AN/FPS-17
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1. 개요
AN/FPS-17은 1950년대 미국에서 개발된 대형 VHF 대역 레이더 시스템으로, 주로 소련의 미사일 활동을 감시하기 위해 제작되었다. 1954년 제너럴 일렉트릭과의 계약을 통해 1955년 터키 디야르바크르에 최초로 설치되었으며, 이후 텍사스, 알래스카 등에도 배치되었다. 이 레이더는 35mm 필름에 데이터를 기록하고, 복잡한 데이터 처리 과정을 거쳐 미사일의 궤적을 분석했다. AN/FPS-17 기술의 성공은 탄도 미사일 경보 시스템(BMEWS) 개발에 영향을 미쳤다.
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| AN/FPS-17 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 유형 | 조기 경보 레이더 |
| 제조국 | 미국 |
| 개발사 | 제너럴 일렉트릭 |
| 제작 시작 | 1958년 |
| 사용 종료 | 1980년대 초 |
| 무게 | 500톤 |
| 작동 주파수 | 425 MHz |
| 첨두 전력 | 5 MW |
| 평균 전력 | 100 kW |
| 펄스 폭 | 800 μs |
| 펄스 반복 빈도 | 62.5 Hz |
| 범위 | 3,000 마일 (4,800 km) |
| 정확도 | 250 마일 (400 km) |
| 빔 폭 | 1.6° (수평) |
| 게인 | 43 dB |
| 냉각 | 오일 |
| 위치 | 알래스카 주 필그림 산 터키 디야르바키르 텍사스 주 무어스타운 |
| 설명 | |
| 설명 | AN/FPS-17은 냉전 시대에 소련의 탄도 미사일을 탐지하기 위해 개발된 대형 초수평선 레이더였다. |
2. 역사
1948년과 1949년 뉴멕시코주 호로만 공군 기지에서 개조된 SCR-270 레이더를 이용한 미사일 탐지 실험과, 다른 레이더에서 고출력 부품을 사용한 미국의 경험은 메가와트급 레이더를 이전보다 훨씬 더 먼 거리에서 작동할 수 있도록 제작할 수 있다는 믿음의 근거를 마련했다. 소련의 미사일 활동에 대한 정보 필요성이 절실해짐에 따라, 이러한 레이더에 대한 공식적인 요구 사항이 설정되었고, 로마 항공 개발 센터가 시스템 엔지니어링의 책임을 맡게 되었다.[1]
1954년 10월, 고출력 VHF 장비와 레이더 생산 경험이 있는 제너럴 일렉트릭에 당시 세계 최대이자 가장 강력한 운영 레이더를 제작, 설치 및 테스트하는 계약이 체결되었다. 계약은 장비가 9개월 이내, 즉 1955년 6월 1일까지 디야르바크르 인근 사이트 IX에서 작동하도록 규정했다. 건설은 2월에 시작되었고, 예정된 운영 날짜보다 15분 늦게 시작되었다.[1]
초기 안테나 설치는 높이 약 53.34m, 너비 약 33.53m의 대형 D.S. 케네디 포물면 반사경이었으며, 주파수 범위는 175~215MHz였다. 펄스 작동을 위해 수정된 표준 GE 고출력 텔레비전 송신기가 처음에 사용되었다.[1]
감시는 카푸스틴 야르 지역을 가로지르는 6개의 수평 빔으로 수행되었다. 1958년에는 높이 약 45.72m, 길이 약 91.44m의 두 번째 안테나(시네라마 안테나라고 불림)와 새로운 1.2메가와트 송신기가 설치되어 세 개의 추가 수평 빔, 7 빔 수직 팬 및 더 큰 범위 기능을 제공하는 개조 키트의 일부를 구성했다.[1]
정교한 시스템에는 자동 경보 회로, 거리 측정 회로 및 데이터 처리 장비가 포함되었으며, 수신된 모든 신호의 35mm 사진 기록을 만들 수 있도록 갖춰졌다. 데이터의 예비 처리는 현장에서 이루어졌지만, 최종 처리는 라이트 패터슨 공군 기지의 외국 기술 부서에서 수행되었다.[1]
1955년 6월 15일, 최초의 소련 미사일이 탐지된 시점부터 1964년 3월 1일까지 508건의 사고(목격)가 보고되었으며, 이 중 147건은 기간의 마지막 2년 동안 발생했다.[1]
2. 1. 개발 배경
