한화시스템 ‘IDEX 2023 ’서 최첨단 제품‧솔루션 공개

한화시스템은 오는 20일부터 24일(현지시각)까지 아랍에미리트(UAE) 아부다비에서 개최되는 국제방위산업전시회 ‘IDEX 2023(International Defence Exhibition and Conference 2023)’에 한화에어로스페이스, 한화방산 등 그룹 계열사와 함께 참가한다.

한화시스템은 이번 전시회에서 △최첨단 대공방어용 다기능레이다 시리즈 △저궤도 통신위성 네트워크 솔루션 △최신함정용 전투체계 등 첨단 방산을 이끌 미래 기술 역량을 선보이며 새로운 방산 수출길 모색에 적극 나선다. 다음은 한화시스템이 출품하는 주요 제품과 솔루션이에 대한 설명이다.


대공방어용 다기능레이다(MFR, Multi-Function Radar)는 단일 기능의 탐지 레이다와 추적 레이다의 기능을 동시에 보유해 △탐지 및 추적 △미사일 유도 △피아 식별 △영역 탐지 △요격 확인 등의 기능을 수행할 수 있는 최첨단 레이다다.

전장에서의 위협은 점점 다각화·고도화 되고 있으며, 이러한 다양한 공중 위협을 실시간으로 탐지 및 추적하고 신속하게 무력화할 수 있는 능력이 강력하게 요구되고 있다.
한화시스템은 1980년대 후반부터 △천마탐지추적레이다 △철매-II 다기능레이다 △함정용 추적레이다 개발을 시작으로 다기능레이다의 핵심기술을 확보해왔다. 최근에는 KF-21에 탑재되는 능동위상배열(AESA) 레이다를 비롯해 KDDX용 다기능레이다 및 425위성의 SAR 등 지상‧해상‧항공 및 위성까지 운용 가능한 최첨단 다기능레이다를 개발하고 있으며, 메타표면구조물‧인공지능(AI)‧광자 기술 등 미래의 레이다에 적용될 핵심기술 연구를 지속적으로 수행하고 있다.

이번 전시회에는 △수출형 다기능레이다(Middle-range MFR) △장거리용 다기능레이다(Long-range MFR) △다표적 동시교전 다기능레이다(Anti-MLRS MFR) 및 한국형 전투기에 탑재되는 AESA레이다와, 국내 최초로 질화갈륨(GaN)기반 소재를 적용해 국산화에 성공한 AESA레이다의 핵심부품 송수신조립체(TRA, Transmit Receive Assembly)를 함께 선보인다.


수출형 다기능`이다는 국내 기술로 개발한 한국형 미사일방어체계의 핵심 무기체계이자 천궁으로 더 잘 알려진 ‘중거리 지대공 유도무기체계’ 다기능 레이다(MFR, Multi-Function Radar)의 수출형 모델이다.

복잡한 전장 환경에서 한 개의 레이다로 전방위‧다수 표적에 대해 탐지‧추적‧피아식별‧미사일 유도 등을 수행할 수 있는 국내 최초 3차원 위상배열 다기능레이다다. 중거리 표적 항공기에 대한 탐지‧추적‧피아식별과 대전자전을 수행할 수 있으며, 요격 유도탄의 포착‧추적‧교신의 교전 기능 등 복합 임무를 단일 레이다를 통해 수행할 수 있다. 특히, 해외 선진국의 최신 기술과 동등한 AESA를 적용해 기술 경쟁력도 확보했다.


우리 군은 △북한이 미사일을 발사하기 전에 선제타격하는 킬 체인(Kill Chain)을 △발사 이후 한국형 미사일방어체계(KAMD, Korea Air and Missile Defense)를 통한 공중 요격 △피해를 입은 이후 응징을 위한 대량응징보복(KMPR, Korea Massive Punishment and Retaliation)의 3축 체계를 구축할 예정이다.

이 가운데 KAMD는 우리 군이 독자적으로 운영하는 방공-미사일 방어체계로서 △패트리엇 미사일 체계 △중거리 지대공유도무기체계(Medium range-Surface to Air Missile) △장거리 지대공유도무기체계(Long range-Surface to Air Missile) 등 다층으로 구성된다.

우리 정부는 현재 군이 운용중인 패트리엇과 중거리 지대공유도무기체계의 요격 거리가 짧아 북한의 미사일 위협에 대응하는데 제한적 요인이 있다는 문제의 보완이 필요하다고 판단해 2010년 장거리 지대공유도무기체계의 소요 체계를 검토했다.

장거리 지대공유도무기체계는 우리 군이 보유하고 있는 기존의 어떤 대공무기체계보다도 원거리에서 북한의 미사일을 추적하고 조기에 파괴함으로서 우리 국민의 생명과 재산을 지킬 수 있는 대공 방어체계다. 패트리엇 미사일 및 중거리 지대공유도무기과 함께 우리나라의 다층 공중 방어무기체계를 구성하는 핵심 장비이다.

