[요즘 과학 따라잡기] 자주 국방 선도할 레이더 핵심부품/임종원 한국전자통신연구원 DMC융합연구단장

질화갈륨 전력증폭기 개발

전투기의 성능은 현대전 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 한국전자통신연구원(ETRI) 연구진은 지난달 최첨단 레이더로 불리며 전투기 ‘두뇌’라 일컬어지는 ‘에이사’ 레이더 핵심부품을 개발했다. ‘능동위상배열’을 의미하는 에이사는 기존 기계식 레이더처럼 송·수신부가 따로 있는 게 아닌 송·수신 통합모듈 수천 개가 붙어 있는 형태이다. 소프트웨어 동작만으로 신속하고 정확하게 대상물까지의 거리, 위치, 모습을 탐지할 수 있어 고속 기동하는 비행체 추적에 적합하다.

이번에 개발한 것은 질화갈륨(GaN) 반도체 전력증폭기 집적회로 기술로 에이사 레이더의 핵심부품이다. 레이더 전단부에 스위치, 전력증폭기, 저잡음 증폭기 등 반도체 칩을 집적시켜 모듈화한 것이다. 지난해 송·수신기용 스위치 집적회로 기술을 개발한 데 이어 올해 고출력 X 및 Ku-대역 레이더 송·수신기용 전력증폭기 집적회로 기술까지 개발에 성공한 것이다.



고출력 전력증폭기는 20~25W(와트)급 출력과 2㎓(기가헤르츠) 대역폭, 30~40% 효율을 낸다. 기존 갈륨비소(GaAs) 소재 대비 10배 이상 출력이 크고, 미국과 유럽 상용제품과 성능은 대등하면서 크기는 더 작다는 특징도 갖고 있다. 연구팀은 추가 연구를 통해 송·수신 단일칩 집적회로 개발을 진행 중이다. 설계부터 제작까지 전 과정을 국산 반도체 기술로 이뤄 내면서 국방기술 자립과 군수용 반도체 수출규제까지 대비할 수 있게 됐다고 자부할 수 있을 것이다.