1948년과 1949년 뉴멕시코주 호로만 공군 기지에서 개조된 SCR-270 레이더를 이용한 미사일 탐지 실험과, 다른 레이더에서 고출력 부품을 사용한 미국의 경험은 메가와트급 레이더를 이전보다 훨씬 더 먼 거리에서 작동할 수 있도록 제작할 수 있다는 믿음의 근거를 마련했다. 소련의 미사일 활동에 대한 정보의 필요성이 절실해짐에 따라, 이러한 레이더에 대한 공식적인 요구 사항이 설정되었고, 로마 항공 개발 센터가 시스템 엔지니어링의 책임을 맡게 되었다.[1]1954년 10월, 고출력 VHF 장비와 레이더 생산 경험이 있는 제너럴 일렉트릭에 당시 세계 최대이자 가장 강력한 운영 레이더를 제작, 설치 및 테스트하는 계약이 체결되었다. 계약은 장비가 9개월 이내, 즉 1955년 6월 1일까지 디야르바크르 인근 사이트 IX에서 작동하도록 규정했다. 건설은 2월에 시작되었고, 예정된 운영 날짜보다 15분 늦게 시작되었다.[1]
초기 안테나 설치는 높이 약 53.34m, 너비 약 33.53m의 대형 D.S. 케네디 포물면 반사경이었으며, 주파수 범위는 175~215MHz였다. 펄스 작동을 위해 수정된 표준 GE 고출력 텔레비전 송신기가 처음에 사용되었다.[1]
감시는 카푸스틴 야르 지역을 가로지르는 6개의 수평 빔으로 수행되었다. 1958년에는 높이 약 45.72m, 길이 약 91.44m의 두 번째 안테나(시네라마 안테나라고 불림)와 새로운 1.2메가와트 송신기가 설치되어 세 개의 추가 수평 빔, 7 빔 수직 팬 및 더 큰 범위 기능을 제공하는 개조 키트의 일부를 구성했다.[1]
정교한 시스템에는 자동 경보 회로, 거리 측정 회로 및 데이터 처리 장비가 포함되었으며, 수신된 모든 신호의 35mm 사진 기록을 만들 수 있도록 갖춰졌다. 데이터의 예비 처리는 현장에서 이루어졌지만, 최종 처리는 라이트 패터슨 공군 기지의 외국 기술 부서에서 수행되었다.[1]
1955년 6월 15일, 최초의 소련 미사일이 탐지된 시점부터 1964년 3월 1일까지 508건의 사고(목격)가 보고되었으며, 이 중 147건은 기간의 마지막 2년 동안 발생했다.[1]
2. 2. 개발 및 배치
1948년과 1949년 뉴멕시코주 호로만 공군 기지에서 개조된 SCR-270 레이더를 이용한 미사일 탐지 실험과, 다른 레이더에서 고출력 부품을 사용한 미국의 경험은 메가와트급 레이더를 이전보다 훨씬 더 먼 거리에서 작동할 수 있도록 제작할 수 있다는 믿음의 근거를 마련했다. 소련의 미사일 활동에 대한 정보의 필요성이 절실해짐에 따라, 이러한 레이더에 대한 공식적인 요구 사항이 설정되었고, 로마 항공 개발 센터가 시스템 엔지니어링의 책임을 맡게 되었다.[1]1954년 10월, 고출력 VHF 장비와 레이더 생산 경험이 있는 제너럴 일렉트릭에 당시 세계 최대이자 가장 강력한 운영 레이더를 제작, 설치 및 테스트하는 계약이 체결되었다. 계약은 장비가 9개월 이내, 즉 1955년 6월 1일까지 디야르바크르 인근 사이트 IX에서 작동하도록 규정했다. 건설은 2월에 시작되었고, 예정된 운영 날짜보다 15분 늦게 시작되었다.[1]
초기 안테나 설치는 높이 약 53.34m, 너비 약 33.53m의 대형 D.S. 케네디 포물면 반사경이었으며, 주파수 범위는 175~215MHz였다. 펄스 작동을 위해 수정된 표준 GE 고출력 텔레비전 송신기가 처음에 사용되었다.[1]
감시는 카푸스틴 야르 지역을 가로지르는 6개의 수평 빔으로 수행되었다. 1958년에는 높이 약 45.72m, 길이 약 91.44m의 두 번째 안테나(시네라마 안테나라고 불림)와 새로운 1.2메가와트 송신기가 설치되어 세 개의 추가 수평 빔, 7 빔 수직 팬 및 더 큰 범위 기능을 제공하는 개조 키트의 일부를 구성했다.[1]
정교한 시스템에는 자동 경보 회로, 거리 측정 회로 및 데이터 처리 장비가 포함되었으며, 수신된 모든 신호의 35mm 사진 기록을 만들 수 있도록 갖춰졌다. 데이터의 예비 처리는 현장에서 이루어졌지만, 최종 처리는 라이트 패터슨 공군 기지의 외국 기술 부서에서 수행되었다.[1]
1955년 6월 15일, 최초의 소련 미사일이 탐지된 시점부터 1964년 3월 1일까지 508건의 사고(목격)가 보고되었으며, 이 중 147건은 기간의 마지막 2년 동안 발생했다.[1]
3. 운용
AN/FPS-17은 1958년부터 8개의 개별 레이더 채널을 갖추고 운영되었다. 각 채널은 여기자(exciter), 송신기, 듀플렉서, 수신기(Receiver (radio)), 데이터 표시 장치를 포함하여 독립적으로 구성되었다. 이 채널들은 두 개의 안테나를 통해 16개의 고정된 빔 형태로 전자기 에너지를 방출했다. 각 채널은 두 개의 빔 사이에서 시간 분할 방식으로 작동했으며, 공압식 스위치를 사용하여 각 빔에 1.5초씩 번갈아 전원을 공급했다.
