레이다 중국이 조기경보기의 생존성을 늘리기 위해 FDA (frequency diverse array) 레이다 개발

[위종민]

중국이 개별 안테나별로 주파수를 바꿀 수 있는 FDA 레이다 기술을 개발했는데, 이는 조기경보기의 생존성을 늘리는 데 도움을 줄 수 있다고 하네요. 구글을 검색해보니 이미 많은 연구가 진행되고 있는 것 같습니다. 

새로운 레이더, 중국의 핵심 전투 항공기를 미국 공격으로부터 보호

중국의 AEW&C 보호 신형 레이더 기술은 전투에서 그 가치가 커지고 있음을 보여주는 동시에 취약성 또한 커지고 있음을 드러낸다

가브리엘 혼라다 2025년 8월 29일

중국 KJ-500 조기경보기. 사진: 인민일보 온라인

중국은 자국의 핵심 자산인 공중조기경보통제(AEW&C) 항공기를 적의 탐지로부터 보호하기 위해 급진적인 신형 레이더 기술을 개발하고 있으며, 이는 미·중 양측 모두가 장거리 미사일과 스텔스 전투기의 확산 속에서 이러한 공중 지휘기들을 생존 가능하게 유지하는 데 점점 더 큰 도전에 직면하고 있음을 보여준다.

이번 달, 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 중국 군사 과학자들이 적의 전자 감시로부터 AEW&C 항공기를 사실상 탐지 불가능하게 만드는 획기적인 시스템을 공개했다고 보도했다.

SCMP에 따르면, 왕보가 이끄는 공군공정대학 연구팀은 안테나 요소들 전반에 걸쳐 미세하고 시변적인 주파수 편차를 조작해 전자 재밍 신호와 유사한 동적 시공간-주파수 파형을 생성하는 주파수 다변 배열(FDA) 레이더를 개발 중이다.

SCMP가 전한 연구 설명에 따르면, 이 방법은 각 안테나에 미묘하게 다른 주파수를 부여해 혼란스러운 신호를 만들어내며, 이는 안정적인 방출 신호에 의존해 위치를 특정하는 수동 센서를 혼동시키고, 방향성을 모호하게 만들어 요격을 피한다.

이 접근 방식을 설명한 논문은 중국 국방 저널 『항공무기(Aero Weaponry)』에 게재되었으며, 연구자들은 수동적 회피에서 적극적 눈멀게 하기로 전환하여, 적의 시간·주파수·위상 측정 능력을 약화시킨다고 주장했다.

SCMP는 또한 이 시스템이 신호가 수신되는 방식을 실시간으로 모니터링해 우군과는 협조를 유지하면서도 적을 기만할 수 있다고 보도했다.

『항공무기』 논문은 이 아이디어가 전자기 환경이 contested된 상황에서 대형 공중 지휘 플랫폼의 생존성을 높일 수 있는 방안이라고 제시했지만, 실제 전장에서의 효과는 아직 입증되지 않았다.

최근 전투 사례는 이러한 항공기의 유용성과 동시에 취약성을 보여준다. 2025년 5월 카슈미르 상공에서 벌어진 인도-파키스탄 공중 교전에서, 보도에 따르면 파키스탄은 A(지상 레이더로 조준), B(중국제 전투기 발사), C(AEW&C 유도)로 구성된 ‘A-B-C’ 체계를 운용하여 인도의 러시아·프랑스제 혼합 함대를 상대로 전투기를 전자 침묵 상태로 유지하고 인도 방공망의 사거리 밖에서 작전을 수행할 수 있었다.

이 보도는 공중 지휘 허브가 일단 적에게 그 중요성이 인식되면 우선 공격 목표가 될 수 있음을 시사했다. 그러나 중국제 체계가 실제 결과에 어느 정도 영향을 미쳤는지는 불분명하다.

그러나 AEW&C를 격추하는 것은 악명 높게 어렵다. 『We Are The Mighty』는 2023년 2월, AEW&C가 사실상 모든 아군과 적군의 위치를 파악할 수 있고 적 방공망 사거리 밖에 자리잡을 수 있기 때문에 격추가 쉽지 않다고 지적했다.

이 매체는 AEW&C가 너무 가까이 접근하면 지상 레이더가 켜지는 순간 이를 탐지하고 아군 전투기와 자산을 유도해 해당 사이트를 파괴할 수 있다고 전했다. 적 전투기가 이륙하더라도 지상 레이더의 지원 없이 독자적으로 AEW&C를 추적해야 한다. 또한 AEW&C는 공격기를 적 레이더 사거리 밖에서 탐지해 회피하거나 아군 전투기를 유도해 요격할 수 있다.

그러나 장거리 공대공 미사일과 스텔스 전투기가 교전 범위를 확장시키면서 상황이 변하고 있다. 미국 AIM-120D-3와 C-8은 약 160km의 사거리를 가진 것으로 알려져 있으며, 이를 대체하기 위해 개발 중인 극비의 AIM-260 합동첨단전술미사일(JATM)은 이보다 훨씬 긴 사거리를 목표로 하고 있다.

