국내 연구진이 레이더 송·수신기에 쓰이는 핵심 부품 국산화 기술을 개발했다. 이 기술은 전투기 능동위상배열(AESA·에이사) 전단부 등에 쓰일 수 있다.
한국전자통신연구원(ETRI) DMC융합연구단이 24일 특정 주파수 대역에서 활용 가능한 레이더 반도체 송·수신기용 질화갈륨 스위치 집적회로 기술을 국내 최초로 개발했다고 밝혔다.
DMC 융합연구단은 C-대역 및 X-대역 레이더 송수신기용 스위치 집적회로를 개발했다. 연구진은 고출력을 견디는데 유리한 질화갈륨을 활용해 집적회로를 개발하면서 각각 40와트(W)급과 30와트(W)급 출력과 30dB 이상의 격리도 성능을 낼 수 있었다. 이는 선도 연구기관인 미국이나 유럽의 상용 제품과 대등한 수준이다.
연구진이 만든 질화갈륨 스위치는 1.3x1.55x0.1mm 수준으로 0.2mm³크기다. 이를 기반으로 만든 상용 제품 서큘레이터 크기가 98mm³로 기존보다 부피를 450배 줄였다. 모듈 무게도 최대 10% 이상 감량이 가능하다.
레이더 송수신기용 스위치 집적회로가 기존 서큘레이터를 대체하면서도 같은 성능을 내기 위해서는 저손실 및 고출력 스위치 반도체 소자 설계 기술과 고격리 스위치 설계 기술이 필요하다.
본 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“국내 연구기관들의 우수한 설비와 연구역량을 융합하여 고출력 스위치 집적회로 기술을 확보했다. 본 기술이 고출력 레이더 반도체 송수신기 국산화 및 자주국방을 실현하는데 도움이 되기를 바란다”고 말했다.
한편 레이더 기술 고도화를 위한 연구로 스위치, 전력증폭기, 저잡음증폭기 개별 집적회로 등을 동일 반도체 기판상에 단일 집적회로 제작하려는 시도가 늘고 있다.
연구진은 본 기술을 응용해 송수신용 개별 집적회로를 한 칩에 통합해 집적하는 후속 연구를 진행하며 레이더 기술력을 더욱 높이고 방산업체 등에 기술이전을 통해 상용화를 위한 지원에 나설 예정이다.
한편 DMC융합연구단에는 ETRI를 비롯해 한국기계연구원, 나노종합기술원이 참여하고 있다. 정부출연연구원 및 민간보유 우수기술을 활용, 국방 무기체계용 핵심 반도체 기술을 연구한 값진 융합연구 산물이다.