안테나 피드는 위 그림과 같이 공간에 빔 패턴을 형성하도록 배치되었다. 빔 1과 18은 일반적으로 사용되지 않았으며, 빔 1~7은 구형 안테나를, 빔 8~18은 약 91.44m 너비의 "시네라마" 안테나를 사용했다.
빔 2~9는 수평으로, 빔 10~17은 수직으로 배열되었다. 각 그룹 내 모든 빔은 동시에 전원이 공급되었다. 각 채널은 마스터 타이밍 신호에 의해 제어되었지만, 서로 독립적으로 작동하며, 각 송신기는 간섭 방지를 위해 약간씩 다른 주파수를 사용했다. 송신된 펄스는 2000마이크로초 길이로, 탭 딜레이 라인을 통과하며 코드화되었다. 수신 시에는 동일한 딜레이 라인을 거쳐 100:1로 압축되어 거리 측정의 정확성과 해상도를 향상시켰다.
아날로그 딜레이 라인(Analog delay line)은 신호 지연을 위한 인공 전송 우회로로, 직렬 인덕턴스와 병렬 커패시턴스를 통해 일정한 지연 시간을 제공했다.
AN/FPS-17의 총 방위각 범위는 18°~49.7°였다. 카푸스틴 야르에서 발사된 미사일이나 위성을 약 800nmi 범위에서 탐지했으며, 일부 미사일은 1625nmi까지 추적했다.
각 채널의 전기적 특성은 아래 표와 같다.
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 주파수 | 175-215 메가헤르츠 |
| 빔당 최대 전력 | 1.2 메가와트 |
| 펄스 길이 | 2000 마이크로초 |
| 펄스 반복률 | 초당 30 사이클 |
| 듀티 사이클 (전송 시간의 비율) | 0.06 |
| 빔 폭 (수평) | 2.5° x 1.8° |
| 빔 폭 (수직) | 1° x 2° |
| 펄스 압축률 | 100:1 |
| 사정 거리 정확도 | 5nmi 이내 |
이 시스템은 수직 발사, 탄도 미사일, 코스모스 위성 발사, 궤도 위성, 전리층 교란, 오로라(aurora (astronomy)) 등 다양한 현상을 관측하는 데 사용되었다.
