레이더는 오랫동안 군사 및 민간 영역 모두에서 현대 전자 탐지 시스템의 중추 역할을 해왔습니다. 1930년대에 발명된 이래 레이더 기술은 전자전 및 지능형 방어의 발전을 반영하여 기계식 스캔 어레이에서 전자 조종식 능동 위상 배열 레이더로 발전해 왔습니다. 이러한 진화의 중심에는 위상 배열 코어 칩이 있으며, 이는 레이더 탐지 범위, 해상도, 전파 방해 방지 기능은 물론 전체 무게, 전력 소비 및 비용을 결정하는 결정적인 요소입니다.

기존의 기계식 스캔 레이더에 비해 위상 배열 레이더는 전자적으로 빔 조향을 수행하므로 물리적으로 움직일 필요 없이 거의 즉각적으로 표적을 탐지하고 추적할 수 있습니다. 이 기능 덕분에 공대공, 공대지, 공대해 임무와 같은 멀티태스킹 작전을 동시에 수행할 수 있습니다. 그 결과 위상 배열 레이더는 지상 기반 조기 경보 시스템, 해상 방어 레이더 및 첨단 공중 플랫폼에서 지배적인 아키텍처로 자리 잡았습니다.

능동 위상 배열 레이더에서 송신/수신(TR) 모듈은 핵심 구성 요소 역할을 합니다. 각 TR 모듈은 증폭, 전송, 수신 및 신호 처리를 통합하여 본질적으로 “소형 레이더” 역할을 합니다. 수백 개 또는 수천 개의 TR 모듈이 레이더의 위상 배열 조리개를 형성하여 민첩한 빔 제어와 정밀한 스캔을 가능하게 합니다. 필요한 TR 모듈의 수를 고려할 때 총 시스템 비용의 50% 이상을 차지하며, 그 성능은 위상 배열 칩의 설계와 기능에 따라 달라집니다. 효율성, 잡음 지수, 대역폭, 신뢰성 등 주요 칩 속성은 레이더 시스템 성능을 직접적으로 정의합니다.

전 세계적으로 미국은 GaN(질화갈륨) 위상 배열 칩을 통합하여 더 높은 전력 출력, 향상된 열 효율, 강력한 다중 임무 기능을 제공하는 AN/TPS-80 지상 기반 레이더와 같은 시스템을 선도하고 있습니다. 해상에서 미 해군의 차세대 AMDR(항공 및 미사일 방어 레이더)은 고체 능동 위상 배열 기술을 활용하여 탄도 미사일, 초음속 순항 미사일 및 항공기에 동시에 대응합니다. 공중 영역에서는 F-22의 AN/APG-77과 F-35의 AN/APG-81과 같은 레이더가 벤치마크가 되어 1,500개 이상의 TR 모듈을 사용하고 기존 기계식 스캔 레이더에 비해 탐지 범위가 50% 증가한 성능을 제공합니다.

중국도 이 분야에서 상당한 발전을 이루었습니다. YLC-8B 이동식 조기 경보 레이더는 강력한 스텔스 탐지 기능, 고해상도, 우수한 전파 방해 방지 성능을 제공하여 외국의 많은 레이더를 능가하는 국내 혁신의 모범입니다. 미사일 분야에서 능동 위상 배열 칩의 소형화는 중국의 정밀 유도 탄약에 향상된 유도 정확도와 전자 대응책에 대한 복원력을 제공하여 작전 효율성을 보장했습니다.

위상 배열 칩의 진화는 레이더 성능 개선뿐만 아니라 전체 레이더 에코시스템의 업그레이드에 관한 것이기도 합니다. 반도체 제조가 지속적으로 발전함에 따라 TR 모듈의 미래는 높은 전력 밀도, 저소음, 고선형 칩 설계에 달려 있습니다. 칩 수준에서 효율성을 개선함으로써 차세대 레이더는 더 가볍고, 더 작고, 더 전력 효율이 높아져 육상, 해상, 공중, 미사일 플랫폼 전반에 걸쳐 채택이 가속화될 것입니다.

결론적으로, 핵심 위상 배열 칩은 차세대 레이더 시스템의 기반이 됩니다. 이러한 발전은 군사 방어뿐만 아니라 기상 모니터링 및 항공 교통 관리와 같은 민간 애플리케이션에도 매우 중요합니다. 이러한 칩은 “기계식” 레이더 아키텍처에서 “전자식” 레이더 아키텍처로의 전환을 주도함으로써 향후 수십 년 동안 더욱 지능적이고 네트워크화된 통합 방위 역량을 위한 토대를 마련합니다.