레이저 경고 시스템의 적용 및 작동 원리: 전장에서의 "레이저 레이더 눈"

현대전과 특정 산업 및 과학 연구 분야에서,레이저 기술양날의 검과 같습니다. 정확한 지도와 효율적인 의사소통을 위한 강력한 도구이지만, 위치를 노출시키고 파업을 불러일으키는 위협의 원천이 될 수도 있습니다. 레이저 경고 시스템(LWS)은 눈에 보이지 않는 레이저 위협에 대해 지속적으로 경계하는 중요한 "파수꾼"으로 등장했습니다.

I. 레이저 경고 시스템: 핵심 작동 원리

레이저 경고 시스템의 핵심 임무는 들어오는 레이저의 방향, 파장, 반복 빈도 및 기타 특성을 감지, 식별하고 경보를 발령하여 대응 조치 또는 회피 조치를 취하는 데 필요한 귀중한 시간을 확보하는 것입니다. 작동 원리는 다음과 같은 주요 단계로 요약될 수 있습니다.

레이저 기술

시스템의 핵심 구성요소는 장비(예: 탱크, 항공기, 선박) 표면의 주요 위치에 분산된 고감도 광전 검출기(예: 포토다이오드, CCD/CMOS 초점면 배열)입니다.

Time-out voor communicatie via seriële poort

2. 신호 증폭 및 처리:

생성된 약한 전기 신호는 처음에 프리앰프에 의해 증폭됩니다.

그 후, 복잡한 신호 처리 회로(일반적으로 FPGA 또는 전용 프로세서 기반)가 신호를 추가로 증폭하고, 배경 조명 및 전자기 간섭과 같은 노이즈를 필터링하고, 주요 특징 매개변수를 추출합니다.

3. 특징 매개변수 추출 및 인식:

다음의 회로 분석 신호 처리:

파장: 내부 스펙트럼 인식 장치(예: 격자, 프리즘 또는 협대역 필터 어레이)를 통해 레이저 대역(예: 1064nm Nd:YAG 레이저, 1550nm 눈에 안전한 레이저, 10.6um CO2 레이저 등)을 결정합니다. 이는 레이저 유형(거리 측정 장치, 표적 표시기 등)을 식별하는 데 중요합니다.

입사 방향: 각도 계산 알고리즘을 통해 시간차, 공간적으로 분산된 여러 감지기의 신호 강도 차이 또는 이미징 감지기의 픽셀 위치 정보를 사용하여 레이저 소스의 방위각 및 앙각을 정확하게 계산합니다.

펄스 특성: 레이저의 펄스 폭, 반복 주파수 및 코딩 모드(예: 안내에 사용되는 PPM 코딩)를 분석합니다. 이는 다양한 기능의 레이저(예: 단순 거리계와 정밀 레이저 유도 조명기)를 구별하는 데 도움이 됩니다.

강도: 위협의 심각도와 대략적인 거리를 평가합니다.

4. 위협 평가 및 경보 출력:

중앙 처리 장치는 추출된 특징 매개변수를 내장된 위협 데이터베이스와 비교하여 패턴 인식을 수행합니다.

시스템은 들어오는 레이저의 유형(예: 레이저 거리 측정, 표적 지정, 빔 라이딩 유도, 레이저 유도 미사일 시커, 레이저 블라인딩 무기), 위협 수준 및 접근 방향을 종합적으로 결정합니다.

시청각 경보 장치(조종석의 소리 및 빛 경보, 경고 아이콘, 헬멧 장착 디스플레이의 방향 표시 등)를 통해 운전자에게 즉각적이고 직관적이고 명확한 경보 정보가 제공됩니다. 동시에 데이터 링크를 통해 정보를 배포할 수도 있습니다.

5. (선택사항) 대응 시스템 통합:

 고급 통합 방어 시스템에서 LWS는 센서 노드 역할을 하는 경우가 많으며 LWS의 탐지 정보는 활성 대응 시스템에 실시간으로 전송될 수 있습니다.

연기/에어로졸 주의 분산 발사기: 들어오는 위협 방향으로 연막을 빠르게 형성하여 레이저 빔을 산란하거나 흡수하여 유도 또는 타겟팅을 방해합니다.

레이저 실명 대책 시스템: 강력한 레이저를 방출하여 적 레이저 거리 측정기 또는 지정자의 광학 센서를 방해하거나 손상시킵니다.

 기동 회피 지침: 운전자 또는 자율 주행 시스템에 회피 제안을 제공합니다.

