최근 드론관련 핫 이슈는 뭘까요? 아마도 사우디 석유 공장 드론테러가 아닐까 합니다. 드론테러에 대한 상상에서 벗어나 이제는 현실적인 위협으로 다가 왔고 이로 인하여 세계경제 등에 미치는 영향들이 더욱 더 커져가고 있습니다.

 

 

과연, 사우디의 석유 공장 테러가 남의 일일까요?

 

최근 우리나라(전남 영광)에서도 국가 중요 시설로 비행금지구역으로 지정된 한빛원자력 발전소 주변에서 드론을 조종한 40대가 항공안전법 위반으로 과태료를 부과한 사례가 있었습니다.

 

만약 원전에 폭탄테러를 한다면? 이로 인한 피해는 상상조차 하고 싶지 않네요..ㅠㅠ

 

더 이상 우리나라도 테러 안전국이 아닌 드론테러 등 위험에 노출되어 있다는 문제의식을 가지고 본론으로 들어가 볼까 합니다.

드론의 기술력이 눈부시게 발전하면서 드론을 막는 시스템(안티 드론) 개발 또한 함께 급성장하고 있습니다.

그럼 안티 드론이란 무엇일까요?

 

 

안티 드론 이란?

무인비행체 대응용 대공 방어(무인 비행 장치 탐지 기술 + 무인 비행 장치 무력화 기술)시스템을 말 합니다. 쉽게 말씀 드리면 드론을 조기에 발견해서 위협을 가하지 못하도록 제어 하는 시스템을 말하는 것입니다.

 

 

탐지 기술에는 어떠한 것들이 있을까요?

 

구분특징
음향 탐지프로펠러 회전으로 인한 소음 탐지 기술
방향 탐지무인비행장치 조종신호(제어신호 수신용, 영상데이터 수신용) 탐지
영상 센서가시광선과 열화상을 이용한 탐지
레이다 센서신호 송출 표적으로부터 반사 되는 신호 수신 탐지

무인비행 장치 무력화 기술에는 어떠한 것들이 있을까요?

 

구분특 징
전파교란드론과 조종자 간 라이도 통신 또는 드론의 GPS 통신을 교란 추락, 강제착륙 또는 강제귀한 등을 유도하는 방식
파괴기술레이져 빔 또는 산탄총, 전자기스펄(EMP) 등 화력으로 조준사격 등으로 직접 파괴
포획기술그물망 총 및 조류(독수리)로 비행장치 포획
지오펜싱드론 운용 소프트에어에 비행금지 구역을 GPS 정보 입력해 특정 지역에서는 강제적으로 비행을 못하게 하는 방식

 

국가별 안티드론 기술 동향

 

네덜란드

 

Robin Radar System 사의 ELVIRA

 

360° 전방위를 커버하며, 큰 고정익 무인비행체는 9km, 소형 멀티로터는 3km까지 탐지합니다. 동일한 위치를 1.3초마다 한 번씩 스캔하는 갱신율을 가지며 다양한 정보를 결합 하여 무인비행체를 새 등과 같은 다른 비행물체와 구분하는 기능을 가지고 있습니다.

 

Thales Netherlands사의 Squire

 

국경, 해안 및 지역을 비행하는 무인비행체 감시용으로 개발되었고, 특히 최첨단 Graphic Processing Unit(GPU) 기반 신호처리와 표적 분석 기능을 강조하고 있습니다.

 

영국

 

MGT Europe의 DroneRANGER

 

무인비행체를 검출·추적·무력화하는 시스템입니다. 초소형 무인비행체를 2km까지 탐지합니다. 재밍시스템은 무인비행체가사용하는 모든 Radio Control(RC) 주파수뿐만 아니라 무인비행체가 자동운항을 할 때 사용하는 GNSS 주파수도 교란시킵니다.

 

Blighter사의 AUDS

 

원격에서 UAV를 검출, 추적, 분석하고 UAV의 비행을 중지시킬 수 있는 시스템으로 3개사의 레이다, EO/IR 광학 장비, 그리고 전파 교란기 3종의 장비가 결합된 시스템입니다

 

스페인

 

Advanced Radar Technology 사의 Drone Sentinel

 

매우 작은 RCS를 가지는 무인비행체의 검출과 추적에 특화된 시스템으로 레이다가 표적을 검출하고 경보와 추적을 개시하면 주·야간 작동하는 광학 플랫폼이 분석을 수행합니다. 하나의 마스트에 레이더와 주·야간 광학 장치를 설치하여 회전하며 감시하는 시스템으로 상용 제품 중 가장 빠른 스캔 업데이트 속도인 1Hz를 가지고 있습니다. RCS 0.0005m2의 표적을 2km 거리까지 탐지합니다

 

독일

 

Aaronia사의 Advanced Automatic RF Tracking and Observation Solution

 

무인비행체 또는 조종기로부터 방출되는 전파의 방향과 위치를 탐지하는 방향탐지 시스템으로 레이다를 사용하지 않습니다. 무인비행체 혹은 레이다 등으로부터 RF 방출을 실시간으로 측정하며, 무인비행체를 제어하는 운용자를 추적하고, 무인비행체의 형태에 따라 수 km까지의 초광역 커버리지를 보여줍니다.

