레이더 핵심기술 국산화···AESA 레이더 기술 개발

DMC 융합연구단, 반도체 송·수신기 스위치 국산화

군용기, 선박, 기상 레이더 활용 가능

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 레이더 송·수신기에 쓰이는 핵심 부품을 국산화할 수 있는 기술을 개발했다. 레이더 스위치 소자, 집적회로 설계·제작을 모두 국내 연구진의 기술로 이뤄냈다.

국가과학기술연구회 융합연구단사업으로 설립된 ETRI DMC융합연구단은 24일 ‘특정 주파수 대역에서 활용 가능한 레이더 반도체 송·수신기용 질화갈륨 스위치 집적회로’ 기술을 개발했다고 밝혔다.

C-대역 40W급 GaN 스위치 집적회로 칩과 시험치구 Assembly(왼쪽)과 X-대역 30W급 GaN 스위치 집적회로 칩 및 시험치구 Assembly(오른쪽).(자료=한국전자통신연구원)

레이더는 원거리를 탐지하고 정찰하기 위해 높은 출력을 내고 정보 전달 과정에서 신호 손실을 최소화하는 전파통제 기술력이 필요하다. 연구진은 전투기 능동위상배열(AESA) 전단부 등에 쓰일 수 있는 레이더 기술을 개발했다.

레이더의 송·수신기는 송·수신 스위치, 전력증폭기, 저잡음 증폭기 등 개별 칩을 모아 모듈 형태로 제작된다. 이 중 송·수신 스위치는 안테나에 들어오는 수신 신호와 나가는 송신 신호를 분리하는 장치다.

기존에 이 같은 역할을 하던 서큘레이터는 특성상 송·수신 모듈 수천 개를 사용해 부피가 크고, 레이더를 제작하는데 부담이 발생했다.따라서 서큘레이터 기능을 반도체 칩으로 구현하는 단극쌍투 스위치 집적회로 연구가 이뤄져 왔다.

융합연구단은 C-대역 및 X-대역 레이더 송수신기용 스위치 집적회로를 개발했다. 연구팀은 고출력을 견디는데 유리한 질화갈륨을 활용해 집적회로를 개발하면서 각각 40와트(W)급과 30와트(W)급 출력과 30dB 이상의 격리도 성능을 구현했다. 미국이나 유럽의 상용 제품과 대등한 수준이다.

연구팀은 또 질화갈륨 스위치를 활용해 만든 상용 제품 서큘레이터 크기를 98mm³로 기존보다 부피를 450배 줄였다.

연구팀은 이번 기술이 AESA 레이더 송수신기 모듈 크기 감소에 도움이 될 것으로 기대했다. 군용 고출력 레이더 송·수신기 뿐 아니라 민간 선박, 기상 레이더 송수신기 모듈 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 것으로 예상했다.

임종원 DMC 융합연구단장은 “국내 연구기관들의 우수한 설비와 연구역량을 융합해 고출력 스위치 집적회로 기술을 확보했다”며 “이번 기술이 고출력 레이더 반도체 송수신기 국산화와 자주국방 실현에 도움이 되길 바란다”고 했다.