1급 전파공학안테나 및 전파전파빈출 보통부정형 문제

레이더(Radar) 전파로서 마이크로 펄스를 사용하는 이유로 거리가 먼 것은?

근거리 목표물 탐지가 용이하다

직진성이 좋아 예리한 빔(Beam)을 얻기 쉽다

파장이 짧아 반사성이 좋다

회절현상이 크다

상세 해설

정답 해설

레이더(Radar, Radio Detection and Ranging)에서 마이크로파 펄스를 사용하는 이유: (1) 직진성 우수 - 마이크로파( $f > 1 G H z$ , $λ < 30 c m$ )는 파장이 짧아 회절이 적고 직진성이 좋으므로, 예리한 빔(narrow beam)을 형성하여 목표물의 방위 분해능이 높음. 안테나 이득: $G \propto (D / λ)^{2}$ 이므로 파장↓ → 이득↑. (2) 반사성 우수 - 파장이 짧을수록 작은 목표물에서도 잘 반사됨(레이더 단면적 RCS ∝ 목표물 크기/파장). (3) 근거리 탐지 용이 - 짧은 펄스 폭으로 근거리 분해능 향상. 거리 분해능: $Δ R = \frac{c τ}{2}$ ( $τ$ : 펄스 폭). 회절현상이 크다는 것은 오답입니다. 마이크로파는 파장이 짧아 오히려 회절이 적습니다.

학습 팁

마이크로파 레이더 장점: 직진성↑, 반사성↑, 근거리탐지 용이. '회절↑'은 오답! 마이크로파는 파장↓ → 회절↓. 레이더 거리 공식: $R = \frac{c t}{2}$ , 분해능: $Δ R = \frac{c τ}{2}$ . 회절은 파장이 길수록(저주파) 큽니다.

오답별 해설

1. 근거리 목표물 탐지가 용이하다

근거리 목표물 탐지가 용이한 것은 마이크로파 펄스의 장점입니다. 짧은 펄스 폭으로 근거리 분해능이 좋고, 최소 탐지 거리( $R_{min} = c τ /2$ )를 줄일 수 있습니다.

2. 직진성이 좋아 예리한 빔(Beam)을 얻기 쉽다

직진성이 좋아 예리한 빔을 얻기 쉬운 것은 마이크로파의 핵심 장점입니다. 안테나 이득 $G \approx η (π D / λ)^{2}$ 에서 파장이 짧을수록 같은 안테나 크기에서 더 높은 이득과 좁은 빔폭을 얻습니다.

3. 파장이 짧아 반사성이 좋다

파장이 짧아 반사성이 좋은 것도 실제 이유입니다. 파장에 비해 크기가 비슷하거나 큰 물체에서 효과적으로 반사됩니다.