ETRI 연구진이 개발한 레이더 반도체 송수신기용 질화갈륨 스위치 집적회로의 특성을 측정하는 모습. © 뉴스1
국방, 민간 분야의 레이더 기술 자립화와 소재·부품·장비 수출규제 대응능력이 기대된다.
레이더의 스위치 소자, 집적회로 설계 및 제작을 모두 국내 연구진의 기술로 이뤄 의미가 크다.
연구진은 전투기 능동위상배열(AESA, 송수신 통합 모듈 수천개가 붙어 있는 형태로 이뤄짐) 전단부 등에 쓰일 수 있는 레이더 기술을 개발했다.
레이더의 송·수신기는 송·수신 스위치, 전력증폭기, 저잡음 증폭기 등 개별 칩을 모아 모듈 형태로 제작된다.
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이중 송·수신 스위치는 안테나에 들어오는 수신 신호와 나가는 송신 신호를 분리하는 장치다.
하지만, 기존 이와 같은 역할을 하던 서큘레이터는 특성상 송·수신 모듈 수천개가 사용돼 큰 부피로 인해 레이더를 제작하는데 부담이 있었다.
(왼쪽부터)C-대역 40W급 GaN 스위치 집적회로 칩 및 시험치구 Assembly, X-대역 30W급 GaN 스위치 집적회로 칩 및 시험치구 Assembly(ETRI 제공) ©뉴스1
연구진은 고출력을 견디는데 유리한 질화갈륨을 활용해 집적회로를 개발하면서 각각 40와트(W)급과 30와트(W)급 출력과 30dB 이상의 높은 성능을 낼 수 있었다.
이는 미국이나 유럽의 상용 제품과 대등한 수준이다.
연구진이 만든 질화갈륨 스위치는 1.3 x 1.55 x 0.1 mm 수준으로 0.2mm³크기다.
이를 기반으로 만든 상용 제품 서큘레이터 크기가 98mm³로 기존보다 부피를 450배 줄였다.
모듈 무게도 최대 10% 이상 감량이 가능하다.
이번에 개발된 기술은 AESA 레이더 송수신기 모듈 크기를 줄이는데 많은 도움이 될 것으로 기대된다.
특히, 군용 고출력 레이더 송·수신기 뿐 아니라 민간 선박, 기상 레이더 송수신기 모듈 등 다양한 분야에도 응용할 수 있어 많은 활용이 예상된다.
DMC 융합연구단장인 ETRI 임종원 박사는“이번 기술이 고출력 레이더 반도체 송수신기 국산화 및 자주국방을 실현하는데 도움이 되기를 바란다”고 밝혔다.
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