협력 빔포밍의 군사적 효용성 및 동기화 기술 동향 연구

오세명 사단법인 한국국방기술학회 2023 한국국방기술학회 논문지 Vol.5 No.4

Small sensors have been widely used in both defense and commercial areas, with their high portability and affordability. However, due to their limited energy resources, wireless data transmission is constrained. Collaborative beamforming is a promising technology that can significantly reduce the energy consumption of wireless communication and extend the communication range, thereby enhancing the usability of small sensors. Nevertheless, there have been no reported studies on collaborative beamforming in Korea. Therefore, this paper first aims to explore the utility and necessity of collaborative beamforming in the defense area and then investigate the current trends in synchronization, which is a fundamental technology for collaborative beamforming. 초소형 센서는 높은 휴대성과 비용 효율성으로 국방 및 민간 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 하지만, 제한된 동력원으로 인해 무선통신 기반 데이터 전송에 제한적이다. 협력 빔포밍은 무선통신으로 인한 에너지 소모율을 대폭 감소시킬 수 있으며 통신 범위를 확장할 수 있어, 초소형 센서의 활용성을 한층 향상시킬 수 있는 미래 지향적 기술이다. 하지만, 국내에는 협력 빔포밍 연구 사례가 전무한 상태이다. 따라서, 본 논문에서는 국방 분야에서의 협력 빔포밍의 효용성과 필요성을 먼저 살펴보고, 협력 빔포밍의 핵심기반 기술인 동기화의 최신 동향에 대해 알아보고자 한다.

국방 분야 인공지능 기술 접목에 따른 교육훈련 데이터 가명처리 방법론에 관한 연구

조현석,강수진,조동래,신영섭 사단법인 한국국방기술학회 2023 한국국방기술학회 논문지 Vol.5 No.3

최근 국방 분야에서는 인공지능 기술을 접목하기 위해 데이터센터를 구축하여 데이터를 모으려 한다. 무기체계 훈련 데이터는 인공지능 모델의 입력 데이터로 사용되어 훈련 성과를 극대화하고 군 전략을 발전시킬 수 있는 양질의 데이터로 사용될 수 있다. 하지만 훈련 데이터에는 그 장비를 운용했던 인원의 이름과 군번 등의 개인적인 정보와 무기체계의 특징을 알 수 있는 훈련 기록들을 담고 있다. 이런 데이터가 적군에게 넘어간다면 무기체계의 제원 및 성능뿐만 아니라 운용자별 숙련도도 노출될 수 있다. 본 논문에서는 교육훈련 데이터 보안을 위해 가명처리 방법론을 제안하고 관련 법령의 개정 방향도 제언한다.

EO/IR 피탐지 저감을 위한 표면 특성 분석 및 국방 적용 방안 연구

김동건,현철,김현승,김정 사단법인 한국국방기술학회 2025 한국국방기술학회 논문지 Vol.7 No.1

전자광학/적외선(EO/IR) 센서는 군사 작전에서 표적 탐지 및 식별에 핵심적인 역할을 수행하며, 적외선 대역에서의 피탐지 저감 기술은 무기체계의 생존성을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구에서는 표면 반사율과 방사율이 EO/IR 센서의 탐지 성능에 미치는 영향을 실험적으로 분석하였다. 방사율이 높은 무광 표면과 반사율이 높은 금도금 표면을 비교하여, 낮은 방사율(높은 반사율) 표적이 열적외선 대역(LWIR)에서 적외선 신호를 현저히 감소시켜 탐지를 회피할 수 있음을 확인하였다. 실험 결과를 바탕으로 EO/IR 탐지 회피를 위한 무기체계 설계 방향을 제시하고, 표면 코팅 기술 및 열 신호 저감 기법의 적용 가능성을 논의하였다. 또한, 국방 기술 발전을 위한 EO/IR 탐지 저감 소재 및 모델링 기술의 필요성을 강조하며, 향후 연구 방향을 제안하였다. Electro-Optical/Infrared (EO/IR) sensors play a crucial role in military operations for target detection and identification. Reducing infrared detectability is a key factor in enhancing the survivability of weapon systems. In this study, we experimentally analyzed the impact of surface reflectivity and emissivity on EO/IR sensor detection performance. A comparative study was conducted between a high-emissivity matte surface and a high-reflectivity gold-coated surface. The results demonstrated that low-emissivity (high-reflectivity) targets significantly reduced infrared signals in the long-wave infrared (LWIR) spectrum, effectively decreasing detectability. Based on these findings, we propose design strategies for weapon systems to enhance EO/IR stealth capabilities, discussing the applicability of surface coating technologies and infrared signal reduction techniques. Additionally, we highlight the necessity of developing EO/IR signature reduction materials and modeling technologies for future defense applications.