II. 레이저 경고 시스템의 핵심 기술 및 성능 지표

 감지 시야(FOV): 전방위에서 사각지대 없이 감시할 수 있도록 360° 수평 방위각과 최대한 큰 피치 각도(예: -5° ~ +90°)를 포괄해야 합니다. 이는 일반적으로 분산형 감지기 배열 또는 응시 감지기와 결합된 다면체 프리즘을 통해 달성됩니다.

 스펙트럼 범위: 주요 군사 및 잠재적 위협 레이저 대역(일반적으로 0.4-1.1μm, 1.5-1.8μm, 8-12μm)을 포괄해야 합니다.

각도 분해능: 위협의 방향을 정확하게 표시하는 기능(보통 몇 도 이내)입니다.

파장 분해능: 서로 다른 레이저 대역을 구별하는 능력입니다.

감도/감지 범위: 경고 거리를 결정하는 낮은 입사 레이저 에너지 밀도를 안정적으로 감지하는 능력입니다.

허위 경보율: 자연 광원(태양, 번개 등)과 위협적이지 않은 인공 광원(탐조등, 용접 아크 등)을 레이저 위협으로 오인할 가능성은 극히 낮아야 합니다.

응답 시간: 레이저 노출부터 경보 발생까지의 시간이 짧을수록 좋습니다(일반적으로 밀리초 필요).

다중 대상 처리 능력: 동시 처리 능력다중 레이저다양한 방향과 파장의 위협.

III. 레이저 경고 시스템의 광범위한 적용

1. 군사 분야(핵심 응용 분야):

주력 전차 및 장갑차: 레이저 경고 시스템(LWS)은 적 전차 및 대전차 미사일(TOW, Kornet 등) 레이저 거리 측정 및 표적 지정 조명에 대한 전장 생존성을 향상시키는 핵심 장비입니다. 현대 탱크(예: Leopard 2A7, M1A2 SEPv3)는 일반적으로 고급 LWS를 통합합니다.

 군용 항공기 및 헬리콥터: LWS는 레이저 근접 퓨즈 또는 레이저 유도 무기(예: 레이저 유도 폭탄) 조명을 갖춘 지상 휴대용 지대공 미사일(Stinger, Igla와 같은 MANPADS)뿐만 아니라 저고도 비행 중 레이저 거리 측정/표시 위협에 대해 경고하는 데 사용됩니다. 무장 헬리콥터(예: AH-64 Apache)는 특히 LWS에 의존합니다.

VIP 보호 차량: 잠재적인 레이저 무기 공격이나 운전자에 대한 레이저 간섭으로부터 고위 관료나 회사 사장의 차량을 보호합니다.

중요 시설/지휘소: 레이저 유도 무기 조준 및 레이저 정찰에 대한 방어.

개인/특수 작전: 휴대용 LWS는 저격용 레이저 거리 측정 또는 레이저 실명 무기 위협에 대해 경고하는 데 사용됩니다.

 전자 대책(ECM) 시스템에 통합: LWS는 연막, 적외선 미끼, 레이저 대책 및 기타 소프트/하드 킬 조치를 실행하기 위한 "눈" 역할을 합니다.

2. 민간 및 준군사 분야:

VIP 보호 차량: 잠재적인 레이저 무기 공격이나 운전자에 대한 레이저 간섭으로부터 고위 관료나 회사 사장의 차량을 보호합니다.

법 집행: 특정 고위험 작업에서는 조기 경보 시스템을 사용하여 방해하거나 눈을 멀게 하는 데 사용될 수 있는 레이저 장치를 감지할 수 있습니다.

중요 인프라 보안: 원자력 발전소, 화학 공장 등 잠재적인 악의적인 레이저 간섭이나 파괴 행위를 방지합니다.

고급 연구 및 산업 환경: 고출력 레이저 실험실 또는 산업용 레이저 처리 영역에서 직원이 실수로 위험한 레이저 방사선에 노출되었는지 여부를 모니터링합니다(안전 인터록의 일부로).

우주선: 궤도 내 작동 중에 지상이나 우주에서 레이저 조사에 노출되는지 여부를 모니터링합니다(거리 측정, 통신 또는 잠재적인 간섭을 위해).

 군용 항공기 및 헬리콥터: LWS는 레이저 근접 퓨즈 또는 레이저 유도 무기(예: 레이저 유도 폭탄) 조명을 갖춘 지상 휴대용 지대공 미사일(Stinger, Igla와 같은 MANPADS)뿐만 아니라 저고도 비행 중 레이저 거리 측정/표시 위협에 대해 경고하는 데 사용됩니다. 무장 헬리콥터(예: AH-64 Apache)는 특히 LWS에 의존합니다.