3. 1. 터키 디야르바크르 기지
1954년 10월, 제너럴 일렉트릭은 당시 세계 최대이자 가장 강력한 레이더를 제작, 설치 및 테스트하는 계약을 체결했다. 이 계약은 장비가 9개월 이내, 즉 1955년 6월 1일까지 디야르바크르 인근 사이트 IX에서 작동하도록 규정했다. 건설은 2월에 시작되었고, 예정된 운영 날짜보다 15분 늦게 시작되었다.[1]초기 안테나 설치는 높이 약 53.34m, 너비 약 33.53m의 대형 D.S. 케네디 포물면 반사경이었으며, 주파수 범위는 175~215MHz였다. 펄스 작동을 위해 수정된 표준 GE 고출력 텔레비전 송신기가 처음에 사용되었다.[1]
감시는 카푸스틴 야르 지역을 가로지르는 6개의 수평 빔으로 수행되었다. 1958년에는 높이 약 45.72m와 길이 약 91.44m의 두 번째 안테나(시네라마 안테나라고 불림)와 새로운 1.2메가와트 송신기가 설치되어 세 개의 추가 수평 빔, 7 빔 수직 팬 및 더 큰 범위 기능을 제공하는 개조 키트의 일부를 구성했다.[1]
정교한 시스템에는 자동 경보 회로, 거리 측정 회로 및 데이터 처리 장비가 포함되었으며, 수신된 모든 신호의 35mm 사진 기록을 만들 수 있도록 갖춰졌다. 데이터의 예비 처리는 현장에서 이루어졌지만, 최종 처리는 라이트 패터슨 공군 기지의 외국 기술 부서에서 수행되었다.[1]
1955년 6월 15일, 최초의 소련 미사일이 탐지된 시점부터 1964년 3월 1일까지 508건의 사고(목격)가 보고되었으며, 이 중 147건은 기간의 마지막 2년 동안 발생했다.[1]
1958년 이후의 Pirinçlik 시스템은 8개의 개별 레이더 세트 또는 채널을 갖추고 있었으며, 각 채널은 자체적인 여기자(exciter), 송신기, 듀플렉서, 수신기(Receiver (radio)), 데이터 표시 장치를 갖추고 있었다. 이 8개의 채널은 두 개의 안테나에 의해 형성된 16개의 고정 빔으로 전자기 에너지를 공급하며, 각 채널 또는 송수신기 조합은 두 개의 빔 사이에서 시간 분할되었다. 공압식 스위치는 각 빔에 1.5초 동안 번갈아 전원을 공급하기 위해 3초 주기로 작동했다. 배선에 약간의 개조를 통해 작동할 수 있는 두 개의 추가 빔에 대한 안테나 피드도 있었다.[1][1]
안테나 피드는 위 그림에 묘사된 빔 패턴을 공간에 생성하도록 배치되었다. 빔 1과 18은 일반적으로 전원이 공급되지 않았다. 빔 1에서 7까지는 두 안테나 중 더 오래된 것을 사용했고, 8에서 18까지는 더 새로운 "시네라마" 안테나에 의해 형성되었으며, 약 91.44m의 너비는 좁은 수평 치수를 제공했다.[1]
빔 2에서 9까지는 수평 배열로 투사되었고, 10에서 17까지 (10은 실제로 수평 행에 있음)는 수직 구성 요소로 그룹화되었다. 각 그룹의 모든 빔은 동시에 전원이 공급되었다. 마스터 타이밍 신호에 의해 제어된다는 점을 제외하면 각 8개의 채널은 서로 독립적으로 작동했다. 각 송신기는 다른 송신기의 간섭을 방지하기 위해 약간 다른 주파수를 사용했다. 2000마이크로초 길이의 전송된 펄스는 20마이크로초 간격으로 위상을 반전시킬 수 있는 탭 딜레이 라인을 통과하여 코드화 또는 태그되었다. 수신 시 반환된 신호는 동일한 탭 딜레이 라인을 통과하여 100:1로 압축되어 사정 거리 측정의 정확성과 해상도를 높이기 위해 20마이크로초로 압축되었으며, 이는 물론 전송과 반환 사이의 간격의 기능이었다.[1]
아날로그 딜레이 라인(Analog delay line)은 신호를 지연시키는 인공적인 전송 우회로, 즉 일정한 지연을 제공하는 직렬 인덕턴스와 병렬 커패시턴스로 구성되었다. 20마이크로초 간격의 픽오프 지점을 사용하면 이러한 서브 펄스를 모두 함께 도착하여 압축 효과를 얻을 수 있도록 순서대로 추출할 수 있었다.[1][1]
총 방위각 범위는 18°에서 49.7°였다. 이 시스템은 일반적으로 카푸스틴 야르에서 발사된 미사일 또는 위성을 공칭 800nmi 범위에서 감지했으며, 한 종류의 미사일은 1625nmi까지 추적했다. 미사일과 위성은 고정 빔 구성의 범위가 시험 범위 배치와 일치하지 않기 때문에 최대 감지 가능 범위에서 감지되지 않았다.[1]
각 채널의 전기적 특성은 다음과 같다.[1]
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 주파수 | 175-215 메가헤르츠 |
| 빔당 최대 전력 | 1.2 메가와트 |
| 펄스 길이 | 2000 마이크로초 |
| 펄스 반복률 | 초당 30 사이클 |
| 듀티 사이클 (전송 시간의 비율) | 0.06 |
| 빔 폭 (수평으로 길게) | 2.5° x 1.8° |