시뮬레이션 데이터 기반으로 학습된 딥러닝 모델을 활용한 지뢰식별연구

전부환,이춘주 사단법인 한국국방기술학회 2023 한국국방기술학회 논문지 Vol.5 No.4

세계적으로 지뢰의 수는 감소하는 추세이지만, 과거에 묻힌 지뢰로 인한 피해는 계속되고 있다. 이에따라 본 연구는지뢰탐지 장비의 개선과 미래 군인 수의 감소 등으로 인해 발생할 수 있는 문제점, 제한사항에 대한 해결방안을 생각하였다. 현재 지뢰탐지기들에는 데이터 저장 기능이 탑재되어 있지 않아 연구 등을 위한 데이터 구축에 제한사항이 있다. 그리고 실제 환경에서 데이터 구축은 많은 시간과 인력이 들어가게된다. 그래서 본 연구에서는 gprMax 시뮬레이션을 활용하여 데이터를 생성하고, CNN 기반의 경량 모델인 MobileNet을 학습시켰고, 실제 데이터로 검증한 결과 97.35%의 높은 식별율을 볼 수 있었다. 그러므로 딥러닝, 시뮬레이션 등의 기술이 지리탐지 장비 등에 접목되는 가능성을 보고, 미래 발생할 수 있을 문제점을 어느정도 해소하고 우리군이 미래 과학기술군이 되기위한 무기체계 발전의 발판이 되길 기대한다. Although the global number of landmines is on a declining trend, the damages caused by previously buried landmines persist. In light of this, the present study contemplates solutions to issues and constraints that may arise due to the improvement of mine detection equipment and the reduction in the number of future soldiers. Current mine detectors lack data storage capabilities, posing limitations on data collection for research purposes. Additionally, practical data collection in real-world environments demands substantial time and manpower. Therefore, in this study, gprMax simulation was utilized to generate data. The lightweight CNN-based model, MobileNet, was trained and validated with real data, achieving a high identification rate of 97.35%. Consequently, the potential integration of technologies such as deep learning and simulation into geographical detection equipment is highlighted, offering a pathway to address potential future challenges. The study aims to somewhat alleviate these issues and anticipates contributing to the development of our military capabilities in becoming a future scientific and technological force.

시스템 통합 관점의 복합 무기체계 기술성숙도 평가 프레임워크 개선에 관한 연구

구지인,정석재 사단법인 한국국방기술학회 2023 한국국방기술학회 논문지 Vol.5 No.2

RA(Technology Readiness Assessment) quantitatively assesses the current level of domestic technology and is used as a key tool for determining the possibility of domestic R&D and risk management. However, since the current TRA utilizes hardware-oriented TRL(Technology Readiness Level), it is suitable for independent assessment of each technologies, but has limitations in evaluation from a system integration perspective. In addition, the checklist-based assessment is highly likely to involve subjective evaluation. This study proposes an enhanced TRA framework by redefining TRA procedures and criteria from the systems integration perspective of system engineering. We focused on developing a framework that overcomes the limitations of the current TRL/TRA and enables easier and more intuitive assessment. The proposed framework distinguishes between TE(Technology Element) and CTE(Critical Technology Element) in terms of HW, SW and interface and redefines TRL. TRA is performed according to the TRL redefined from the above three points of view, and the lowest evaluation value is used as system maturity level in consideration of risk management. The proposed CTE selection method minimizes the intervention of the evaluator by utilizing the quantitative goal of the key ROC(Required Operational Capability), development difficulty, and application of COTS(Common Off The Shelf) technology. The effectiveness of this framework was confirmed through a case study of the TSS(Target Surveillance System). It is hoped that starting with this study, research at the framework level will be activated and contribute to the improvement of the TRA system.

