등 여러 분야가 있다. 그 중 한 분야인 방향 탐지에서 얻어지는 정보는 적 통신소의 방향에 대한 정보를 제공하여 전자 공격에 도움을 주며, 적 통신원 발생 위치를 파악 및 추적할 수 있다. 본 논문에서는 전파 신호원의 위치를 측정하는 시스템의 개발 방안을 살펴보고 전파 신호원의 위치 측정에 중요한 요소인 전파의 도래 방향 및 전파의 발생 위치 측정 방안을 설명하였다.
과거의 전쟁양상과는 달리 미래전은 전자전이 전쟁의 승패에 중추적 역할을 담당하게 될 것이다. 전자전 지원장비인 방탐장비는 주요국가들에게 고유의 모델과 기술로 제작 운용하고 있으며, 해외구입시 기술적 종속 및 정보누출의 위험에 노출될 수 있는 소지가 있다. 이 글에서는 방탐장비의 기본원리와 탐지기법 등 이론적인 설명을 하였으며, 주요 선진국의 방향탐지 장비현황 및 발전추세를 철저히 분석하여 우리 군이 미래전에 대비하여 나아가야 할 방향과 방법을 제시하였다.
MIT(Metal-Insulator Transition) 물질은 온도와 전기장과 같은 외부자극에 의해 절연체에서 금속으로 전이할 때 전기적 저항이 급격하게 감소하는 물질을 말한다. 그 감소폭은 약 $10^4{\sim}10^5$배 정도로 이전에 볼 수 없었던 아주 큰 값이다. 또한 이러한 급격한 감소로 인하여 NDR(Negative Difference Resistance) 같은 현상이 발생하며, 외부에서 주어지는 광학적 에너지에 의하여 전이가 일어나기도 한다. 이러한 여러 현상들을 이용하여 전자소자가 개발되고 그에 따른 응용 분야도 활발하게 연구가 진행되고 있다. 이러한 시도는 MIT 물질의 단독으로 제조된 소자뿐만 아니라 기존의 전자소자와 병행하여 더욱 시너지를 발휘할 것으로 예측된다. 본고에서는 MIT 현상의 간략한 설명과 현재 기술의 발전 방향, 간단한 응용소자에 관하여 개괄적으로 기술하고자 한다.
전자현미경내에서 일부 무기 및 금속 시료들은 전자빔 조사에 의해 시료구조가 손상되거나 비정질화 또는 상전이 등과 같은 구조전이 현상들을 겪게 된다. 즉, 전자빔 조사에 의해 시료는 원자간 결합이 끊어져 나타나는 Knock-on damage, 시료 원자 주위의 전자들과의 상호 작용에 의해 나타나는 Ionization damage, 빔 에너지의 시료온도 상승 기여에 의한 Radiolysis damage 등의 현상들을 경험하게 된다. 이러한 현상은 전자현미경의 가속전압, 전자밀도, 시료 조건 등에 따라 그 지배기구가 다르며 동일한 시편이라도 시료의 두께와 시편온도를 결정하는 전자빔 조사선량에 따라 그 양상과 전이 속도가 달라진다. 본 연구에서는 전자빔 조사에 의해 구조 전이를 겪게 되는 대표적 무기수화물의 하나인 Cibbsite에 대해 전자빔 조사효과에 대한 정량적 고찰을 에너지 여과 투과전자현미경 (EF-TEM)을 이용하여 시도하였다. 전자빔 조사는 120분까지 실시하였고 각 시간별로 에너지 필터와 Imaging plate를 이용하여 Gibbsite의 회절패턴과 미세조직 변화를 기록하였다 빔조사 시엔 illumination angle을 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)으로 하였으며 사진기록 시엔 최소 illumination angle인 0.04mrad(Dose rate : 413 e/sup -//sec·n㎡)을 사용하였다. 시료의 관찰방향은 [001]방향이고 관찰시료두께는 약 50nm로 평가되었으며 시료의 화학변화는 EDS를 이용하여 분석하였다. 회절자료의 Intensity는 ELD/CRISP 프로그램을 이용하였으며 빔조사선량은 평행조사빔이 시료와 상호 작용하는 면적과 상호작용하지 않을 때의 빔을 회절모드에서 faraday cup으로 측정한 빔전류로 부터 계산하였다. Gibbsite에 대한 전자빔 조사 시 1분 이내에 급격한 Hydroxyl Ion(OH-)의 이탈로 인해 Cibbsite의 구조는 거시적 비정질화가 되며 시간증가에 따라 χ-alumina → ν-alumina → σ-alumina or δ-alumina의 순으로 상전이를 겪는다. 전자빔 조사 시 관찰된 회절자료의 가시적 변화를 통해 illumination angle 1.25mrad(Dose rate : 334 × 10³ e/sup -//sec·n㎡)일 경우 약 3초 이내에 비정질화가 시작됨을 알 수 있었고 이는 약 1 × 10/sup 6/ e/sup -//sec·n㎡ 의 전자선량에 해당되며 이를 기준으로 각각의 illumination angle에 대한 임계전자선량을 평가할 수 있었다. 실질적으로 Cibbsite와 같은 무기수화물의 직접가열실험 시 전자빔 조사에 의해 야기되는 상전이 영향을 배제하고 실험을 수행하려면 illumination angle 0.2mrad (Dose rate : 8000 e/sup -//sec·n㎡)이하로 관찰하고 기록되어야 함을 본 자료로부터 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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