'전투기 두뇌' AESA 레이더 핵심부품 국산화

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 ‘전투기의 두뇌’라고도 불리는 레이더와 탐색기용 핵심부품을 국산화했다. 이번 기술 개발에 따라 군수용 반도체 수출 규제에 대비하고, 군용이나 위성통신 등에 쓰는 레이더 성능을 높여 국가 방위산업 발전에 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 ETRI 연구진이 주축이 된 국가과학기술연구회 DMC융합연구단이 능동위상배열(AESA) 레이더 핵심부품인 질화갈륨 반도체 전력증폭기 집적회로 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

최신형 전투기에 장착되는 AESA 레이더는 레이더 앞부분에 부착된 수천 개의 송·수신 모듈을 이용해 빠르고 정확하게 대상물까지의 거리나 위치, 모습을 탐지한다.

송·수신 모듈은 스위치, 전력증폭기, 저잡음증폭기 등 반도체 칩을 집적해 제작하며, 전력증폭기는 송신 신호를 증폭해 신호처리나 표적 탐지·추적을 가능케 한다.

최근 레이더가 진공관형 증폭기 방식에서 반도체형 전력증폭기 방식으로 변경되면서 이에 대한 국산화가 필요했다. 군수 분야 질화갈륨 집적회로 부품도 해외파운드리나 수입품에 의존해 왔기 때문에 국산화가 필요했다.

연구팀이 만든 X대역 전력증폭기는 25와트급 출력과 대역폭 2GHz, 40% 최대 효율을 기록했다. Ku대역 전력증폭기는 20와트급 출력과 대역폭 2GHz, 30% 최대 효율을 나타냈다. 연구팀은 질화갈륨을 이용해 기존 갈륨비소 소재 대비 10배 이상 높은 출력과 우수한 신호변환 효율을 확보했다. 적은 부품으로도 신호를 많이 증폭시켜 레이더를 가볍게 만들면서 더 정확한 목표물을 탐지할 수 있다.

미국과 유럽 상용제품과 성능이 비슷하면서 크기는 작아 상용화에 유리하다. 연구진이 개발한 X대역 전력증폭기 칩 부피는 유럽 제품의 60% 수준이다. Ku-대역 전력증폭기 칩도 미국 제품보다 부피를 약 23% 줄였다.

임종원 DMC융합연구단장은 “국내 최초로 연구진이 연구기관 자체 설계와 공정기술을 통해 고출력 전력증폭기와 스위치 집적회로 기술을 확보했다”며 “우리나라 국방기술 확충과 소재·부품·장비 대응에 도움이 될 것”이라고 말했다.

ETRI 연구진이 개발한 반도체 송수신기용 질화갈륨 전력증폭기 집적회로 제작공정을 점검하고 있다.