지난번에 쓴 글의 연장입니다.
어떤 분이 레이더파가 시작되는 레이더에서 회절이 일어나서 레이더를 5도 세운다고 해도 위험하다고 주장하시는데, 그에 대한 반박글입니다.
레이더는 전자기파를 이용해 어떤 사물을 탐지하는 장치이고, 전자기파도 파동의 일종이니 레이더에서 발사되는 전자기파도 회절을 일으킵니다.
하지만 회절이 일어난다고 해도 중요한 것은 얼마나 회절을 일으키느냐 하는 거죠.
파동이 회절하게 되면 독특한 간섭파를 만듭니다. 이 이미지를 보면 파동이 부채꼴모양으로 이어진게 아니라 중간 중간에 진동하지 않는 영역이 있는 것이 보일 겁니다. 상쇄간섭에 의해 진동하지 않는 영역을 경계로 영역을 나눌 수 있습니다.
가운데를 첫번째 영역, 가운데의 바로 옆을 두번째 영역, 그 옆을 세번째 영역으로 나눌 수 있겠죠.
보시면 아시겠지만 첫번째 영역의 파동이 가장 뚜렷합니다. 실제로도 이 영역의 파동의 세기가 가장 강합니다.
영역에 따른 파동의 세기는 이 그래프처럼 나타납니다. 파동의 세기가 0인 부분이 경계 부분입니다. 실제로 첫번째 영역이 가장 강하고, 두번째 영역은 첫번째 영역의 세기에 5퍼센트 수준에 불과합니다. 세번째 영역은 두번때 영역의 절반 수준에 불과하고, 네번째 영역은 가늠하기 힘들 정도로 약하죠.
사실상 첫번째 영역 외에는 무시해도 될 겁니다, 좀 더 보수적으로 본다고 해도 세번째 영역 밖으로는 영향이 없다고 봐야 할 겁니다.
그리고 각 영역의 범위는 각 영역의 경계를 구하면 알 수 있죠.
파장과 슬릿의 폭에 따른 경계는 다음과 같이 정의됩니다.
sinθ=m(λ/d)
m=±1, ±2, ±3
d=슬릿의 폭
λ=파장
여기서 m이 의미하는 것은 각 영역과 영역 사이의 경계입니다. 첫번째 경계가 1, 두번째 경계가 2 하는 식이죠.
그리고 위 식은 다음처럼 바꿀 수 있습니다,
θ=arcsin[m(λ/d)]
이 식으로 계산하면 각 경계의 각도를 구할 수 있습니다.
그리고 이 사진을 보면 레이더의 폭이 2m 정도 되어 보입니다. 그리고 사드의 레이더는 x밴드라고 하는데, 이는 대략 파장이 2.5cm 정도의 전자기파 영역을 말합니다.
위 식에 대입하면 첫번째 경계는 중심으로부터 약 0.716도, 두번째 경계는 중심으로부터 2.148도, 세번째 경계는 4.297도 정도가 됩니다.
그리고 방송용 라디오파는 건물 안에서도 들을 수 있을 만큼 회절되니 라디오도 똑같다고 말씀하셨는데, 방송용 라디오의 파장은 10~1m 정도의 영역을 사용합니다.
위 식에 1m를 대입하면 첫번째 영역이 중심으로부터 30도, 두번째 영역이 중심으로부터 120도 입니다.
똑같은 전파라고 해도 파장이 다르고, 파장이 다른 만큼 회절성도 크게 나타납니다.
방송용 라디오파는 회절이 잘 일어나는 영역의 파장이고, 사드에 사용하는 레이더파는 회절이 잘 일어나지 않는 영역의 파장이죠.
물론 어디까지나 이건 대단히 단순화한 계산이고, 실질적으로 폭이 너무 좁아서 레이더로는 쓰기 힘들 겁니다. 실제로는 더 넓은 범위에 조사되도록 설계되었을 겁니다.
애초에 x밴드의 전자파는 초극초단파의 영역으로 회절이 많이 일어나지 않고 직진성이 강한 파장입니다. 회절이 일어난다고 해도 어마어마한 범위로 일어나지 않죠.
실제로는 회절이 일어나는 정도도 계산보다 더 일어날수도 있을 겁니다. 그렇다고는 통제불가능한 살인 전파를 사방으로 쏘는 물건은 아닙니다.
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