방향 정밀도 2° 의 높은 추적 정확도를 가지며, 휴대용의 경우 1분 이내에 동작 준비가 가능합니다. 360° 를 커버하며, 9kHz부터 20GHz까지의 주파수 영역을 감시합니다. 스위칭 가능한 섹터증폭기를 사용함으로써 도심 환경에서도 고감도 탐지가 가능합니다. Jammer 연동으로 무인비행체를 Fail-SafeMode로 착륙하거나 호버링 하도록 할 수 있으며, 재머가 높은 지향성을 가지므로 다른 무인비행체에 영향 없이 선별적인 제지가 가능합니다.

 

프랑스

 

Cerbair사의 Anti-Drone Solution

 

위험도, 배치, 예산 등을 고려하여 몇 가지 전파와 광학 센서를 조합, 적절한 시스템을 구성하는 솔루션을 제공합니다. RF/WiFi 센서를 활용해 신호의 방향을 탐지하여 거리 3km까지의 2.4/5GHz의 주파수를 검출하고 90° 수평각을 커버합니다. 광학 센서의 경우 5M pixel의 고분해능, 거리 150m, 검출 각 90° 의 스펙을 가지고 있으며, 야간에는 IR 장비를 사용합니다.

긴급 대응을 위한 운용자의 개입이 가능하도록 운용자 경보(시각, 청각, 문자 메시지 등)를 설정할 수 있습니다. 무인비행체에 의한 위협을 확인 시 안전한 장소로 사람을 대피, 집회를 중단, 사이트 탐색, 무인비행체의 가시선을 차단 등을 수행하며, 무인비행체를 강제로 착륙시키기 위해 재밍 또는 그물망을 던져 무인비행체를 포획하는 방식을 사용합니다.

 

미국

SpotterRF사의 Radar와 Black Sage Technology 사의 A2000

 

SpotterRF Radar사의 레이더와 Black Sage Technology 사의 영상 시스템을 통합한 무인비행체 감시스템으로 카메라 자동 추적, 스마트폰, 타블렛과의 연동이 가능하며 매초 GPS 좌표를 출력합니다. 레이다는 최대 탐지 거리 1km, 무게 5 파운드, 크기 9.8” × 15” × 2.6” , 소모 전력 30Watts 의 규격을 가지고 있습니다.

 

Harrier사의 DSR-200d

 

200Watt 반도체 S 또는 X 대역 펄스 도플러 레이다로 주파수 다이버시티 처리를 수행하며, 협력적 무인비행체 탐지를 위한 2차 감시 트랜스폰더 수신기(Mode-C와 ADS-B)를 사용합니다. 새때를 자동으로 제거할 수 있는 신호처리 기능을 제공하며, 360° 전방위를 커버합니다. 소형 무인비행체는 4.8km, 최대 탐지거리는 16km 이상이며 경보 영역의 반경을 설정할 수 있고, EO/IR 카메라, 음파탐지기와 연동한 표적 식별(Quadcopter, Copter, RCI 비행기 등) 기능이 있습니다.

 

Gryphon Sensors 사의 SkyLight

 

1차 레이다, 수동형 RF 방향탐, EO/IR 카메라와 ADS-B 데이터 수신 등 다양한 센서를 통합한 시스템으로, 1차 레이다 R1400은 소형, 저고도 비행 표적을 탐지하기 위한 특수 목적으로 설계된 3차원 AESA 대공 감시 레이다이며, 펄스 도플러 방식을 사용하고, 주파수 대역은 9.3~9.8GHz, 대역폭 5MHz, 수평 360° , 수직 90° 의 반구 커버리지 내에서 정확한 표적의 위치, 속도를 제공합니다.

소형 무인비행체를 10km, 일반 항공기를 27km까지 탐지합니다. 레이더 패널 무게는 36.3kg, 삼각대와 포지셔너를 포함하여 90.7kg이다. 스펙트럼 센서 S2는 2.4/5.8GHz 대역 신호의 형태를 검출하고 분류하기 위하여 광범위한 드론 제어 신호 자료(Library)를 사용하여 반경 5km 이내의 상용 무인비행체 제어 신호를 정확하게 자동으로 검출합니다.

무게는 패널당 11kg으로 4개 패널과 삼각대를 포함하여 62kg입니다. 카메라는 다양한 고분해능, 명령에 의한 회전 제어, 광학 추적 기능을 사용하여 표적을 관찰하고 시각적 식별 및 광학 추적으로 조류, 일반 비행물체 등 비협력적 표적의 구별에 사용합니다. 3km의 거리까지 비행 표적을 관찰하기 위해 360° 수평각 및 180° 수직각을 회전하는 열상과 광학 렌즈를 사용합니다.

 

Kelvin Hughes사의 SMS-D

 

Kelvin Hughes사의 Single Master Solution(SMS)는 SharpEyeTM 의 레이다와 광학/열상 장치 CxEyeTM를 조합하여 주요 장소의 주변과 국경 등을 360° 전방위를감시합니다.