| 빔 폭 (수직으로 길게) | 1° x 2° |
| 펄스 압축률 | 100:1 |
| 사정 거리 정확도 | 5nmi 이내 |
고정 빔 시스템에서 관측된 것은 수직 발사(상층 대기 연구 차량 또는 부스터 점검용), 공칭 650nmi, 1050nmi, 및 2000nmi 충돌 지역으로 발사된 탄도 미사일, 코스모스 위성 발사, 궤도 위성, 그리고 전리층 교란 또는 오로라(aurora (astronomy))와 같은 자연적인 이상 현상 등이었다.[1]
3. 2. 텍사스 라레도 기지
GE와 미국 공군은 터키의 운영 현장에서는 불가능한 추가 연구, 개발 및 테스트의 필요성을 인식하여, 이를 용이하게 하기 위해 텍사스주 라레도 인근에 유사한 FPS-17을 설치했다. 이 위치는 때때로 라레도 시험장, 라레도 추적소 또는 라레도 AFS로 알려졌지만, 라레도 공군 기지(Laredo AFB)와 혼동해서는 안 된다. 이 기지는 1956년 2월 29일에 운영이 시작되었고, 1960년경에는 AN/FPS-78로 지정된 기계식 추적기가 추가되었다.[1] 이 기지는 1962년 또는 1963년에 폐쇄되었다.[1] 일부 문서에서는 라레도가 최초의 FPS-17이었다고 주장하지만, 이는 디야르바키르의 존재가 극비였던 시기에 유래된 것으로 보인다.[1]라레도 FPS-17은 시간이 지남에 따라 수많은 재구성을 거쳤다.[1] 안테나 반사판은 디야르바키르의 초기 FPS-17 안테나와 동일했지만, 급전 혼 번호와 구성은 여러 번 변경되었다 (세 개의 FPS-17 기지가 정확히 일치하지 않았다는 점은 흥미로운 사실이다).[1] 라레도는 화이트 샌즈에서 발사된 미사일을 추적하고, 탐지, 유성 효과, 전리층 전파 효과 및 하드웨어 테스트에 대한 실험을 수행했다.[1]
3. 3. 알래스카 쉐미아 섬 기지
소련은 1950년대 후반 캄차카에 로켓 시험을 하였는데, 이로 인해 알래스카 서부 알류샨 열도에 있는 쉬미아 섬에 대한 관심이 높아졌다. 쉬미아 섬은 소련 극동 북동부에서 발사되는 미사일 시험을 감시하기에 적합한 장소였다. 기존 시설을 재건하고 대형 탐지 레이더(AN/FPS-17)를 포함한 새로운 시설을 섬에 건설했으며, 이 레이더는 1960년에 가동되었다. 세 개의 안테나 반사판 각각은 디야르바키르에 설치된 초기 FPS-17과 유사했지만, 다른 급전 혼 배열과 빔 스캔 방식을 사용했다. 1961년에는 AN/FPS-80 추적 레이더가 인근에 건설되었다. 블루 폭스(Blue Fox)는 1964년에 AN/FPS-80 추적 레이더를 AN/FPS-80(M) 구성으로 개조한 것을 말한다. 이 레이더들은 코브라 데인 위상 배열 레이더가 미사일 시험 감시를 위해 건설된 1970년대에 폐쇄되었다. 쉬미아는 1968년에 공군 기지에서 공군 기지로 재지정되었다.쉬미아 공군 기지에 설치된 AN/FPS-17 탐지 레이더는 1960년 5월에 가동되었고, AN/FPS-80 추적 레이더는 1962년 4월 1일에 가동되었다.[1]
Blue Nine은 제너럴 일렉트릭이 제작한 AN/FPS-79 추적 레이더 세트를 생산하는 프로젝트로, 이 레이더는 공군 466L 전자기 정보 시스템(ELINT)과 함께 사용되었다.[1]
4. 기술적 특징
AN/FPS-17은 GE가 제작하여 1955년에 실전 배치된 레이더 시스템이다. 높이 53m, 너비 34m이며, 175-215 MHz (VHF) 주파수 대역, 1.2 MW의 송신 출력, 3,010km의 탐지 거리를 갖는다.[1]
1958년 이후 Pirinçlik 시스템은 8개의 개별 레이더 채널을 사용했으며, 각 채널은 여기자(exciter), 송신기, 듀플렉서, 수신기(Receiver (radio)), 데이터 표시 장치를 갖추고 있었다. 8개 채널은 2개의 안테나를 통해 16개 고정 빔으로 전자기 에너지를 공급했고, 각 채널은 1.5초 동안 번갈아 빔에 전원을 공급하는 공압식 스위치로 시간 분할되었다.[1]
각 채널의 주요 전기적 특성은 다음과 같다:[1]
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 주파수 | 175-215 MHz |
| 빔당 최대 전력 | 1.2 MW |
| 펄스 길이 | 2000 마이크로초 |
| 펄스 반복률 | 초당 30 사이클 |
| 듀티 사이클 (전송 시간의 비율) | 0.06 |
| 빔 폭 (수평) | 2.5° x 1.8° |
| 빔 폭 (수직) | 1° x 2° |
| 펄스 압축률 | 100:1 |
| 사정 거리 정확도 | 5nmi (9km) 이내 |
채널 4의 표적 요격 최대 사정 거리는 레이더 사정 거리 방정식을 통해 계산 가능하다.
