S대역 군사 레이더용 2kW급 GaN HEMT 증폭기 개발

김시옥(Si-Ok Kim),최길웅(Gil-Wong Choi),유영근(Young-Geun Yoo),임병옥(Byeong-Ok Lim),김동길(Dong-Gil Kim),김흥근(Heung-Geun Kim) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.3

본 논문에서는 S-밴드 군용 레이더에 사용되고 기존의 TWTA를 대체하기 위해 GaN HEMT 기반 증폭모듈을 이용하여 개발한 2kW급 반도체증폭기(SSPA)를 제안하였다. 제안한 SSPA는 8개의 증폭모듈로 이루어진 고출력증폭모듈, 구동증폭모듈, 제어모듈 및 전원공급 장치로 이루어져 있다. 제안한 SSPA는 1) 증폭모듈과 구성부품은 공간적 제약으로 작은 패키지에 통합설계 되었으며, 2) PCB 내장형 하모닉필터를 이용하여 고주파를 제거하였으며, 그리고 3) 입력신호의 듀티 변화에 대응하여 일정한 출력이 유지되도록 하는 자동이득조절기를 설계하였다. 제안된 SSPA는 최대 48 dB의 이득과 3.1~3.5 GHz의 주파수 대역에서 63-63.6 dBm의 출력 전력을 보였다. 자동이득조절 기능은 15-20 dBm의 입력전력 변동에도 대해서, 출력전력이 63dBm 전후로 일정하게 유지하는 것을 확인하였다. 마지막으로 MIL-STD-810의 시험기준을 만족하는 높은 (55 ℃) / 낮은 (-40 ℃) 온도 시험 프로파일을 이용한 온도시험을 통해 개발된 시스템의 신뢰성을 검증하였다. 개발된 SSPA는 경량, 고출력, 고이득, 안전기능, 낮은 수리비, 짧은 수리시간 등 측면에서 기존의 TWTA 증폭기보다 우수한 것을 확인하였다. This paper proposes a 2-kW solid-state power amplifier (SSPA) developed by employing power amplifier pallets designed using gallium-nitride high electron mobility transistors, which is used in S-band military radars and to replace existing traveling-wave tube amplifier (TWTA). The SSPA consists of a high-power amplifier module, which combines eight power amplifier pallets, a drive amplifier module, a digital control module, and a power supply unit. First, the amplifier module and component were integrated into a small package to account for space limitations; next, an on-board harmonic filter was fabricated to reject spurious components; and finally, an auto gain control system was designed for various duty ratios because recent military radar systems are all active phase radars using the pulse operation mode. The developed SSPA exhibited a max gain of 48 dB and an output power ranging between 63-63.6 dBm at a frequency band of 3.1 to 3.5 GHz. The auto gain control function showed that the output power is regulated around 63 dBm despite the fluctuation of the input power from 15-20 dBm. Finally, reliability of the developed system was verified through a temperature environment test for nine hours at high (55 ℃) / low (-40℃) temperature profile in accordance with military standard 810. The developed SSPA show better performance such as light weight, high output, high gain, various safety function, low repair cost and short repair time than existing TWTA.

부품단종관리 효용성 분석을 위한 회피비용 및 총수명주기비용에 대한 연구

김시옥(Si-Ok Kim),백원철(Won-Chul Paik),김동길(Dong-Gil Kim),김흥근(Heung-Geun Kim) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.5

근래의 무기체계에서 첨단기술이 차지하는 비중은 점차 커지고 있으며, 빠른 기술발전 속도로 인하여 부품의 수명주기가 단축되고 실정이다. 이에 반하여 무기체계는 소요제기단계에서 운영/유지단계까지 오랜 시간이 소모되는 특성이 있다. 이로 인하여, 불가피하게 획득 단계에서 주요부품의 단종이 발생된다. 부품단종은 양산일정 지연의 지연을 유발할 수 있으며, 나아가 운영유지단계에서는 원활하지 못한 부품 공급으로 운용가용도(Operational Availability)에 나쁜 영향을 미치게 된다. 한편, 사업관리자는 설계, 생산, 운영단계의 총수명주기 비용을 최소화하면서 성능을 극대화할 의무가 있으며, 이를 위해서는 적절한 부품단종관리 계획을 수립하고 이행할 필요가 있다. 본 논문에서는 적절한 부품단종관리를 통하여 절감할 수 있는 회피비용 및 총수명주기비용을 통하여 부품단종관리의 효용성을 분석하였다. The share of advanced technology in modern weapon systems are gradually increasing, and life cycle of components are shortened due to the rapid speed of technological development. On the other hand, the weapon systems have a characteristic that takes a long time in the requirement stage of weapon to the operation and maintenance stage. Due to inevitably, obsolescence of the main components for parts occurs in the acquisition phase. The obsolescence parts could cause delays in mass production schedules, and further adversely affects operational availability due to poor supply of repair parts during in the maintenance phase. However, business managers are obliged to maximize the performance while minimizing the cost of the total life cycle of the design, production, and operation stages. It is necessary to establish and implement an appropriate components and parts of life cycle management plan. In this research, we analyzed the effectiveness of parts obsolescence management through cost avoidance and total life cycle cost that can be reduced through proper parts obsolescence management.