장거리 지대공유도무기체계에서의 교전용 다기능레이다는 △항공기‧탄도탄 표적에 대한 탐지 △추적과 항공기 피아식별 △재머 대응 △유도탄 포착‧추적‧교신 등의 교전 기능을 단일 레이다로 다기능 복합 임무를 수행한다.

천궁과 천궁-II 다기능레이다의 항공기‧탄도탄 탐지‧추적 등의 핵심 알고리즘을 고도화해 탐지‧추적거리는 천궁-II 대비 4배 이상으로 증가했고 △탄도탄 탐색 영역 △탐지추적수와 전자전대응능력 △피아식별 능력도 대폭 상승했다. 또한, 고출력 질화갈륨(GaN) 송수신조립체(TRA)을 적용해 해외 선진국 수준의 능동위상배열 안테나 기술도 확보했다.


방위사업청은 2021년 6월 ‘장사정포 요격체계 사업’을 국내 연구개발 방식으로 추진하기로 밝히며 ‘한국형 아이언 돔’ 의 본격적인 개발을 알렸다.

여러 장소에 유도탄 발사대를 설치해 돔(둥근 지붕) 형태의 방공망으로 둘러싸 날아오는 장사정포탄을 요격해 국가 중요 시설과 군사보안시설을 방호하기 위한 ‘장사정포 요격체계’를 확보하는 사업이다. 사업기간은 2022년부터 2035년까지이며 사업 규모는 약 2조8900억원으로 추산된다.

적의 장사정포는 서울‧수도권 및 핵심시설 공격을 위해 시간당 3000발 이상의 포탄을 발사할 수 있다. 이에 대응하기 위해서는 동시에 수 백발의 포탄을 탐지 및 추적하고 낙하지점을 정확히 파악할 수 있는 레이다의 역할이 매우 중요하다.

한화시스템이 개발중인 ‘다표적 동시교전 다기능레이다’는 능동위상배열(AESA)레이다를 사용해 다수의 표적을 동시에 탐지 및 추적하고 미사일을 가이드한다. 다수의 표적이 좁은 영역에 군집해 진입하더라도 이를 개별 식별할 수 있고, 표적 요격 후 발생하는 파편을 제거해 표적을 분류‧식별할 수 있기 때문에 매우 복잡한 전장 환경에서도 안정적으로 운용이 가능하다.

한화시스템은 다수의 다기능레이다 개발을 통해 검증된 탐지‧추적 기술을 ‘다표적 동시교전 다기능레이다’ 개발에 적용해 연속적으로 접근하는 다수의 근접 표적을 완벽하게 대응할 수 있도록 개발할 계획이다.


AESA레이다로 잘 알려져 있는 ‘능동위상배열레이다(AESA. Active Electronically Scanned Array)’는 한국형 전투기(KF-21)의 핵심 장비다.

AESA레이다는 현대 공중전에서 전투기의 생존 및 전투의 승패를 가르는 최첨단 레이다로 공중과 지상 표적에 대한 탐지·추적 및 영상 형성 등 다양한 임무를 수행하는 미래 전투기의 핵심 장비다. 기존 기계식 레이다처럼 안테나의 기계식 회전에 의한 방식이 아닌 레이다 전면부에 고정된 1000여개의 작은 송수신 통합 모듈을 전자적으로 제어함으로써 빠른 빔 조향이 가능하다. 이에, 넓은 영역의 탐지, 다중 임무 수행, 다중 표적과 동시 교전을 할 수 있다.

2015년 미국이 AESA레이다를 포함한 핵심 기술이전을 거부한 이후 정부와 방위산업체들은 국내 개발을 추진해왔다. 특히, AESA레이다는 미국, 유럽, 이스라엘, 중국, 일본 등 소수의 선진국들만이 보유하고 있는 첨단 레이다 기술의 정수인 만큼 해외 기술 이전 없이 국내기술로만 개발하는 것은 불가능하다는 우려가 팽배했다.

하지만 개발에 착수한지 불과 4년만인 2020년 8월, 한화시스템은 국방과학연구소와 함께 AESA레이다시제 1호기를 성공적으로 출고시켰다. 세계에서 12번째로 AESA레이다를 개발해내며 대한민국은 세계적인 레이다 강국의 반열에 올라서는 계기가 됐다.

한화시스템은 국방과학연구소와 함께 한국형 전투기(KF-21)에 탑재되는 AESA레이다를 개발하고 있으며 2022년 3월 중순부터 국내 비행시험을 시작했다.

AESA레이다가 탑재된 시험항공기(FTB)로 2023년 상반기까지 비행시험을 통해 AESA레이다에 요구된 개발 요구 기능 및 성능을 검증할 예정이다. 다양한 비행 시나리오와 계획된 비행 시험을 통해 AESA레이다 SW의 완성도 향상 및 신뢰성을 확보한 후 KF-21 시제기에 탑재해 추가 비행 시험을 수행할 계획이다.


송수신 조립체(TRA, Transmit Receive Assembly)는 AESA 레이다의 탐지‧추적을 위한 고주파(RF) 신호를 송수신하는 핵심부품이다. 한화시스템은 TRA 단위의 진동‧충격 및 고온‧저온 시험 등 전투기체계에서 요구하는 환경 시험을 모두 수행해 높은 신뢰성을 확보했다.

