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RFSoC의 양성자 시험 로직 개발 및 SEU 측정 평가
윤승찬,이주영,김현철,유경덕 한국인터넷방송통신학회 2024 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.24 No.1
In this paper, we present the implementation of proton beam irradiation test logic and test results for Xilinx's RFSoC FPGA. In addition to the FPGA function, RFSoC is a chip that integrates CPU, ADC, and DAC and is attracting attention in the defense and space industries aimed at reducing the size of the chip. In order to use these chips in a space environment, an analysis of radiation effects was required and radiation mitigation measures were required. Through the proton irradiation test, the logic to measure the radiation effect of RFSoC was designed. Logic for comparing values stored in memory with normal values was implemented, and protons were irradiated to RFSoC to measure SEU generated in the block memory area. To alleviate the occurrence of SEU in other areas, TMR and SEM were applied and designed. Through the test results, we intend to verify this test configuration and establish an environment in which logic design for satellites can be verified in the future.
초소형위성 영상레이다를 위한 제어/저장 및 송수신 모듈의 설계 및 제작
이주영,김현철,김종필,유경덕,김동식 한국인터넷방송통신학회 2022 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.22 No.6
In this paper, we present the design, manufacture and test results of Backend unit for SAR(Synthetic Aperture Radar) that can be applied on a small satellite. The Backend unit for SAR was designed with a control/storage board, TRX(transmission and receiving) board and a power supply board as a single unit in consideration of the applying of a small satellite. The control/storage board uses RFSoC to generate wideband chirp signal, generate operating timings, and perform control and calculations for SAR operation. The TRX board is designed to convert the wideband chirp signal generated by the control/storage board to the operating frequency of X-band by up-converting the frequency. Since small size, light weight, and low cost are important consideration for small satellite, MIL/Industrial grade components were appropriately applied and the at the same time it was designed to ensure mission life through the radiation test, analysis and space environment tests. 본 논문에서는 (초)소형 위성에 탑재할 수 있는 영상레이다용 Backend 유닛의 제작 및 시험 결과를 제시한다. 영상레이다용 Backend 유닛은 (초)소형 위성 탑재를 목적으로 제어/저장보드, 송수신보드 및 전원보드를 하나의 박스유닛으로 설계하였다. 제어/저장보드는 RFSoC를 이용하여 광대역 신호의 생성, 운용 타이밍 생성 및 영상레이다 운용을 위한 제어 및 연산을 수행하고, 자체적으로 저장기를 보유할 수 있도록 설계하였다. 송수신보드는 제어보드에서 생성되는 광대역 신호를 주파수 상향변환을 통해서 X-대역 운용주파수로 변환할 수 있도록 설계하였다. (초)소형 위성은 소형/경량/저비용이 중요한 고려요소 이므로 MIL, Industrial 등급의 부품을 적절히 적용하고 동시에 방사선 시험, 해석및 우주환경 시험을 통해서 임무 수명을 보장할 수 있도록 설계 하였다.
W-대역 전력증폭 및 저잡음증폭 MMIC의 국내개발 및 모듈 제작 결과
김완식,이주영,김영곤,유경덕,김종필,서미희,김소수,Kim, Wansik,Lee, Juyoung,Kim, Younggon,Yu, Kyungdeok,Kim, Jongpil,Seo, Mihui,Kim, Sosu 한국인터넷방송통신학회 2021 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.21 No.3
소형 레이더 센서에 적용할 목적으로 W-대역의 핵심부품인 전력증폭 MMIC 칩 및 스위치 및 저잡음 증폭 MMIC 통합 칩을 국내설계하고 각각 OMMIC사의 60nm GaN 공정과 Winsemi.사의 0.1㎛ GaAs pHEMT 공정으로 제작하고 이를 모듈화하였다. 국내개발 MMIC 중에서 W-대역 전력증폭 MMIC는 송신모듈로 제작후 출력 값 27.7 dBm로 측정되었고, 스위치와 저잡음증폭 통합 MMIC는 수신모듈로 제작후 잡음지수는 9.17 dB로 분석 결과와 근사한 측정 결과를 보였다. 또한 온도 시험을 통해서 그 결과를 분석하였는데 송신모듈은 고온에서 상온과 출력에서 1.6 dB 편차를 보였고 수신모듈은 고온과 저온 모두 포함하여 2.7 dB의 편차를 보였으나 상온과 비교하여서는 1.4 dB 상승하였다. 온도시험까지를 포함하는 결과를 확인한 바와 같이 소형 레이더 센서의 송수신기에 W-대역 국내 개발 MMIC 칩을 적용 가능할 것으로 판단된다. For the purpose of Application to the small radar sensor, the MMIC Chips, which are the core component of the W-band, was designed in Korea according to the characteristics of the transceiver and manufactured by 60nm GaN and 0.1㎛ GaAs pHEMT process. The output power of PA is 28 dBm at center frequency of W-band and Noise figure is 6.7 dB of switch and LNA MMIC. Output power and Noise figure of MMIC chips developed in domestic was applied to the transmitter and receiver module through W-band waveguide low loss transition structure design and impedance matching to verify the performance after the fabrication are 26.1~27.7 dBm and 7.85~10.57 dB including thermal testing, and which are close to the analysis result. As a result, these are judged that the PA and Switch and LNA MMICs can be applied to the small radar sensor.