::
::
::
::
:사정 거리 = 4184km
이 시스템은 카푸스틴 야르에서 발사된 미사일 및 위성, 전리층 교란, 오로라 등을 관측했다.[1]
4. 1. 빔 패턴
안테나 피드는 그림과 같이 공간에 빔 패턴을 생성하도록 배치되었다. 빔 1과 18은 일반적으로 전원을 공급받지 않았다. 빔 1에서 7까지는 두 안테나 중 더 오래된 것을 사용했고, 8에서 18까지는 폭이 약 91.44m인 더 새로운 "시네라마" 안테나에 의해 형성되어 좁은 수평 치수를 제공했다.[1]
빔 2에서 9까지는 수평 배열로 투사되었고, 10에서 17까지(10은 실제로 수평 행에 있음)는 수직 구성 요소로 그룹화되었다. 각 그룹의 모든 빔은 동시에 전원이 공급되었다. 마스터 타이밍 신호에 의해 제어된다는 점을 제외하면 각 8개의 채널은 서로 독립적으로 작동했다. 각 송신기는 다른 송신기의 간섭을 방지하기 위해 약간 다른 주파수를 사용했다. 2000마이크로초 길이의 전송된 펄스는 20마이크로초 간격으로 위상을 반전시킬 수 있는 탭 딜레이 라인을 통과하여 코드화 또는 태그되었다. 수신 시 반환된 신호는 동일한 탭 딜레이 라인을 통과하여 100:1로 압축되어 사정 거리 측정의 정확성과 해상도를 높이기 위해 20마이크로초로 압축되었으며, 이는 전송과 반환 사이의 간격에 따라 결정되었다.[1]
아날로그 딜레이 라인은 신호를 지연시키는 인공적인 전송 우회로로, 일정한 지연을 제공하는 직렬 인덕턴스와 병렬 커패시턴스로 구성되었다. 20마이크로초 간격의 픽오프 지점을 사용하면 이러한 서브 펄스를 모두 함께 도착시켜 압축 효과를 얻을 수 있었다.[1]
총 방위각 범위는 18°에서 49.7°였다. 이 시스템은 일반적으로 카푸스틴 야르에서 발사된 미사일 또는 위성을 공칭 800nmi 범위에서 감지했으며, 한 종류의 미사일은 1625nmi까지 추적했다. 미사일과 위성은 고정 빔 구성의 범위가 시험 범위 배치와 일치하지 않기 때문에 최대 감지 가능 범위에서 감지되지 않았다.[1]
각 채널의 전기적 특성은 다음과 같다.[1]
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 주파수 | 175-215 메가헤르츠 |
| 빔당 최대 전력 | 1.2 메가와트 |
| 펄스 길이 | 2000 마이크로초 |
| 펄스 반복률 | 초당 30 사이클 |
| 듀티 사이클 (전송 시간의 비율) | 0.06 |
| 빔 폭 (수평으로 길게) | 2.5° x 1.8° |
| 빔 폭 (수직으로 길게) | 1° x 2° |
| 펄스 압축률 | 100:1 |
| 사정 거리 정확도 | 5nmi 이내 |
4. 2. 펄스 압축
2000마이크로초 길이의 전송된 펄스는 20마이크로초 간격으로 위상을 반전시킬 수 있는 탭 딜레이 라인을 통과하여 코드화(태그)되었다. 수신 시 반환된 신호는 동일한 탭 딜레이 라인을 통과하여 100:1로 압축, 거리 측정의 정확성과 해상도를 높이기 위해 20마이크로초로 압축되었으며, 이는 전송과 반환 사이의 간격의 기능이었다.[2]아날로그 딜레이 라인은 신호를 지연시키는 인공적인 전송 우회로로, 일정한 지연을 제공하는 직렬 인덕턴스와 병렬 커패시턴스로 구성되었다. 20마이크로초 간격의 픽오프 지점을 사용하면 이러한 서브 펄스를 모두 함께 도착하여 압축 효과를 얻을 수 있도록 순서대로 추출할 수 있었다.[2]
각 채널의 전기적 특성은 다음과 같다.[2]
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 주파수 | 175-215 MHz |
| 빔당 최대 전력 | 1.2MW |
| 펄스 길이 | 2000 마이크로초 |
| 펄스 반복률 | 초당 30 사이클 |
| 듀티 사이클 (전송 시간의 비율) | 0.06 |
| 빔 폭 (수평으로 길게) | 2.5° x 1.8° |
| 빔 폭 (수직으로 길게) | 1° x 2° |
| 펄스 압축률 | 100:1 |