5G MUM-T 운용 시스템 분석

김병운 사단법인 한국국방기술학회 2023 한국국방기술학회 논문지 Vol.5 No.2

본 연구는 4차 산업혁명 국방기술과 통신설비 기반 5G MUM-T 체계의 운용개념을 정립하고, 5G MUM-T 체계 및 운영의 선도국인 미국 정부 기술정책 사례를 중심으로 우리의 현황을 진단한다. 그리고 5G MUM-T 체계의 운용고도화를 위해서는 무기체계 세부 분류에 전투용 로봇·드론 반영, 저궤도 5G 위성통신 조기 도입, 실증·검증에 5G 특화망 및 도매제공 이용의 확대, 국방 AI 거버넌스 체계 구축, 방사법 무기체계의 3분류 방안의 필요성을 제시한다. 향후 연구는 6G MUM-T, 6G NTN 기술진화에 대응하고 중국, 독일, 영국, 일본 등의 국가별 정책사례를 비교·분석하는 것이 중요하다.

국방 무기체계 시험평가 수행체계 개선방안 연구

김백중,정석재 사단법인 한국국방기술학회 2023 한국국방기술학회 논문지 Vol.5 No.2

본 연구는 첨단 과학기술이 적용된 무기체계 시험평가 수행체계 개선 소요를 도출하고 우선순위를 평가하여 발전방안을 제시하는데 목적이 있다. 무기체계 시험평가 환경변화에 대한 문헌연구와 사례분석을 통해 AI 기반 무기체계의 시험평가 발전방안과 시험평가 제도·구조·기술적 측면에서 11개의 세부 평가항목을 도출하였다. AI 기반 무기체계 시험평가는 데이터 기반 성능평가와 실물에 의한 시험평가를 병행해야 하며, 별도의 데이터셋을 활용한 성능측정이 필요하다. AHP 분석을 통해 시험평가의 중요도를 분석한 결과, 시험평가 제도-기술-구조 순이며, 세부 평가항목의 우선순위는 시험평가 결과판정-시험평가 조직 및 전문가 양성-과학적 시험평가 순으로 평가되었다. 우선순위가 높은 평가항목에 대하여 시험평가 수행체계 개선방안을 제시하였다.

해외 주요국의 국방AI 현황 연구

이지은,이지선,류종수 사단법인 한국국방기술학회 2023 한국국방기술학회 논문지 Vol.5 No.1

신기술의 발전으로 인해 미래 전장의 모습은 지금과는 크게 달라질 것으로 예상된다. 특히 AI와 로봇이 전장의 주역으로 참여하고 이들의 성능이 고도화될 경우 전쟁 결과는 예측하기 어려워질 것이다. 이에 미국, 중국을 비롯한 주요 국가들은 인공지능(AI)을 국가 경쟁력과 미래전의 양상을 바꿀 수 있는 핵심기술 및 게임체인저로 판단하고 관련기술 선점과 AI무기체계 개발에 국가 차원의 총력을 기울이고 있으며, 따라서 세계 각국은 국방AI를 추진하기 위한 전략 수립과 정책 마련은 물론 관련 조직 신설 등 인프라 확충에도 적극적으로 나서고 있다. 우리 군도 육군이 조직과 업무수행체계 면에서 가장 선도적으로 국방AI를 추진하고 있으나, 이를 국방 차원에서 통합적으로 관리하고 조정통제하는 거버넌스 부재로 어려움과 혼란을 겪고 있는 것이 현실이다. 최근 국방AI센터(가칭) 창설의 필요성에 대한 공감대가 형성되고 있는 가운데 연구자는 미국, 영국, 호주 등 해외 주요국의 국방AI 추진현황을 분석하고 국방AI 정책 수립에 관한 몇 가지 시사점을 제시하고자 한다.

