▲ ETRI 연구진이 개발한 레이더 반도체 송수신기용 질화갈륨 스위치 집적회로 웨이퍼 모습

국내 연구진이 레이더 송·수신기에 쓰이는 핵심 부품을 국산화할 수 있는 기술을 개발했다.

국가과학기술연구회 융합연구단사업의 일환으로 설립된 DMC융합연구단(주관기관 ETRI)은 24일 ‘특정 주파수 대역에서 활용 가능한 레이더 반도체 송·수신기용 질화갈륨(GaN) 스위치 집적회로’ 기술을 국내 최초로 개발했다고 밝혔다. 

레이더의 스위치 소자, 집적회로 설계 및 제작을 모두 국내 연구진의 기술로 이뤄 의미가 크다.

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 1.3 x 1.55 x 0.1㎜ 수준으로 0.2㎣크기다.

이를 기반으로 만든 상용 제품 서큘레이터 크기가 98㎣로 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.

연구진은 다년간 질화갈륨 등 화합물 반도체 소자를 설계·제작해온 인적, 물적 연구 노하우와 국가과학기술연구회(NST)의 융합연구단사업을 계기로 참여기관 간 기술력 융합을 통해 성과를 낼 수 있었다고 밝혔다.

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.

DMC융합연구단장인 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 밝혔다.