현대전의 핵심인 능동위상배열(AESA) 레이더 국산화가 본격 추진된다.
AESA 레이더는 수백 개 송수신 모듈로 구성된 안테나로 전자빔을 조사하는 최신 기술로, 다수 목표물을 단절 없이 동시에 탐지·추적할 수 있어 이지스함, 조기경보기, 전투기 등의 작전능력을 비약적으로 높인다.
한국전자통신연구원(ETRI)이 ㈜웨이비스와 공동연구로 질화갈륨(GaN) 기반 송수신 반도체 집적회로(MMIC) 국산화에 성공했다고 27일 밝혔다.
질화갈륨은 고전압·고출력 특성으로 최신 레이더, 전력전자, 통신장비의 핵심 부품이지만, 그동안 전량 수입에 의존했다.
공동연구진은 팹 기반 기술로 미국·유럽 제품과 동등한 성능의 전력증폭기(PA), 저잡음증폭기(LNA), 스위치(SW) 집적회로 양산 기반을 마련했다.
이번에 개발한 질화갈륨 MMIC는 기존 갈륨비소(GaAs) 기반 제품보다 출력 효율이 높아 AESA 레이더 등 군용 및 위성통신용 레이더 성능을 획기적으로 높일 것으로 기대된다.
AESA 레이더는 전력증폭기, 저잡음증폭기, 송수신전환 스위치가 하나의 모듈에 집적된 것이 특징이다.
PA는 송신 신호의 세기를 높여 안테나로 출력하는 고출력 증폭기로, 레이더 및 통신장비의 송신 성능을 좌우하는 핵심 부품이다. 또 LNA는 수신 신호의 품질을 유지하기 위해 잡음을 최소화해 미약한 신호를 증폭하는 회로로, 수신 성능을 결정짓는 중요 요소다.
아울러 합성개구레이더(SAR)에도 유사한 방식의 송수신 모듈이 탑재된다. 합성개구레이더(SAR)는 지형이나 구조물을 영상으로 구현하는 기술로, 악천후나 야간에도 정밀한 지상 관측이 가능할 수 있어 조기경보기나 인공위성에 장착된다.
ETRI는 2020년‘DMC 융합연구단’에서 질화갈륨 반도체 기술을 축적, AESA 레이더 송·수신기용 질화갈륨 반도체 전력증폭기, 저잡음증폭기 및 스위치 집적회로 국산화를 비롯, 전력증폭기, 저잡음증폭기, 스위치 집적회로를 하나의 칩으로 집적한 레이더 송·수신기용 단일 칩 집적회로 개발에 성공했다.
ETRI RF/전력부품연구실 임종원 박사는“ETRI의 설계 기술과 ㈜웨이비스의 공정기술을 접목해 고성능 송수신 칩 3종을 국내 최초로 개발했다”며 “이번 기술이 군수용 레이더 및 위성 핵심 부품의 국산화에 이바지하길 기대한다”고 밝혔다.
최윤호 ㈜웨이비스 CTO는 “질화갈륨 반도체 양산 인프라를 바탕으로 군수용 핵심 부품을 자립화할 수 있는 기반을 마련했다”며 “향후 안정적인 시스템 개발과 실전 배치에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.
한편, ETRI는 이번에 개발한 기술을 ㈜웨이비스에 이전해 본격적인 상용화를 추진할 계획이다.
