제한된 시야에서 망망대해를 항해하며 다른 선박과의 충돌을 피하고 목적지에 안전하게 도달하려면 어떻게 해야 할까요? 제2차 세계 대전 중에 등장한 기술인 해상 레이더는 해상 항해의 "눈과 귀" 역할을 합니다. 이 포괄적인 가이드는 기본 원리부터 실제 적용 및 규제 표준까지 해상 레이더 기술을 탐구합니다.
해상 레이더를 이해하려면 시스템 블록 다이어그램부터 시작해야 합니다. 실제 레이더 시스템은 더 복잡할 수 있지만, 이 단순화된 다이어그램은 레이더 구성 요소에 대한 필수 지식을 제공하여 더 깊이 있는 학습의 기반을 형성합니다.
레이더 시스템은 연속적인 스트림이 아닌 펄스 형태로 전자기파를 전송합니다. 이러한 펄스는 특정 지속 시간과 반복 주파수를 가지며, 서로 다른 파형 매개변수가 감지 성능에 영향을 미칩니다. 일반적인 레이더 파형에는 직사각형 펄스 및 선형 주파수 변조 펄스가 포함됩니다.
해상 레이더는 표적을 감지하고 표시하기 위해 함께 작동하는 네 가지 핵심 구성 요소로 구성됩니다.
송신기는 전원 공급 장치, 지연선, 변조기, 트리거 및 마그네트론으로 구성됩니다. 트리거는 변조기를 제어하여 고전압 펄스를 생성하고, 이는 마그네트론을 구동하여 도파관 또는 동축 케이블을 통해 전송되는 고주파 진동을 생성합니다.
안테나는 지향성 펄스를 전송하고 에코를 수신하는 동시에 미리 결정된 펄스 반복 주파수(PRF)로 회전하여 주변 영역을 스캔합니다. 일반적으로 장애물을 피하기 위해 선박의 가장 높은 지점(예: 나침반 갑판)에 장착됩니다.
TR 셀, 국부 발진기, 믹서, IF 증폭기 및 비디오 증폭기로 구성된 수신기는 약한 에코 신호를 증폭하고 증폭 및 복조를 통해 디스플레이 호환 신호로 변환합니다.
전통적으로 음극선관(CRT)을 사용하는 레이더 디스플레이는 표적 정보를 평면 위치 지시자(PPI) 형식으로 표시합니다 - 조감도. 전자 빔은 PRF와 동기화된 방사형 스캔 라인을 생성하며, 에코는 표적을 나타내는 밝은 점으로 나타납니다.
레이더는 펄스 전송과 에코 수신 사이의 시간을 측정하여 표적 거리를 계산합니다. 스캔 지점은 전자기파 전파 속도의 절반 속도로 방사형으로 이동합니다. 화면 가장자리에 도달하면 파동이 화면 반경 거리의 두 배를 이동합니다. 표적은 해당 거리에 밝은 점으로 나타나며, 정밀도를 위해 거리 링 및 가변 거리 마커(VRM)로 향상됩니다.
지향성 안테나는 시계 방향(위에서 볼 때)으로 분당 12-30회 회전합니다. 동기화된 디스플레이는 화면 중심(상단 0°)에서 표적 지점까지의 각도로 표적 방위를 표시합니다. 고정된 방위 마커는 선박의 항로를 나타냅니다.
해상 레이더는 주로 두 가지 주파수 대역에서 작동하며, 각 대역은 고유한 특성을 가지고 있습니다.
8-12GHz(일반적으로 9GHz)에서 작동하며 3cm 파장을 사용합니다.
2-4GHz(일반적으로 3GHz)에서 작동하며 10cm 파장을 사용합니다.
해상 생명 안전에 관한 국제 협약(SOLAS) 제V장에서는 다음을 의무화합니다.
2004년 IMO 결의안 MSC.192(79)에 의해 개정되었으며, 주요 표준은 다음과 같습니다.