| 사정 거리 정확도 | 5nmi 이내 |
4. 3. 데이터 처리
1958년 이후 Pirinçlik 시스템은 8개의 개별 레이더 채널을 갖추고 있었으며, 각 채널은 자체적인 여기자(exciter), 송신기, 듀플렉서, 수신기(Receiver (radio)), 데이터 표시 장치를 가지고 있었다. 8개의 채널은 두 개의 안테나를 통해 16개의 고정 빔으로 전자기 에너지를 공급했으며, 각 채널은 두 빔 사이에서 시간 분할되었다. 공압식 스위치는 각 빔에 1.5초 동안 번갈아 전원을 공급했다.[1]빔 2에서 9까지는 수평 배열, 10에서 17까지는 수직으로 그룹화되었다. 각 그룹의 모든 빔은 동시에 전원이 공급되었다. 각 송신기는 간섭을 방지하기 위해 약간 다른 주파수를 사용했다. 2000마이크로초 길이의 펄스는 탭 딜레이 라인을 통과하여 코드화되었고, 수신 시 반환된 신호는 동일한 탭 딜레이 라인을 통과하여 100:1로 압축되어 거리 측정의 정확성과 해상도를 높였다.[1]
아날로그 딜레이 라인(Analog delay line)은 신호를 지연시키는 인공적인 전송 우회로로, 20마이크로초 간격의 픽오프 지점을 사용하여 압축 효과를 얻었다.[1]
총 방위각 범위는 18°에서 49.7°였다. 이 시스템은 카푸스틴 야르에서 발사된 미사일 또는 위성을 공칭 800nmi 범위에서 감지했으며, 한 종류의 미사일은 1625nmi까지 추적했다.[1]
각 채널의 전기적 특성은 다음과 같다.[1]
| 특성 | 값 |
|---|---|
| 주파수 | 175-215 메가헤르츠 |
| 빔당 최대 전력 | 1.2 메가와트 |
| 펄스 길이 | 2000 마이크로초 |
| 펄스 반복률 | 초당 30 사이클 |
| 듀티 사이클 (전송 시간의 비율) | 0.06 |
| 빔 폭 (수평으로 길게) | 2.5° x 1.8° |
| 빔 폭 (수직으로 길게) | 1° x 2° |
| 펄스 압축률 | 100:1 |
| 사정 거리 정확도 | 5nmi 이내 |
채널 4의 표적 요격 능력의 최대 사정 거리는 레이더 사정 거리 방정식을 사용하여 계산되었다.
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:사정 거리 = 4184km.
고정 빔 시스템에서 관측된 것은 수직 발사, 650nmi, 1050nmi 및 2000nmi 충돌 지역으로 발사된 탄도 미사일, 코스모스 위성 발사, 궤도 위성, 전리층 교란 또는 오로라(aurora (astronomy)) 등이었다.[1]
각 레이더 채널에서 목표 미사일 또는 위성에 대한 데이터는 분당 약 약 12.70cm로 움직이는 35mm 필름 위에 카메라 셔터를 열어 약 12.70cm 강도 변조 오실로스코프를 촬영하여 기록되었다. 개별 목표의 거리는 필름 너비에 걸쳐 표시되었고, 시간은 길이 방향의 점대시 코드로 표시되었다. 목표의 대략적인 방사 속도는 도플러 주파수 이동을 측정하여 결정되었다. 도플러 이동은 초당 500 사이클 간격의 연속적인 밴드를 커버하는 18개의 주파수 필터 중 반환 신호를 통과한 것을 결정하여 500 사이클 이내에서 발견되었다. 이 방사 속도 측정은 초당 -4에서 -f-4nmi로 0.219nmi 간격으로 이루어졌다. 이 모든 데이터는 관측 빔의 고도 및 방위각과 함께 자동으로 직렬 형태로 변환되어 표준 텔레프린터 코드로 인코딩되었고, 전송을 위해 종이 테이프에 펀칭되었다.[1]
데이터는 라이트-패터슨 외국 기술 부서(FTD)에서 텔레프린터와 필름으로 수신되었다. 필름에는 현장 직원이 판독한 목표에 대한 데이터와 피크 전송 전력, 주파수, 수신기 감도와 같은 장비 성능에 대한 로그가 함께 제공되었다. 도착 후, 필름은 "오스카"(예비 처리) 장비에서 읽기 쉽도록 편집되고 표시되었다. 목표는 거리 및 거리 변화율의 차이에 따라 정렬되었고, 각각의 반환은 시간 순서로 번호가 매겨졌다.[1]