이 미사일은 F-22와 F-35의 내부 무장창에 탑재할 수 있는 크기를 유지하고 있어, 특히 중국의 대형·저속 AEW&C 플랫폼에 큰 위협이 된다.

이러한 무기들의 사거리와 은밀성이 증가하면서, 목표가 된 지휘 항공기가 탐지·평가·대응할 수 있는 시간 창은 줄어든다.

그럼에도 중국은 AEW&C fleet의 작전적 비중을 확대하고 있다. 2023년 4월 『The War Zone』 기사에서 토마스 뉴딕과 안드레아스 루프레히트는 중국이 남중국해 등 전략적 지역에서 AEW&C를 점점 더 많이 투사하고 있으며, 이는 공중 감시뿐 아니라 해양 영역 인식에도 기여한다고 밝혔다.

그들은 이러한 광역 센싱과 지휘통제의 결합이 해안 레이더와 불완전한 해상 센서 범위를 넘어 전투기와 폭격기의 작전 반경을 크게 확장시킨다고 썼다.

그러나 의존성은 곧 취약성을 의미한다. 대만 유사시, AEW&C 한 대라도 미국 전투기에 의해 격추되면 중국은 공중전 지휘와 상황 인식에 심각한 공백을 겪을 수 있다.

그 여파로 중국은 연안·도서 레이더나 함재 AEW&C에 의존해야 하며, 이는 지상기반 지휘기에 비해 사거리, 체공시간, 레이더 성능이 떨어져 중국이 공중 및 해상 작전을 유지할 수 있는 깊이를 줄이게 된다.

미국의 상황도 안심할 수만은 없다. 그랜트 조르굴리스는 2025년 8월 『Breaking Defense』에서, 미국이 공중전 지휘를 항공기에서 위성으로 이전하려 하지만 수십 년은 걸릴 것이며, 그동안은 전용 공중 플랫폼이 필수라고 지적했다.

그는 또한 F-22와 F-35 같은 첨단 전투기조차 전구 단위 공중전 지휘를 수행할 수 없으며, 넓은 전장에서 지휘통제 임무를 분담할 수 있도록 충분한 수량의 E-7이 필요하다고 강조했다.

2025년 7월 『Mitchell Institute for Aerospace Studies』에 기고한 글에서 조르굴리스는 미중 간 AEW&C 역량 격차가 벌어지고 있다고 지적했다. 지난 20년 동안 중국은 KJ-2000, KJ-500, KJ-600으로 발전해온 반면, 미국은 새로운 세대의 AEW&C를 생산하지 못했으며, 이라크·아프가니스탄에서의 장기 대테러전에 미 육군 자금이 우선되면서 미 공군 투자가 뒷전이 된 탓이었다.

그는 또한 미국이 여전히 1960년대의 AN/TPS-75 지상 레이더에 의존하고 있고, 1970년대의 E-3 fleet은 가동률 저하와 부품 부족에 시달리고 있다고 밝혔다. E-7 역시 2030년대까지는 충분히 배치되지 못할 것이라고 덧붙였다.

조르굴리스는 이로 인해 미 AEW&C 전력이 수적으로 우세한 중국 공군(PLAAF)에 압도당해 대만 유사시 공중전 지휘와 제공권을 상실할 수 있다고 경고했다.

AIM-260을 장착한 F-22, F-35와 마찬가지로, 장거리 PL-17을 장착한 중국 전투기도 미 AEW&C에 상당한 위협이 되지만, 그 실제 전투 효과는 아직 불확실하다.

현재로서는 중국과 미국 모두 검증되지 않은 기술과 노후화된 AEW&C 전력에 의해 제약을 받고 있다.

이 경고는 중국의 진전과 불안한 대조를 이룬다. 한쪽은 사냥꾼의 눈을 가리려 하고, 다른 한쪽은 전투를 관리할 사냥꾼이 충분치 않을 것을 우려한다. 양측 모두 자국의 공중 지휘기를 보호하는 데 큰 장애물에 직면해 있으며, 어느 쪽이든 손실은 공중전 지휘 붕괴로 직결될 수 있다.

경쟁은 누가 더 빠른 전투기나 더 긴 사거리의 미사일을 갖췄는지가 아니라, 어느 쪽이 자국의 공중 지휘기를 전투를 관리할 수 있을 만큼 오래 생존시키느냐에 달려 있으며, 양측 모두 성공을 확신할 수는 없다.

https://www.scmp.com/news/china/science/article/3322731/china-achieves-invisibility-tech-breakthrough-early-warning-aircraft

China achieves invisibility tech breakthrough for early warning aircraft

China achieves invisibility tech breakthrough for early warning aircraft

Air force creates method to render radio signals incomprehensible for enemies attempting to intercept and track aircraft geolocation

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Why you can trust SCMP

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scmp poll

Stephen Chenin Beijing

Published: 12:00pm, 26 Aug 2025

Chinese air force scientists have developed a revolutionary radar technology capable of rendering its airborne early warning platforms nearly undetectable to enemy electronic surveillance.