NCS를 활용한 방산 안보 교육 모델 연구

강태영,류연승 사단법인 한국국방기술학회 2024 한국국방기술학회 논문지 Vol.6 No.3

세계는 분쟁의 소용돌이 속에서 끊임없이 변화하고 있고 우크라이나‧러시아 전쟁, 이스라엘‧팔레스타인 전쟁 등으로 방위산업이 발전하고 있는 상황 속에 있다. 이 논문은 표준화 되어 있지 않는 방산 안보 교육의 문제점과 국가 차원에서의 모델을 통해 방산 안보 교육 방향을 제시하고자 한다. NCS(국가직무능력표준)의 개념과 활용의 필요성, 그리고 방산 안보의 개념 및 중요성, 국내 방위산업 기술보호 교육과정을 다루며 새로운 교육 모델을 정립하였다. 연구 방법은 NCS 관련 문헌과 방위사업청(방위산업기술보호과정), NCS홈페이지 등을 참고하여 교육 과정을 분석하였다. 이번 연구는 국가 차원(고용노동부, 산업자원부, 방위사업청 등)의 노력으로 NCS에 방산 안보 교육 모델을 적용하고 새로운 직무를 체계화하는데 기초자료로 활용될 수 있기를 기대한다. The world is constantly changing in the midst of conflicts, and the defense industry is developing due to the wars between Ukraine and Russia and the Israeli-Palestinian war. This paper aims to present the problems of defense security education that is not standardized and the direction of defense security education through a model at the national level. The concept of the National Competency Standard (NCS) and the necessity of education, the concept and importance of defense security, and the domestic defense industry technology protection curriculum were addressed, and a new education model was established. The research method was analyzed by referring to the NCS-related literature, the Defense Acquisition Program Administration (Defense Industrial Technology Protection Course), and the NCS website. It is hoped that this study will be used as a basis for reflecting the defense security education model in the NCS and systematizing new jobs through the efforts of the national level (Ministry of Employment and Labor, Ministry of Commerce, Industry and Energy, Defense Acquisition Program Administration, etc.).

AUV 운용 최적화를 위한 경량 디지털 트윈 프레임워크 제안

현철,김동건,김현승,정동민 사단법인 한국국방기술학회 2025 한국국방기술학회 논문지 Vol.7 No.1

자율 무인 잠수정(AUV, Autonomous Underwater Vehicle)은 해양 감시, 정찰, 기뢰 탐색, 해저 조사 등 다양한 군사 및 민간 응용 분야에서 활용되고 있다. 그러나 AUV 운용에는 실시간 운용 최적화, 제한적인 수중 통신 환경, 유지보수 및 이상 감지의 어려움과 같은 기술적 한계가 존재한다. 기존 모델링 및 시뮬레이션(M&S) 방식은 AUV의 성능 분석에 유용하지만, 실시간 운용 최적화에는 한계가 있다. 디지털 트윈(Digital Twin, DT)은 실시간 데이터를 반영하여 가상 모델을 지속적으로 업데이트하고, 운용 최적화를 수행할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 본 논문에서는 AUV 운용을 위한 DT 적용 방안을 제안하고, 기존 M&S 방식과 비교하여 DT의 장점을 분석한다. 특히, 제한적인 수중 통신 및 연산 자원을 고려하여 Lightweight Digital Twin 개념을 도입하고, 실시간 최적화 및 유지보수 예측을 수행할 수 있는 방안을 제시한다. Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) are widely utilized in military and civilian applications such as maritime surveillance, reconnaissance, mine detection, and seabed exploration. However, AUV operations face several technical challenges, including real-time optimization, limited underwater communication, and difficulties in maintenance and fault detection. Traditional Modeling and Simulation (M&S) approaches are useful for performance analysis but have limitations in real-time operational optimization. Digital Twin (DT) technology has gained attention as it enables continuous updates of virtual models based on real-time data, allowing for operational optimization. This paper proposes a DT-based approach for AUV operations and analyzes its advantages compared to conventional M&S methods. Specifically, a Lightweight Digital Twin concept is introduced, considering the constraints of underwater communication and computational resources, to enable real-time optimization and predictive maintenance.