FTD 오스카 장비는 아날로그 형식으로 시간 및 거리 데이터를 제공하는 필름 리더, 이를 디지털 형식으로 변경하는 변환기 유닛, 디지털 데이터를 수신하는 IBM 인쇄 카드 펀치로 구성되었다. 따라서 오스카 장비와 작업자는 각 목표의 시간 경과에 따른 위치 기록을 담은 IBM 카드 덱을 생성했다.[1]
컴퓨터 처리의 첫 번째 단계는 오스카 단위를 실제 레이더 거리, "Z"(그리니치 평균) 시간 및 빔 번호로 변환하는 것이며, 후자는 반환의 방위각과 고도를 고정한다. 이 첫 번째 단계에서 잘못된 데이터를 제거하기 위해 각 IBM 카드에 대해 세 가지 개별적인 품질 관리 검사가 수행되었다.[1]
이러한 모든 테스트를 통과한 관측은 컴퓨터 처리의 두 번째 단계로 진행되어 최소 자승 기준에 따라 원시 거리/시간 데이터에 2차 다항 곡선을 맞췄다. 이 방법에서 수학적 함수는 잔차(원시 데이터에서 벗어난 값)의 제곱 합이 가장 작은 일련의 관측값을 가장 잘 근사하도록 맞췄다. 데이터 신뢰도에 체계적인 불규칙성이 있는 경우, 잔차에 그에 따라 가중치를 부여했다.[1]
이 곡선에서 표준 편차가 설정되었고, 표준의 세 배나 큰 편차를 보이는 원시 데이터 지점은 모두 폐기되었다. 그런 다음 2차 곡선은 유사하게 방위각/시간 및 고도/시간 데이터에 맞췄다. 범위/시간, 방위각/시간 및 고도/시간에 대한 세 가지 2차 다항식은 관측 평균 시간에 위치 및 속도 값을 생성하는 데 사용되었으며, 이러한 값을 기반으로 타원 궤적의 초기 추정이 이루어졌다.[1]
타원 경로를 계산할 때 지구는 물리적으로 회전하는 균질한 구로 간주되고 기하학적으로는 타원체로 간주된다. 즉, 적도 융기는 중력 계산에서는 무시되지만 표면의 교차점과 관련해서는 무시되지 않는다. 지구 표면과 교차하지 않는 타원은 위성 궤도를 나타내고, 지구 표면과 교차하는 타원은 교차점 위의 궤적을 설명한다.[1]
타원의 매개변수는 가중 최소 자승 기준에 의해 제약되는 최적의 타원을 설정하여 컴퓨터로 반복된다. 이 타원을 따라 목표의 궤적이 계산된다. 즉, 위도, 경도, 고도 및 관심 있는 속도 및 각도 매개변수의 시간 경과에 따른 기록이 계산된다. 미사일의 실제 거리는 비타원 추력 경로와 재진입 후의 대기 항력으로 인해 계산된 궤적보다 짧을 수 있다. 차이는 단거리 및 중거리 미사일의 경우 약 10nmi에서 25nmi 정도이며, ICBM의 경우 50nmi이다.[1]
5. 제원 (디야르바크르 기지, 초기)
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 제작사 | GE |
| 실전배치 | 1955년 |
| 높이 | 약 53.34m |
| 너비 | 약 33.53m |
| 주파수 | 175-215 Mhz (VHF) |
| 송신출력 | 1.2 MW |
| 탐지거리 | 3010km |
6. 영향
AN/FPS-17 기술의 성공은 더 크고 강력한 탄도 미사일 경보 시스템(BMEWS)의 개발로 직접적으로 이어졌다. BMEWS 탐지 및 추적 레이더는 트리니다드 섬에서 프로토타입으로 제작되었으며, 실제 설치는 그린란드의 툴레, 알래스카의 클리어, 영국 파일링데일스 무어에서 이루어졌다.[1]
참조
[1]
서적
Searching the Skies: The Legacy of the United States Cold War Defense Radar Program
https://nuke.fas.org[...]
United States Air Force Headquarters Air Combat Command
[2]
서적
Electronic Warfare and Radar Systems Engineering Handbook
https://apps.dtic.mi[...]
Naval Air Warfare Center Weapons Division
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