최근 국방부는 해외에서 저고도 탐지 레이더를 도입키로 한 것으로 알려졌다.  이는 최근에 경기 파주, 인천시 백령도, 강원도 삼척 등에서 발견된 3대의 소형 무인기로 인해 우리나라의 방공망이 뚫린데 따른 조치로 알려졌다. 국방부 중앙합동조사단이 이 3대의 무인기들을 분석한 결과, 북한의 소행이란 정황이 포착된 가운데 더욱 충격적인 사실은 휴전선을 비롯한 NLL을 자유롭게 월경, 우리의 군사 중요 지역을 사진 찍고 다녔는데도 우리 군이 몰랐다는 것.

물론 1차 분석의 사진 내용은 고성능이 아닌 저급한 수준으로 나타났지만 레이더에 포착되지 않았다는 사실은 안보상으로 우려감을 주기에 충분했다. 전문가들은 “무인기의 성능은 무인기의 크기, 비행 속도, 항속거리, 체공 시간, 정찰 카메라의 성능(촬영 가능 최고 고도 및 사진 해상도), 무장 가능 여부, 스텔스 성능, 사진 전송 능력 등에 의해 결정된다"고 말한다.

특히, 스텔스 성능은 크기가 작은 무인기의 특성상 매우 중요한 요소로 분류되고 있다. 작은 몸체에 스텔스 성능을 입히면 레이더는 더욱 더 찾기가 어려워진다. 전문가들은 "이번에 발견된 무인기의 재질이 레이다에 잡히지 않는 카본 에폭시 수지와 같은 비금속으로 대부분 만들어 졌다“고 지적했다.

그러나 엔진이나 무선 장치, 카메라, 내장 컴푸터 등이 금속이기 때문에 레이다로 포착할 수 있다는 분석도 있다. 그렇다면 3대의 무인기들은 왜 모두 발견되지 않았던 것일까? 이에 대해 전문가들은 “소형 무인기의 장점의 하나인 저고도 침투 능력”이라는데 의견을 같이 하고 있다.

소형 무인기는 금속 부분이 일반 항공기보다 워낙 작은데다 일반 항공기의 비행고도보다 훨씬 낮은 저고도 비행을 하고 있다. 산악 지형보다 낮은 저고도로 비행할 경우, 지형 차폐에 의해 무인기 포착을 못할 소지가 큰 것.

우리 군은 주요 군사요충지에 적기를 탐지할 수 있는 고성능 레이다 기지를 운영하고 있으나 적의 전투기. 미사일 등에 대비해온 기존의 레이다들이 장거리용 대공 탐지레이더들이 많아 저고도로 침투하는 소형 무인기에 취약한 측면이 있는 것이 사실이다.

이에 북한의 소형 무인기를 보다 정확하게 탐색할 수 있는 저고도 탐색 레이다의 도입이 시급한 과제로 떠올랐다. 저고도 탐지 레이다는 과연 무엇인가?

 산악국가 특성상 저고도 침투 취약

탐지레이더는 대상 표적에 따라 대공 탐지레이더, 해면 탐색레이더 그리고 전장 감시/통제레이더 등으로 분류된다. 탐지거리에 따라 단거리, 중/장거리 및 초장거리 레이더로 구분되는데 지상설치 장거리용 대공 탐지레이더는 운용에 따른 제한조건이 가장 적은 레이더로서 주로 높은 고지에 설치되고 많은 영역에서 이용된다.

이 레이다를 통해 항공기, 미사일 등과 같은 장거리 고공표적을 탐지한 후, 표적 제원을 추출해 아군지휘/통제 체계에 전파하는데 조기경보/공중 전장감시 및 통제용으로서 무중단 운용되는 레이다들이 대부분이다.

이 레이다들의 중고도 및 고고도에 대한 탐지성능은 우수해 오래전부터 방공장비로 사용됐지만 반면에 저고도 표적에 대해서는 지형차폐의 영향으로 취약한 것으로 알려졌다. 전문가들은 “산악국가인 우리나라의 지형상 항공기의 저고도 기습공격에 취약하다”고 지적한다.

이에 저고도에 대한 공중방어 개념을 일찍이 깨닫고 북한의 전투기와 AN-2기와 같은 목재 항공기들의 저고도 침투에 대비해왔다. 지난해에도 국내서 개발한 저고도 레이다를 선보이기도 했다.

그럼에도 불구하고, 무인기와 같이 아주 작은 항공기들은 목재로 제작이 가능하고, RCS(레이다 반사단면적)을 작게 하는데 용이하다. 또 레이다를 피하는 능력이 좋아서 높은 산 위에 설치된 기존의 저고도 레이다로는 탐지가 어려운 측면이 있다. 따라서 저고도로 침투하는 무인기 방어를 위해 저고도 탐지레이다가 필요해진 것이다.

3km 이하의 저고도를 지킨다

레이더(radar)는 전자기파를 물체에 발사한 후, 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신해 물체와의 거리, 방향, 속도, 고도 등을 알아내는 대공장비다. 목표물을 탐지하기 위해서 안테나에서 방사되는 빔을 좌우로 왕복하며, 일정 영역에 대해 순차적으로 탐색을 실시한다.

이때 좌우로 왕복하는 레이다빔의 각도는 전술적인 상황에 따라 선택이 가능하다. 레이다빔이 좌우로 가로지르는 각은 방위각(Azimuth)과 상하로 왕복하는 각을 앙각(仰角, angle of elevation)이라고 한다. 이 방위각과 앙각이 결합되는 공간이 바로 레이다의 탐지영역이 된다.

전문가들은 “저고도 탐지레이다는 3km 이하의 고도로 낮게 침투해오는 무인기와 같은 비행체를 탐지 영역으로 갖고 탐지 및 추적해 요격명령을 내리는 장비”라고 말한다.

현재 도입이 예상되고 있는 저고도 탐지 레이더(Low Altitude Acquistion Radar)는 저고도로 낮게 날아오는 소형 무인기를 탐지할 수 있는 이스라엘 IAI사의 ‘EML-2084MMR’ 레이더다. 각종 포탄과 로켓 등을 요격하는 아이언 돔(Iron Dome)에 장착된 이 저고도 탐지레이다는 트레일러에 탑재돼 신속하게 이동하면서 임무를 수행한다.

이 저고도 탐지레이다는 표적을 탐지한 후, 표적의 방위각, 속도, 접근, 후퇴각 상태 및 개략적인 거리제원 그리고 피아식별 정보를 신속하게 데이터링크된 방공관제소(RC)러 보낸다. 이 데이터는 다시 MCRC(중앙방공통제소, Master Control and Report Center)로 빠르게 전송된다. 이 통제소는 최종적으로 대공 포대에 요격 명령을 내린다.

동시에 중앙방공통제소(MCRC)는 공군에도 항적 데이터를 제공, 전투기의 출격 명령을 내린다. 상공에서 초계비행을 하던 F-15K 전투기는 MCRC로부터 명령을 접수한 후, 바로 무인기를 추적, 요격을 실시함으로써 공지 합동의 입체적인 협동 공격으로 무인기를 요격한다.