박쥐는 완전한 암흑 속에서도 초음파를 발사, 그 반향을 듣고 물체를 인식할 수 있으며 탐지능력도 뛰어나 같은 원리를 이용한 오늘날의 레이다나 소나(음파탐지기)보다 우수하다고 한다. 그러나 박쥐는 초음파를 이용한 탐지거리가 2m 정도인데 반해 레이다는 전파를 이용하고 신호처리 기법이 향상돼 3200km나 떨어진 장거리 물체도 탐지할 수 있다.

레이다(radar：radio detecting and ranging)라는 전자기파를 방사한 후 표적으로부터 반사된 신호를 수신, 표적의 존재유무를 탐지하고 표적위치와 이동속도 등의 정보를 추출하는 장비로 제2차 세계대전 중 최초로 적의 대공침투를 경고하고 아군의 대공무기를 통제하기 위해 개발됐다. 초기에는 군사적 용도로만 사용됐지만 현재는 기상관측, 비행기 항법, 해상탐색 및 구조, 조기경보, 사격통제, 미사일 유도, 피아식별, 지형영상 획득 등 다양한 분야에 이용되고 있다.

레이다는 표적의 반사파를 측정, 표적위치(거리·방위각·고각)와 이동속도를 계산해 내는데 거리측정은 〈그림 1〉처럼 방사된 레이다 전자파가 표적에 반사돼 되돌아오는 데 걸리는 왕복시간을 측정함으로써 얻어진다.

전자파는 빛의 속도(c=30만㎞/s)로 전파되므로 송신기에서 방사된 레이다 전자파가 표적에 반사돼 수신기에 도달할 때까지의 시간(T)을 측정, 왕복거리를 구한 다음 2로 나누면 탐지거리 R가 계산된다.

방위각은 레이다에 수신되는 신호의 방위방향을 말하며, 이것은 〈그림 2〉와 같이 레이다에서 수신되는 안테나의 방향각(안테나 회전에 따라 변화)과 설정된 기본방위값(일반적으로 도북)과 비교해 측정한다.

고각은 3차원(거리·방위각·고각) 레이다나 고도탐지 레이다에서 〈그림 3〉과 같이 안테나 설치시 설정된 고각(일반적으로 수평선)과 레이다 안테나에서 지시하는 고각값을 비교해 측정한다.

또한 표적의 이동속도는 도플러 효과로 계산할 수 있다. 도플러효과는 〈그림 4〉와 같이 물체가 접근하거나 멀어지면 반사되는 전파의 주파수가 변하는 성질로, 대표적으로 과속차량을 단속하는 스피드건(speed gun)에 사용된다.

레이다도 방사하는 주파수와 반사되는 주파수의 차이를 감지, 표적의 이동속도를 계산해낼 수 있다. 또다른 방법은 한순간에서의 표적위치와 다음 순간에서의 표적위치를 찾아 이를 거리·시간과의 관계에서 이동속도를 계산할 수도 있다.

< 출처 : 국방일보=밀리터리 리뷰, 2003. 10. 28 >