특히, 국내최초로 최신 부품인 질화갈륨(GaN) 소재를 적용해 크기는 더 작아지고 출력은 더 높아졌으며 발열량도 낮출 수 있게 돼 레이다 효율성을 크게 향상시켰다. 모듈 단위로 구성된 TRA는 다양한 성능의 레이다에 신속하게 적용 가능하고 가격경쟁력까지 갖추고 있어 향후 레이다 수출 시장을 확대해 나가는데 기여할 것으로 기대하고 있다.

한편, 한화시스템은 AESA레이다와 함께 △적외선 탐색 추적장비(IRST) △전자광학 표적 추적장비(EOTGP)도 개발에 나서며 한국형 전투기의 핵심기술 3종을 모두 개발하고 있다.


한화시스템은 2021년 8월 글로벌 우주인터넷 선도기업 ‘원웹’에 3억달러(투자 당시 한화 약 3450억원)를 투자하고, 위성 제작·저궤도 위성통신 서비스 협업 등 원웹과 시너지를 내며 우주인터넷 시장에 빠르게 진입할 수 있는 방법을 모색 중이다.

이번 전시회를 통해 통해 한화시스템은 원웹의 저궤도 통신위성망을 활용해 △전장 통신 음영 사각지대 해소 △전장 정보 실시간 획득 △대공 미사일 방어 시스템 등과 연계해 적의 위협에 신속하게 대응할 수 있는 군 전술인터넷 솔루션을 제시한다.

한화시스템은 현재 2025년까지 저궤도 통신위성 차량용(OTM, On-The-Move)·휴대용·함정용 단말기를 개발하고, 2027년부터 양산 및 서비스 공급을 계획하고 있다.

또한, 저궤도 통신위성 탑재체의 핵심 구성품인 △첨단 디지털 통신중계기(OBP, On-Board Processor) △전자식 빔조향 안테나(ESA, Electronically Steerable Antenna) △위성 간 레이저 통신 시스템(ISL, Inter Satellite Link)을 자체 개발하며 핵심 기술을 내재화하고 있다.

‘OBP’는 위성의 두뇌 역할을 담당하는 디지털 프로세서로 데이터 용량 배분 최적화, 통신 경로 설정, 주파수 변환 등의 기능을 수행하는 핵심 구성품을, ‘ISL’는 위성 간 데이터를 ‘레이저’로 주고받아 초고속 우주 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 차세대 저궤도 위성통신의 핵심 기술을 망한다.

‘ESA’는 수천 개의 위성과 지상 네트워크를 연결해 위성과 지상간 안정적인 통신망 구축을 가능하게 하는 ‘우주 인터넷’ 핵심 기술이다.

모든 플랫폼간 유기적 연동 및 신속한 정보 공유를 위한 미래형 통합단말기도 전시된다. ‘통합단말기’는 다계층‧초연결을 지향하는 우리군의 미래 표준 모바일 통신플랫폼이다. 현재 군의 TICN(Tactical Information Communication Network, 전술정보통신체계), TMFT(Tactical Multi-Function Terminal, 전술다기능단말기) 단말기와 같은 전술이동통신은 물론 무전기와 같은 단말간 직접 통신을 지원하고, 향후 저궤도 통신위성을 통한 초연결 지휘통제통신 수단을 제공할 예정이다.

상용 스마트폰 연동을 통한 지휘통제 기능을 제공하고, 통신 모듈의 교체만으로 군주파수 기반 LTE‧5G는 물론 미래 6G까지도 진화적 개발이 용이해 향후 군 초연결 전술통신분야의 핵심요소가 될 것으로 전망된다. 한화시스템은 앞으로도 미래 전장의 혁신적인 통신 및 전장 가시화 수단의 첨단 모델을 지속적으로 선보일 예정이다.

TICN응 감시 정찰, 지휘 결심, 정밀 타격의 실시간 지휘 통제를 보장하는 전술 통신 기반 체계이며 TMFT는 현재 군 표준 모바일 통신 단말 플랫폼이다.


함정 전투체계는 함정에 탑재된 모든 탐지장비·무장·항해지원 장비 등을 네트워크로 연결해 통합된 전술 정보를 공유하고, 지휘 및 무장 통제를 자동화함으로써 전투 효과를 극대화시키기 위한 통합 체계다.

한화시스템은 약 90여척의 국내 함정에 전투체계를 공급해왔고, 필리핀과 말레이시아에 수출을 성사시키며 글로벌 경쟁력을 입증한 바 있다. 이번에 전시된 함정 전투체계는 신소재(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastic)로 제작한 3화면 다기능 콘솔에 식별성과 직관성을 향상시킨 UI(user interface)를 적용했다. 신속하게 전술 상황을 인식하고 센서와 무장을 효과적으로 통제할 수 있어 향후 해군 전투력 향상에 기여할 것으로 기대하고 있다.


채명석 글로벌이코노믹 기자 oricms@g-enews.com