[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 김정원 교수 연구팀이 광섬유 광학기술로 X-밴드 레이더에 활용할 수 있는 초저잡음 마이크로파 주파수 합성기를 개발했다. 이 기술은 레어더 뿐만 아니라 통신, 센서, 정밀계측 등 다양한 분야에서 활용이 가능하고 기술이전을 통한 국산화도 가능할 것으로 기대된다.
레이더는 자율주행 자동차에서부터 기상관측, 천문연구, 항공관제, 군용탐지에 이르기까지 다양한 민간 및 군용 분야에서 활용되고 있다.
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| 광섬유광학 기반 X-밴드 레이더 신호원 개념도.[제공=KAIST] |
고성능 레이더의 구현을 위해서는 레이더 송신신호의 위상잡음을 낮추는 것이 필요하다. 하지만 위상잡음이 낮은 마이크로파 주파수 합성기는 고가에 달하는 가격과 수출승인(EL) 품목으로 묶여있어 수출이 금지되거나 특별한 허가를 받아야 하는 경우가 많다.
연구팀은 고가의 재료나 실험실 밖 환경에서 사용이 어려운 특수기술을 전혀 사용하지 않았다. 부품의 신뢰성과 가격경쟁력이 확보된 광섬유광학 기술과 상용 디지털신디사이저 부품만을 활용, 우수한 위상잡음 수준을 가지면서 주파수 스위칭 및 다양한 변조가 가능한 마이크로파 주파수 합성기를 개발했다.
이 주파수 합성기는 광섬유 레이저 기술을 이용해 펄스 형태의 빛을 생성한다. 또 최근 이슈가 된 사드(THAAD) 레이더를 비롯한 고성능 레이더와 우주통신분야에서 활용되는 X-밴드 마이크로파 주파수 대역에서 동작하도록 10GHz 주파수 회로를 생성했다.
이 시스템이 갖는 또 하나의 장점은 기존의 마이크로파 주파수 합성기들과 달리 마이크로파 신호 뿐 아니라 매우 낮은 잡음의 광신호도 함께 생성할 수 있다는 점이다. 이러한 광신호를 이용하면 레이더 수신기에서 이전에는 없던 새로운 신호 분석 기능들도 제공할 수 있다.
김정원 교수는 “같은 원리를 활용해 보다 고주파 대역의 초저잡음 신호도 생성할 수 있어 드론과 같이 소형, 저속 물체들의 민감한 탐지에도 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
이번 연구성과는 국제학술지 ‘포토닉스 리서치’ 2018년 1월호에 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