학술 7 특별구두세션 : PB. 포스터세션2 ; 무기체계 시험장비 소프트웨어 형상관리 및 신뢰성 향상을 위한 LEEE 1012 v&V 기반의 개발 프로세스 적용 연구

김시옥 ( Si Ok Kim ),유민식 ( Min Sik Yu ) 한국품질경영학회 2014 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2014 No.2

1. 목적 · 방산 무기체계에 적용되는 시험장비(ATE) 개발 프로젝트의 응용 도메인과 특성을 고려하여 시험장비 개발 프로세스를 정립하고, SW 형상관리 및 신뢰성 시험 검증 강화를 위해 V&V 기법을 적용한 시험장비 소프트웨어 관리방안을 제안함 2. 연구설계/ 방법론/ 접근방법 · 방산 무기체계 시험장비 개발 프로세스 연구/ 시험장비 SW형상관리방안/ SW신뢰성시험 방안 /무기체계 도메인특성 및 시험장비 SW특성을 고려하여 SW신뢰성검증 프로세스를 개선함 · SW 신뢰성시험 기준 및 효율적 결함개선을 위한 절차를 제안함 3. 연구결과 · 무기체계 시험장비 개발 프로세스 파악(As-Is)하여, 시험장비 형상관리 및 신뢰성향상 측면에서의 개발 단계별 관리항목과 시험기준 개선 및 개선 프로세스 제시(To-Be)함 4. 실무적 시사점 · 무기체계 시험장비 개발사업 규보 및 특성, 위험을 고려하여 시험장비 등급별로 신뢰성시험 요구 수준을 고객과 합의 또는 조정하여 적용토록 신뢰성시험에 대한 기준을 제안함 5. 독창성/ 가치 · 무기체계 개발프로세스에 준하여 시험장비 개발 프로세스를 정의하고, 시험장비 분야에서 취약한 신뢰성 시험 및 형상관리 절차를 강화하기위해 IEEE V&V(검증 및 확인절차)를 접목하여 무기체계에 준한 시험장비 형상관리 및 신뢰성시험 방안을 제시함

정밀유도무기 품질관리를 위한 공정관리 수행모델에 관한 연구

김시옥 ( Si Ok Kim ),이창우 ( Chang Woo Lee ),차성희 ( Sung Hee Cha ) 한국품질경영학회 2013 품질경영학회지 Vol.41 No.3

Purpose: In this study. we propose the precision guided munitions verification methodology using the statistical analysis method has been proposed. and it can be applied to the precision guided munitions quality assurance work. Methods: This modeling is based on Failure Mode and Effects Analysis, Statistical Process Control, Defense Quality Managerment System. Production Readiness Review, Manufacturing Readiness Assesrnent and so on. Results: The Process Control Modeling that has the following procedures; searching the critical to quality, statistical analysis by process. verify process. Moreover. the effectiveness of the methodology is verified by applying to the precision guided munitions, Conclusion: To achieve a analysis methods of statistical process control and verify process for precision guided munitions.

국내 무기체계의 국외 위조 부품 도입 적용 방지를 위한 품질보증 정책 연구

김시옥(Si-Ok Kim),백원철(Si-Ok Kim),김동길(Dong-Gil Kim),김흥근(Heung-Geun Kim) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.4

