K방산 해냈다…AI 탑재한 레이더 스텔스 핵심기술 국산화 성공 [강경주의 테크X]

<테크X33>표준연, 설계·시제품 제작·성능 검증까지 개발

황인준 선임연구원(좌)과 정해원 책임연구원(우)이 주파수 선택 표면(FSS) 측정을 위해 안테나의 거리 및 위치를 정렬하고 있다. / 사진=표준연

국내 연구진이 '레이더 스텔스'의 핵심 기술을 외산에 의존하지 않고 순수 국내 기술로 개발하는 데 성공했다. 국가 전략 물자로 분류돼 해외에서 도입이 어려운 스텔스 무기체계를 국내 기술로 구축할 수 있는 기반을 마련했다는 평가다.

한국표준과학연구원은 레이더 스텔스 구현에 필수적인 레이돔(Radome)의 '주파수 선택 표면(FSS) 설계 소프트웨어'와 '전자파 평가 검증 장비'를 자체 구현하는 데 성공했다고 5일 밝혔다 외산 기술에 의존치 않고 설계부터 시제품 제작, 성능 검증까지 전주기를 순수 국내 기술로 이뤄낸 첫 사례다.

레이더 스텔스 기술은 기체가 적의 레이더에 탐지되지 않도록 전자파를 흡수하거나 분산시키는 기술이다. 현대 무기체계에서 은닉성과 자율성을 확보하는데 필수다. 주요국들은 이를 군사 전략 기술로 분류해 수입을 제한하고 있어 국내에서도 관련 SW와 시험 장비의 국산화 필요성이 꾸준히 제기됐다.

레이돔은 항공기나 미사일의 레이더 및 통신 안테나를 외부 환경으로부터 보호하면서 전자파가 효과적으로 통과할 수 있도록 설계된 반구형 구조체다. 국방용 레이돔은 초고속 비행 중 열과 충격을 견디면서 전자파 투과율, 위상 안정성 등 복합적인 성능 요건을 충족해야 한다.

레이돔의 핵심 부품인 FSS는 특정 주파수의 전자파만 통과하거나 반사하도록 설계된 주파수 필터 역할을 한다. 기존에는 FSS 설계를 고가의 외산 시뮬레이션 소프트웨어에 의존했다. 라이선스당 가격이 1억원을 넘고 연간 유지 비용도 수천만 원에 달해 도입과 활용에 제약이 많았다.

표준연이 개발한 주파수 선택 표면(FSS) 설계 소프트웨어 모식도

김진혁 선임연구원(좌)과 윤달재 선임연구원(우)이 인공지능 기술을 활용한 안테나 측정장비로 레이돔을 측정하고 있다. / 사진=표준연

연구팀은 인공지능(AI)과 병렬계산 기술을 적용한 FSS 설계 소프트웨어를 자체 개발했다. 이 소프트웨어는 다층 복합소재로 구성된 레이돔 구조 해석에 최적화돼 있으며 기존 상용 제품 대비 설계 속도가 50배 이상 빠른 것이 특징이다.

연구팀은 레이돔 성능을 실험적으로 검증할 수 있는 전자파 평가 장비도 함께 개발했다. 한 달 이상 소요되던 작업을 AI 기반 자동화로 단축시켜 기존 대비 5배 이상 빠른 측정이 가능하다. 실전 배치까지의 시간과 비용을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

이번 기술은 표준연 내 전자파측정, 양자전기자기측정, 미래선도연구장비, 소재물성 측정 등 4개 그룹이 융합해 공동 개발한 결과다. 개발된 기술은 국방 전자장비 및 계측기기를 개발하는 민간 기업 케이이알에 5억원 규모로 기술이전됐다. 양 기관은 이날 표준연에서 기술이전 협약식을 개최했다.

연구 결과는 국제학술지 'IEEE 마이크로파 이론 및 기술 학술지' 7월호에 게재됐다. 개발된 소프트웨어와 측정 장비는 특허 출원도 완료됐다. 홍영표 표준연 전자파측정그룹장은 "이번 기술은 국방 분야는 물론 모빌리티, 선박, 우주항공 등 다양한 레이더 응용 산업에도 활용될 수 있다"고 설명했다. 

레이더 스텔스 핵심 설계 및 평가 기술 국산화 연구진 / 사진=표준연

강경주 기자 qurasoha@hankyung.com