이동체에탑재가가능하며, SharpEyeTM X-대역 레이다는 표적의 방위각, 거리, 고도 및 속도 데이터를 지속적으로 갱신하고 빠른 대응을 위해 비디오 추적시스템을 사용하여 표적을 자동으로 식별하며, 무인비행체를 1.5km까지 검출합니다. 고성능, 경량, 이동/고정 자족형 레이다이며 무게는 20kg 이하입니다. 레이돔내에는 360° 를 커버하는 안테나, 저전력 제어 반도체 X-대역 송수신기와 GPS가 내장되어 있고, 극저온, 고온 다습한 조건에서 동작 가능한 IP67 환경 규격을 충족합니다.

 

H DMT Security Radar Solutions사의 c-UAS

 

 

DMT사와 MOOG사가 협력하여 DMT의 레이다 Black Marlin과 MOOG의 주·야간 영상 카메라 Mercury S3-550을 사용해 무인비행체를 탐지, 추적, 무력화시키는 시스템을 개발하였습니다. DMT 원격 클라이언트 소프트웨어는 24개까지의 레이다와 수많은 카메라를 통합, 제어합니다.

음향 검출 시스템, RF/GPS 재머, 드론과 핸드헬드 조정기 사이의 모든 무선통신원의 위치를 탐지하는 RF 감시 시스템, 짐벌, 자동식별 시스템과 Blue Force Tracking(BFT), 명령 스테이션을 추가 옵션으로 제공합니다. Black Marin 레이다가 6km까지 장거리에서 드론을 탐지하면, DMT 원격 클라이언트가 MOOG 카메라를 지정하고, MOOG는 2km의 거리에서 무인비행체를 추적하고 약 1~2km 사이에서 제어신호와 GPS 수신기를 재밍함으로써 무인비행체를 강제 착륙시킵니다.

Black Marin 레이다는 펄스 도플러 방식이며, X-대역인 9.25GHz로 송신, 100~800Watts 범위에서 출력을 조정할 수 있으며, 계기상 거리는 49km이나 360° 를 회전하는 경우 도플러 처리 부하와 실효 거리를 고려하여 15km로 설정되어 있다. -35° ~+90° 범위에서 지향각 조절이 가능합니다.

 

대한민국

한국전자통신연구원의 LADD 시스템

 

한국전자통신연구원에서는 2017년 4월부터 경찰청을 수요부처로 ‘무인비행장치의 불법 비행 감지를 위한 EO/IR 연동 레이다 개발 및 실증시험’ 과제를 수행하고있습니다.

개발중인LowAltitude Drone Detection(LADD) 시스템은 레이다를 활용해 위협체의 출현을 탐지합니다. 레이다에서 위협체를 탐지 시, 탐지된 표적의 위치를 EO/IR 영상 장비로 전달하고, EO/IR 영상 장비는 위협체를 추적 및 무인비행체 여부를 식별합니다. LADD시스템에서 확인된 무인비행체의 위치 정보는 무인비행체 무력화 대응체계로 전달됩니다.

 

각 나라별 안티드론의 기술력과 장비에 대해서 간단히 소개 드렸습니다. 그럼, 이런 장비들이 도입되고 기술력이 발전된다면 드론에대한 테러 등 위험요소는 해소 될까요?

참고로, 제가 거주하고 근무하고 있는 지역에 중요시설(군부대 등)과 연계하여 드론 침입 및 테러 대응(침투자 역할)훈련을 정기적으로 실시하고 있습니다. 침투자 역할을 수행하면서 느끼는 점은 내가 만약 드론으로 테러를 하고자 마음만 먹고 조금의 노력만 한다면 너무나 쉽게 테러를 할 수 있다는 것입니다.

 

 

폴드론 아카데미

 

안티드론 산업은 점점 더 성장이 예상되고 이에 맞는 기술력들은 빠르게 발전되고 있습니다. 하지만 기술적인 발전보다 더 중요한 것은 상황(중요시설의 위치 특징 등)에 맞는 대응 시스템구축과 이에 맞는 기술력 향상이라고 생각 합니다.

즉, 중요시설 위치별 방어 및 무력화 장비의 형태와 위치 및 운용 방법, 위험상황 발생 시 사전 대응 시스템 구축 및 교육, 연계기관과의 공동 대응 방법 마련 등이 유기적으로 이루어 질 때야 조금 더 안전한 방어 시스템 구축이 이루어지지 않을까 합니다.

 

외국의 사례를 본보기 삼아 우리나라도 드론에 대한 위험성을 다시 한번 인지하고 안전한 대한민국을 만들어 가는데 실질적인 투자와 노력을 했으면 하는 바람으로 이번 글을 마무리 짓도록 하겠습니다.

 

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최문영

/ 아나드론스타팅필진
드론에 대한 작은 관심으로 시작해서 현재는 드론을 활용, 경찰 업무 도입을 위한 전문적 학습 공동체(폴드론 아카데미)일원으로 활동하고 있고, 드론을 활용한 경찰 업무와 연관하여 법률적 검토 및 관련 법률을 연구하고 있습니다. water0809@naver.com
태그 | #테크&비즈