본 연구에서는 무기 시스템의 위조품 적용 방지를 위한 위조품의 관리 방법과 식별 방법에 대해서 알아보고, 위조품 관리 표준과 품질 보증 방법을 제안하였다. 이를 위해서 구체적으로 다음과 같은 3가지 영역에 대한 연구를 수행하였다: 1) 위조품에 대한 일반적인 연구, 2) 해외 구매 부품의 위조품의 관리 방법, 3) 위조품의 품질 보증 방법. 분석한 내용을 바탕으로 위조품 관리 방법, 관리 표준 및 네트워크 구축, 시스템 개선 및 품질 보증 방법 강화 등의 국외 위조 부품 도입 적용 방지를 위한 품질보증 정책 방향을 제안하였다. The purpose of this study is to establish a quality assurance method and managerial standard through management practices and identification method of counterfeit items as measure to eradicate counterfeit items of weapon system. We have performed a study in three significant terms. First, a general study on counterfeit items. In this part, we have described the definition, cause and control need of counterfeit item. Second, management practice of foreign-purchased counterfeit items. Finally, quality assurance methods of counterfeit items. We have proposed the counterfeit items management method, building managerial standard and network, improvement of a system and strengthening quality assurance method.

시스템공학 기반의 무기체계 부품국산화 연구개발 프로세스 연구

나재현,이주욱,김시옥,노돈석,Na, Jae Hyun,Lee, Joo Wook,Kim, Si Ok,Roh, Don Suk 한국시스템엔지니어링학회 2020 시스템엔지니어링학술지 Vol.16 No.1

Recently, the use of domestic products securing domestic technology is encouraged, because of export restrictions of the countries or DMSMS(diminishing manufacturing sources and shortages). Domestic weapon systems are actively focused on the parts localization process of R&D projects based on Systems Engineering. However, it is the only way to do technical review for Systems Engineering process up to now. There is a case of application in Localization with Systems Engineering process, but the SE activity is not enough. This study is how to apply Systems Engineering process to Localization effectively based on real cases.

군수품 환경시험을 위한 한반도 해수 온도 및 염분 기준 설정에 관한 연구

김영래,윤재형,나재현,김장은,김시옥,김동길,홍연웅,Kim, Youngrae,Yun, Jae-Hyeong,Na, Jae-Hyun,Kim, Jang-Eun,Kim, Si-Ok,Kim, DongGil,Hong, YeonWoong 한국데이터정보과학회 2017 한국데이터정보과학회지 Vol.28 No.4

환경시험은 시험대상품이 수명주기 동안 겪을 수 있는 환경에 노출되었을 때 정상기능을 수행할 수 있는지 확인하는 과정이다. 군수품의 경우 민수품과는 달리 극한 환경에 노출되는 경우가 많으므로 환경시험에 대한 중요성은 상당히 높다고 할 수 있다. 하지만, 한반도 내에서 운용하는 무기체계 환경시험 기준 설정을 위한 기후 데이터는 거의 없는 실정이다. 수출용 군수품의 경우 운용 환경이 전 세계이므로 전 세계 기후 데이터 기반으로 환경시험 기준을 테일러링 하는 것이 타당하다, 그러나 국내에서만 사용하는 군수품을 전 세계적 환경시험 기준으로 설계/제작할 경우 과도한 설계로 인해 불필요한 비용이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 한반도 주변 해수의 온도와 염분에 대한 분석 결과를 제시하였다. 이 분석을 통해 환경시험 중 염수분무시험 기준으로 활용할 수 있는 한반도 주변 해수의 최고 온도, 최고 염분, 온도와 염분의 발생빈도값을 산출하였다. Environmental tests are used to verify a equipment that can withstand the rigors of harsh environments. In case of military products for export, the tests have to be based on the climatic data of the world. However, if the climatic data of the world is used for domestic military products, it may cause an increase in manufacture price. There is currently no climatic data that can be used as criteria for the tests in the Korean peninsula and coastal seas. Therefore, this paper suggests a water temperature and a salinity guidelines of salt fog tests for military products used in the area. As a result, we present water temperature and salinity information that is extreme and FOO of the Korean coastal seas.

군수품 환경시험을 위한 남한 산악 지역 고도에 따른 온도강하율 산출 연구

김영래,윤재형,나재현,김장은,김시옥,김동길,홍연웅,Kim, Youngrae,Yun, Jae-Hyeong,Na, Jae-Hyun,Kim, Jang-Eun,Kim, Si-Ok,Kim, DongGil,Hong, YeonWoong 한국데이터정보과학회 2017 한국데이터정보과학회지 Vol.28 No.5