Airborne early warning and control (AEW&C) aircraft – long considered indispensable yet vulnerable command nodes – have historically been high-value targets. Their powerful radar emissions, while essential for managing the battlespace, make them visible from hundreds of kilometres away.

But the Chinese scientists said they found a way to make AEW&C signals exceptionally resistant to interception and geolocation.

This method assigns each antenna a minutely varied frequency, akin to a hundred singers harmonising the same melody yet each subtly diverging in pitch. This renders the signal chaotic at a distance, obscuring directional origin.

To an adversary trying to track the platform by listening to its radio emissions, the signal could behave like the phantom of the opera – fluctuating, scattering and morphing beyond recognition.

At the heart of this innovation lies a new class of radar system known as frequency diverse array (FDA) technology, which engineers describe as a “paradigm shift” from traditional phased array radars.

Unlike conventional systems that steer beams by adjusting the phase of signals across an antenna array, FDA introduces minute, time-varying frequency offsets between individual radiating elements.

This subtle manipulation transforms the radar wavefront into a dynamic, space-time-frequency entity, a signal that is similar to those produced by an electronic jammer.

The KJ-3000, a new Chinese early warning and control aircraft. Picture: Weibo

Enemy passive sensors, which rely on detecting stable radio emissions to triangulate the source, are left confused: the radar’s beam direction shifts with distance, its phase centre appears to drift across space and its pulses distort non-linearly as they travel.

The project team, led by electronic engineering scientist Wang Bo with the Air Force Engineering University, said they were not just trying to evade detection, but actively corrupting the enemy’s ability to measure time, frequency and phase – the very foundations upon which electronic warfare depends.

“FDA can create a new paradigm of electromagnetic offence and defence – ‘detecting while jamming, positioning while deceiving’,” wrote Wang and his team in a paper published in the Chinese defence journal Aero Weaponry on August 7.

“This will enable airborne early warning platforms to shift from passive evasion to active blinding, marking a paradigm leap in defensive capability.”

This technique, known as space-time-frequency cooperative anti-passive detection, exploits the mismatch between traditional signal models and the engineered chaos of the transmitted waveform.

Modern electronic intelligence systems depend on the assumption that radar signals are stationary or slowly varying. But with FDA’s non-linear frequency modulation – such as sinusoidal-cubic gradients – the signal’s apparent time of arrival and direction of arrival become unstable.

Mainstream detection methods such as matched filters fail, pulse integration collapses and direction-finding algorithms diverge.

Simulations show localisation errors increasing to kilometres, with angular accuracy degrading from less than one degree to over 10.

Chinese PLA soldiers rehearse for Victory Day parade

In addition, the early warning aircraft can “listen” to how the signal is being received and adapt its transmission on the fly – ensuring it maintains contact with friendly forces while blinding hostile interceptors.

Yet challenges remain, according to a Beijing-based radar expert not involved in the project.

The system demands unprecedented levels of real-time computation, with each antenna element requiring independent, extremely fast control of frequency and phase. Thermal fluctuations, hardware imperfections and synchronisation delays also threaten to degrade performance, according to the expert who requested not to be named due to the sensitivity of the issue.

Electromagnetic compatibility is another concern: such complex, wideband signals risk interfering with friendly communications and sensors if not carefully managed.

Though Wang’s team said their system’s effectiveness did not hinge on precise knowledge of the enemy’s surveillance devices, “it could be overly optimistic in dynamic, cluttered battlefields”, said the expert.

Still, if successfully fielded, this technology would represent more than an upgrade – it would be a “revolution” that flips the electronic warfare equation, according to the expert.

“In future conflicts, control of the electromagnetic spectrum may no longer depend on brute power or perfect stealth, but on who can best manipulate the information,” he added.

https://www.google.com/search?q=fda+radar&sourceid=chrome&ie=UTF-8 (구글 검색 결과)

https://ieeexplore.ieee.org/document/9053179

Frequency Diverse Array Radar: A Closed-Form Solution to Design Weights for Desired Beampattern

https://www.jkiees.org/archive/view_article?pid=jkiees-35-2-85

[백선호]

전파를 낼 수 밖에 없는 조기경보기가 자신이 누군지 ID되지 않기 위해서 하는 것이군요.

[위종민]

E-7이나 에리아이, E-2D에는 비슷한 기술이 적용돼 있는지 모르겠습니다. 중국만 연구하는 기술은 아닐 텐데요.

[백선호]

Google Scholar에서 검색하면 논문들이 엄청 많이 나오네요.

https://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0%2C5&q=%22frequency+diverse+array%22+%22radar%22&btnG=