3km이상 떨어진 초소형드론, 찰나에 알아채는 국산 레이더 나왔다

2019.07.16 12:00
DGIST와 미국 캘리포니아 주립대 연구팀이 세계 최고 성능의 드론 탐지 레이더 기술을 개발했다. DGIST 협동로봇융합연구센터 오대건 연구원팀이 레이더 시연을 마친 후 기념촬영을 하고 있다. 오른쪽부터 오대건 선임연구원, 김문현 연구원,, 최병길 연구원. DGIST 제공
DGIST와 미국 캘리포니아 주립대 연구팀이 세계 최고 성능의 드론 탐지 레이더 기술을 개발했다. DGIST 협동로봇융합연구센터 오대건 연구원팀이 레이더 시연을 마친 후 기념촬영을 하고 있다. 오른쪽부터 오대건 선임연구원, 김문현 연구원,, 최병길 연구원. DGIST 제공

책가방 크기의 초소형 드론을 3km 떨어진 곳에서도 정확히 탐지할 수 있는 드론 탐지 레이더가 순수 국내 기술로 개발됐다. 탐지거리 3km는 세계적으로도 이스라엘 국방기업만이 달성한 최고 성능이다. 이르면 올 하반기부터 상용화가 가능할 것으로 예상돼 국내에서 활용중인 드론 탐지 레이더를 상당부분 국내 제품으로 대체할 수 있을 것으로 기대된다.


대구경북과학기술원(DGIST)은 오대건 협동로봇융합연구센터 선임연구원과 김영욱 미국 캘리포니아주립대 전자컴퓨터공학과 교수팀이 탐지 거리를 3km까지 획기적으로 향상시킨 새로운 드론 탐지 레이더를 개발했다고 16일 밝혔다.


드론 탐지 레이더는 각국이 드론 정찰, 정보수집 등의 목적으로 운용하기 시작하면서 최근 주목 받고 있는 국방 무기다. 한국에서도 2014년 경기도 파주에서 북한이 보낸 것으로 추정되는 드론의 잔해가 발견되면서 드론 탐지 레이더 도입의 필요성이 제기됐다. 또 공항에서 불시에 드론이 출몰해 항공기 운영 안전이 위협받는 상황이 벌어지면서 레이더 도입을 검토하는 공항도 생겨나고 있다. 현재는 국내에서 주로 성능이 우수한 이스라엘 라다(RADA)사와 영국 브라이터 사의 레이더를 사용하고 있다.


오 선임연구원은 “드론은 크기가 작아 전파 반사량도 매우 적기 때문에 탐지가 어렵다”며 “멀리서 적은 양의 전파 신호를 감지할 수 있는 높은 수준의 탐지 능력을 2013년부터 연구해 왔다”고 말했다. 연구팀은 레이더 성능의 지표 중 하나로 꼽히는 최대 탐지 거리를 우선적으로 늘리기 위해 ‘능동위상배열’ 레이더 기술을 도입해 이스라엘 제품에 맞먹는 탐지거리에서 드론을 정확히 탐지할 수 있게 됐다.

 

능동위상배열 레이더는 흔히 생각하는 회전형 레이더와 달리 전자적인 기술로 전파의 방향을 조절하는 레이더다. 오 선임연구원은 “실제 공역에서 드론이 출몰한다는 사실을 레이더에 알리지 않은 채 100번 이상 시험해 성능을 확인했다”고 말했다. 연구팀은 이 레이더에 사용되는 필터나 송신부, 레이더 함체 등 하드웨어를 대구 지역의 중소기업들과 함께 100% 개발해 기술 자립도도 높였다.


김영욱 교수는 탐지된 신호가 드론의 신호인지, 주변을 나는 새의 신호인지 구분하는 기술의 원천기술을 개발했다. 소프트웨어 방식으로 인공지능을 구현하는 차세대 신경망인 ‘생성적 적대신경망(GANs)’을 이용해 구분하고 싶은 신호 특성을 학습시킨 뒤, 실제로 탐지한 신호를 구분하는 기술이다. GANs는 학습할 데이터를 두 개의 신경망이 경쟁적으로 생성해 적은 데이터로도 자체 학습을 하도록 돕는 방식이다.

 

DGIST 드론 탐지레이더 개발 과정 요약도. DGIST 제공
DGIST 드론 탐지레이더 개발 과정 요약도. DGIST 제공

연구팀은 이 기술을 식별에 활용한 결과 수십 분의 1초 이내에 정확히 탐지한 물체를 구분할 수 있다는 사실을 밝혀 국제학술지 ‘국제전기전자기술자협회(IEEE) 지질학및원격탐사레터스’ 6월 22일자에 발표했다.


다만 현재는 원거리 탐지 레이더 기술과 드론 신호 AI 식별 시스템이 통합되지 않은 상태다. 김 교수는 “원천기술이 개발된 상태로 올해 하반기에 두 기술을 결합해 실제로 수십 분의 1초 이내에 탐지된 드론을 새와 구별해 식별할 수 있도록 할 계획”이라고 밝혔다. 연구팀은 여기에 자체적으로 영상처리 알고리즘도 추가로 연구해 1~2km 이내 근거리에서는 영상을 이용해 드론 식별을 돕는 시스템도 개발 중이다.


오 선임연구원은 “국내 업체와 긴밀히 협력하고, 독자적인 레이더 신호처리 알고리즘을 개발한 결과 세계 최고 수준의 레이더를 완성할 수 있었다”며 “내년에는 현재 기록을 넘는 탐지거리  5km의 드론을 개발하는 동시에 제품 상용화도 할 계획”이라고 말했다. 오 선임연구원은 “상용화를 함께 할 기업은 아직 미정이며 협의중”이라고 말했다.
 

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150