환경시험은 수명주기 동안 시험대상품이 겪을 수 있는 환경에 노출되었을 때 고장 또는 비정상 작동 없이 정상 기능을 수행하는지를 확인하는 과정이다. 일반적으로 민수품에 비해 군수품은 산악 지형 등 극한 환경에 노출되는 경우가 상대적으로 많다. 고도가 높아질수록 기온은 낮아지게 되므로 저고도 지역에서 사용하는 군수품과는 다른 환경시험 기준이 필요하다. 따라서 산악지형에서 사용하는 군수품의 환경시험을 위해서는 온도강하율에 대한 고려 등 별도의 테일러링 절차가 필요하다. 국제표준기구에서 고도에 따른 온도강하율을 $-6.5^{\circ}C/1000m$라고 발표하였으나, 국내의 고도에 따른 온도강하율 기준은 없다. 본 논문에서는 남한 산악 지역의 고도에 따른 온도강하율을 제시한다. 이를 통해, 산악 지역에서 사용하는 군수품의 저온시험 기준값을 테일러링 할 수 있는 수식을 도출한다. Environmental tests are used to verify an equipment that can withstand the rigors of harsh environments. In general, military products have lots of experiences with extreme environment compared to commercial products. Therefore, the military products used in mountains require a tailoring process about temperature drop for the environmental test. The International Organization for Standardization publishes that the coefficient of temperature drop is $-6.5^{\circ}C/1000m$ from all around the world. However, there is no the criteria in the South Korea. In this paper, we calculate the coefficient of temperature drop. Also, an equation used as a tailoring process for a low temperature test of the products has been suggested.

Ku 대역 고출력 고효율 Radial Combiner에 대한 연구

윤성현(Song-Hyun Yun),김시옥(Si-Ok Kim),이수현(Su Hyun Lee),임병옥(Byeong-Ok Lim),이복형(Bok-Hyung Lee),전용규(Yong-Kyu Jeon),김현규(Hyun-Kyu Kim),유영근(Young-Geun Yoo) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.5

고주파 대역에서 삽입 손실을 최소화 하면서 고출력을 견딜 수 있는 결합기에 대해서 연구하였다. 특히, Ku 대역 이상에서는 단위소자 당 낼 수 있는 출력 전력이 저주파 대역에 비해 매우 낮기 때문에, 고출력 SSPA를 만들기 위해서는 많은 반도체 소자를 결합해야만 한다. 마이크로스트립과 같은 평면 결합기는 결합하는 소자의 개수가 증가하면 비례적으로 삽입 손실이 증가하여 전체 시스템 효율이 떨어지고 발열량도 높아지게 된다. 또한 평면 결합기는 낮은 전력 내구성에 따른 문제도 가지고 있다. 이러한 문제점들을 개선하고자 본 논문에서는 cavity radial combiner를 제안하였다. Ku대역 16-way cavity radial combiner를 제작하여 측정한 결과, 설계 대역에서 반사손실 14 dB 이하, 94.5 % 이상의 출력결합 효율을 얻었다. We have studied a combiner that can withstand high power while minimizing insertion loss in high frequency band. In particularly, because the output power that can be output per unit elements is much lower in the Ku band and above than in the low frequency band , it is necessary to combine many semiconductor elements in order to make a high power SSPA. A planar combiner such as a microstrip, as the number of elements to be combined increases, the insertion loss increases proportionally, resulting in a reduction in the overall system efficiency and an increase heating value also. The planar combiner also have some problems due to the low power handling rate. To improve these problems, we proposed a Cavity Radial Combiner. A Ku band 16-way Cavity Radial Combiner was fabricated and measured. As a result, it was tested 14dB return loss and over 94.5 % output combining efficiency in design band.

대형마트와 SSM의 출점이 전통시장의 매출액에 미친 영향

안치호(Ahn, Chi-Ho),김시옥(Kim, Si-Ok),김현중(Kim, Hyun-Joong) 한국주거환경학회 2013 주거환경(한국주거환경학회논문집) Vol.11 No.2

The present study analyzes the spatial competitive structure between hypermarket, super supermarket (SSM) and traditional market in Seoul metropolitan area (SMA), and evaluates whether the spatial competition affects the revenue of traditional market. The analysis is based on data in 2009. According to the results, the spatial competition among the markets is most fierce in SMA, and also stiff in Incheon city and some cities in Gyeonggi province as well. Traditional market is in more keen competition with hypermarket rather than SSM, which means that the hypermarket has been settled in the region and that SSM has recently started to break into the market. The spatial competition between traditional market and hypermarket/SSM negatively affects the revenue of traditional market. This implies that the location management policy has not been effective in controling hypermarket and SSM so as to protect and vitalize traditional market. Based on the findings, the present study suggests some measures for regeneration of traditional markets in full consideration of locations of large retail stores or markets.