IAI의 G550 CAEW의 생김새는 전형적인 조기경보통제기의 모습과 다소 차이가 있다.
대부분의 조기경보기가 항공기 동체 위에 레이돔이 올려져 있는 형상인 것과 달리 G550 CAEW는 동체 위에 돌출된 레이돔이 없이 미끈한 형상이다.
G550 CAEW가 운용하는 AESA 레이더 중 L밴드 레이더 2기는 항공기 동체 표면에 밀착된 컨포멀 어레이(conformal array) 시스템이며, S 밴드 레이더 2기는 전방과 후방의 레이돔 내부에 내장되어있기 때문이다.
그리고 이와 같은 configuration은 장점을 가지고 있다.
G550 CAEW의 EL/W-2085 통합 레이더 체계의 L밴드 AESA 레이더는 안테나가 동체 표면의 일부로 통합되어 있다. 즉 일종의 스마트 스킨(smart skin) 레이더이다.
이와 같은 레이더 통합 configuration의 큰 장점은 우선 대형 레이더로 인한 비행 중의 항력 발생이 적다는 점이다.
전형적인 형상의 조기경보통제기의 돌출 레이돔은 대형 레이돔과 이를 지지하는 구조물로 인한 항력이 발생하는 반면, 컨포멀 레이더는 대형 레이더 안테나를 동체 표면 형상에 동조하여 밀착시켰기때문에 항력 발생이 적다.
그리고 하방 스캔에 더욱 유리하다는 점도 장점이다.
동체 위에 올려진 레이돔 내부의 레이더로 하방을 스캔하는 것보다 G550 CAEW의 EL/W-2085 시스템이 운용하는 AESA 레이더들처럼 항공기 측면과 전후방 레이돔에 통합하는 것이 동일한 체공 고도에서 하방 사각이 더욱 작다.
부수적으로는 하방으로 높은 조향각으로 신호를 조향할 수 있기 때문에 하방 스캔 시의 안테나 이득(antenna gain)이 더욱 크다는 점도 장점이다. 위상 배열레이더의 안테나 이득은 위상차와 밀접한 관련이 있으며, 위상차는 빔 조향각과 밀접하게 연관되어 있다.
EL/W-2085 시스템의 대표적인 장점은 센서통합과 360도 동시 스캔이다.
MESA와 에리아이(Erieye)등은 2개의 AESA 레이더 안테나를 고정형 레이돔의 좌우에 배열하여 운용하기 때문에 전방과 후방에 사각이 존재한다.
반면 G550 CAEW의 EL/W-2085 레이더는 AESA 레이더를 전방과 후방, 좌우 모두에 배치하여 운용하기 때문에 360도 전 공간을 동시에 스캔할 수 있다.
E-3와 E-767이 AN/APY-2 레이더로 360도를 스캔할 수 있지만, 이는 레이돔 내부의 위상배열레이더를 기계적인 회전 장치와 결합하여 회전시켜 가능한 것이다.
그러므로 EL/W-2085와 달리 360도를 동시에 스캔하는 것은 불가능하다.
반면 EL/W-2085 시스템은 4개의 AESA 레이더가 각자 스캔 공간에서 생성, 갱신(2초 간격으로 트랙 갱신)하는 트랙들을 통합함으로써 360도 전 공간을 동시에 일괄적으로 관리, 관제할 수 있는 것이다.
그리고 동일 표적에 대해서는 거리 측정이 가능한 ESM으로 생성한 트랙과 AESA 레이더로 생성한 트랙을 동조하여 융합, 보정하고 RWR이 탐지한 신호방위 데이터와 ESM/ELINT가 탐지한 신호 방위 데이터를 융합함으로써 트랙의 추적 품질과 식별 신뢰성을 극대화하는 것도 EL/W-2085의 강점이라고 할 수 있다.
이와 같은 Sensor Data Integration 체계를 체공 고도가 높은 G550 항공기에 통합하여 운용함으로써 레이더와 ESM 등의 LOS(Line Of Sight)를 크게 확보하여 성능을 극대화하는 것이다.
이것이 G550 CAEW의 장점인 플랫폼(G550)과 시스템(EL/W-2085)의 장점이 조합된 시너지 효과이다.
여기에 더해서 EL/W-2085 의 코어에 통합된 L 밴드 AESA 레이더 2기와 S 밴드 AESA 레이더 2기 모두 GaN T/R 모듈을 사용하는 현대적인 AESA 레이더다.
GaN T/R 소자는 GaAs T/R 소자보다 전력밀도가 더 크기 때문에 더욱 소형의 소자로도 대등 이상의 출력을 갖도록 설계할 수 있다.
이를 활용하여 동일한 크기의 안테나 면적(안테나의 실제 사용 면적)에 T/R 소자간의 배치 간격을 (GaAs 소자들을 배열한 것과 비교하여) 동일하거나 좀 더 크게 하면서 동시에 좀 더 많은 소자를 배열할 수 있다.
이는 GaAs T/R 소자들을 사용하는 레이더보다 수신 감도가 더욱 우수하고 안테나 이득이 더욱 크다는 것을 의미한다.
EL/W-2085의 레이더 배치는 하방으로 더욱 큰 조향각으로 빔을 주사하기 에 유리한 배치라는 점을 감안하면 하방 스캔 시의 안테나 이득이 특히 높고 (높은 하방 지향각과 좀 더 큰 소자 배열 간격으로 인하여) 불필요한 로브(lobe) 발생이 적어서 비행 고도가 낮고 RCS(Radar Cross Section)이 작은 표적(예 : 크루즈 미사일) 탐지에 더 욱 적합하다고 할 수 있다.
한국 공군이 운용하고 있는 IAI의 EL/M-2080 그린파인(Green Pine) Block-B 레이더도 T/R 소자의 성능 개선을 통해 레이더 전체의 성능이 향상된 시 스템이다.
IAI는 그린파인 레이더에 성능이 향상되 고 출력대비 사이즈가 감소한 T/R 소자를 채용하여 그린파인 레이더보다 더욱 성능이 향상된 그린파인 Block-B 레이더를 개발하였다.
GaN T/R 소자들을 사용함으로써 GaAs T/R 소 자 배열 레이더에 대해서 갖는 또 다른 강점은 시스 템의 내구성이 향상되었다는 점이다.
이는 레이더의 MTBF(Mean Time Between Failure)를 더욱 크게 함으로써 기계적인 신뢰성을 향상시키고 시스템의 수명주기비용을 보다 낮게 만든다.
G550 CAEW의 상대적으로 저렴한 수명주기비용(LCC)을 장점이다.
GaAs 소자를 사용한 경쟁 시 스템보다 시스템 내구성이 우수하다는 점 역시 G550 CAEW의 수명주기비용을 좀 더 저렴하게 만드는 강점이다.
[디펜스투데이]
