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물리 - 생활속의 물리
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◎ 레이더 교란 채프의 원리
적의 레이더가 우군 항공기를 추적하지 못하도록 적의 레이더를 교란하는 방책 중의 하나는 채프(chaff)를 공중에 살포하는 것이다. 채프는 전자전 용어로 항공기의 출현을 기만하기 위하여 만들어진 작은 금속 조각을 지칭하며 이를 공중에 구름처럼 살포하여 전자기파 고반사 영역을 형성함으로써 적의 레이더를 교란 시키는 것이다.
금속은 전자기파를 거의 1백 %반사한다. 전자기파가 금속에 도달하면 전자기파의 전기장에 의하여 금속내의 자유전자가 같은 진동수로 진동하게 되고, 진동하는 전하는 역시 같은 주파수의 전자기파를 발생하므로 결과적으로 금속에 도달하는 전자기파와 같은 주파수의 전자기파가 금속에서 발생되는 것이다. 이것이 반사의 메커니즘이다.
진동하는 전하에 의한 전자기파 발생의 가장 단순한 경우가 전기쌍극자(Electric dipole)에 의한 것인데 한 쌍의 +와 - 전하가 막대모양의 도체 양단을 교차 왕복함으로써 전자기파를 발생화는 것이다.
흔히 볼 수 있는 막대형 송수신 안테나가 이의 예이다. 채프는 바로 이러한 쌍극자 안테나(electric antenna)역할을 하는 금속조각인데 일반적으로 안테나의 길이는 대상 전자기파의 파장의 절반 이상이라야 하는 조건을 만족해야 한다.
채프를 효과적으로 사용되기 위해서는 반사율이 높아야 하고 적의 레이더 파장에 맞는 크기로 절단되어야 하며 공중에 오래 머무를 수 있도록 해야 한다. 일반적으로 레이더 중심 주파수 파장의 /2(반파장)정도로 잘 게 만들어져야 하며(이는 전자기파가 상쇄간섭을 일으켜 소명되게 한다) 가벼운 물질로 만들어져야 한다. 최근에는 유리섬유(fiber glass) 위에 지극히 얇은 알루미늄 피막을 입힌 것을 쌍극자 소자로 사용하고 있어 살포용기에 장입시 밀도가 cm3 당 수십만개나 되어 살포시 수십분간 공기중에서 부유될 수 있는 것 으로 알려져 있다.
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2013.05.08
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