항공전력 탐지를 위한 메타구조기반 수중음향센서연구

Abstract

잠수함은 해군 전력의 핵심 요소로서, 은밀성을 기반으로 적의 레이더 및 각종 탐지 시스템을 회피하며 작전을 수행할 수 있다는 점에서 독보적인 전략적 가치를 지닌다. 그러나 최근 소나(SONAR) 기술의 고도화로 인해 잠수함을 탐지하기 위한 기술적 접근또한 빠르게 발전하고 있다. 특히, 항공 플랫폼에서 운용 가능한 디핑소나(Dipping Sonar)와 소노부이(Sonobuoy) 등의 기술이 보편화되면서, 수상 및 항공 전력은 수중표적 탐지가 가능해진 반면, 수중에서는 항공기를 탐지할 수 없는 비대칭적 정보력의 한계가 명확히 드러나고 있다. 이러한 정보 비대칭 문제는 현재 해양전에서 잠수함의 생존성과 작전 효율성을 저하시키는 중요한 요인으로 작용한다. 이에 따라, 본 연구팀은 잠수함이 수중에서 항공 전력을 전제적으로 탐지할 수 있는 고감도 수중센서 개발을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 메타물질 개념을 도입하였다. 메타물질은 인공적으로 설계된 주기적 구조체를 통해 기존 물질에서 구현하기 어려운 음향 특성을 구현할 수 있는 기술로, 수중음향센서의 특정 주파수의 감도 및 분해능 제어에 효과적이다. 본 발표에서는 메타물질 기반 수중음향센서의 설계고려사항, 구조적 특성 및 모델링 과정을 기술하고, 실제 수중환경에서 수행한 기초 실험 데이터를 분석하였다. 실험 결과를 통해 메타물질 구조가 기존 음향 센서에 비해 우수한 감도 향상 효과를 보임을 확인하였으며, 이러한 성능 향상 가능성은 향후 수중표적의 정밀 탐지 및 항공전력 대응용 수중센서 시스템 개발로의 확장을 시사한다. 본 연구에서는 차세대 잠수함용 능동 탐지센서 개발의 기초 연구로서, 해양전장에서의 비대칭 정보 격차 해소에 기여할 것으로 기대된다.