제한된 시야에서 망망대해를 항해하며 다른 선박과의 충돌을 피하고 목적지에 안전하게 도달하려면 어떻게 해야 할까요? 제2차 세계 대전 중에 등장한 기술인 해상 레이더는 해상 항해의 "눈과 귀" 역할을 합니다. 이 포괄적인 가이드는 기본 원리부터 실제 적용 및 규제 표준까지 해상 레이더 기술을 탐구합니다.
해상 레이더를 이해하려면 시스템 블록 다이어그램부터 시작해야 합니다. 실제 레이더 시스템은 더 복잡할 수 있지만, 이 단순화된 다이어그램은 레이더 구성 요소에 대한 필수 지식을 제공하여 더 깊이 있는 학습의 기반을 형성합니다.
레이더 시스템은 연속적인 스트림이 아닌 펄스 형태로 전자기파를 전송합니다. 이러한 펄스는 특정 지속 시간과 반복 주파수를 가지며, 서로 다른 파형 매개변수가 감지 성능에 영향을 미칩니다. 일반적인 레이더 파형에는 직사각형 펄스 및 선형 주파수 변조 펄스가 포함됩니다.
해상 레이더는 표적을 감지하고 표시하기 위해 함께 작동하는 네 가지 핵심 구성 요소로 구성됩니다.
송신기는 전원 공급 장치, 지연선, 변조기, 트리거 및 마그네트론으로 구성됩니다. 트리거는 변조기를 제어하여 고전압 펄스를 생성하고, 이는 마그네트론을 구동하여 도파관 또는 동축 케이블을 통해 전송되는 고주파 진동을 생성합니다.
안테나는 지향성 펄스를 전송하고 에코를 수신하는 동시에 미리 결정된 펄스 반복 주파수(PRF)로 회전하여 주변 영역을 스캔합니다. 일반적으로 장애물을 피하기 위해 선박의 가장 높은 지점(예: 나침반 갑판)에 장착됩니다.
TR 셀, 국부 발진기, 믹서, IF 증폭기 및 비디오 증폭기로 구성된 수신기는 약한 에코 신호를 증폭하고 증폭 및 복조를 통해 디스플레이 호환 신호로 변환합니다.
전통적으로 음극선관(CRT)을 사용하는 레이더 디스플레이는 표적 정보를 평면 위치 지시자(PPI) 형식으로 표시합니다 - 조감도. 전자 빔은 PRF와 동기화된 방사형 스캔 라인을 생성하며, 에코는 표적을 나타내는 밝은 점으로 나타납니다.
레이더는 펄스 전송과 에코 수신 사이의 시간을 측정하여 표적 거리를 계산합니다. 스캔 지점은 전자기파 전파 속도의 절반 속도로 방사형으로 이동합니다. 화면 가장자리에 도달하면 파동이 화면 반경 거리의 두 배를 이동합니다. 표적은 해당 거리에 밝은 점으로 나타나며, 정밀도를 위해 거리 링 및 가변 거리 마커(VRM)로 향상됩니다.
지향성 안테나는 시계 방향(위에서 볼 때)으로 분당 12-30회 회전합니다. 동기화된 디스플레이는 화면 중심(상단 0°)에서 표적 지점까지의 각도로 표적 방위를 표시합니다. 고정된 방위 마커는 선박의 항로를 나타냅니다.
해상 레이더는 주로 두 가지 주파수 대역에서 작동하며, 각 대역은 고유한 특성을 가지고 있습니다.
8-12GHz(일반적으로 9GHz)에서 작동하며 3cm 파장을 사용합니다.
2-4GHz(일반적으로 3GHz)에서 작동하며 10cm 파장을 사용합니다.
해상 생명 안전에 관한 국제 협약(SOLAS) 제V장에서는 다음을 의무화합니다.
2004년 IMO 결의안 MSC.192(79)에 의해 개정되었으며, 주요 표준은 다음과 같습니다.
