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김동식(Dong-Sik Kim),김현철(Hyun-Chul Kim),유경덕(Kyung-deok Yu),허전(John Heo),우재춘(Jae-Choon Woo),이상규(Sang-Gyu Lee),이현철(Hyeon-Cheol Lee),유상범(Sang-Burm Ryu) 한국항공우주학회 2022 韓國航空宇宙學會誌 Vol.50 No.2
본 논문에서는 500kg급 중형위성에 탑재를 목표로 개발한 C-밴드 영상 레이다용 파형발생수신모듈의 설계, 제작 및 시험 결과를 제시한다. 파형발생수신모듈은 약 500km의 고도에서 해상도 10m 기준 120km의 관측 폭을 만족할 수 있도록 50 MHz 대역의 2개 주파수를 동시 운용하는 이중주파수 스캔 방식을 적용할 수 있도록 설계하였다. 제작된 파형발생수신모듈은 우주환경을 고려하여 방사성 내성이 고려된 RTG4 FPGA를 적용하였으며, 병렬 직접합성방식(PDDS)을 적용하여 메모리맵 방식 대비 작은 메모리 용량으로 첩 신호를 생성할 수 있도록 구현하였다. 시험결과 주파수 순도가 높은 첩 파형을 안정적으로 생성하였으며, 수신 신호에 대해 디지털 하향 변환 후 확인 결과 목표한 IRF (Impulse Response Function) 성능을 확인할 수 있었다. In this paper, we present design, implementation and test results of CTM (Chirp Transceiver Module) EM (Engineering Model) for C-Band SAR (Synthetic Aperture Radar) Payload. The CTM is designed to operate dual frequency scan method that simultaneously operate two frequencies in each 50MHz bandwidth to achieve 120Km swath with 10m resolution at about 500Km altitude. The CTM used radiation tolerant RTG4 FPGA for space environment, and implemented with the Parallel DDS (PDDS) method which uses a small memory capacity compared to the memory-map method. Test results show high purity chirp signal generation and excellent IRF performance from received chirp signal after direct digital conversion.
Ka대역 50 W급 고출력증폭기(SSPA) 설계 및 제작
한재섭(Jae-Sub Han),정주용(Joo-Yong Jung),박성민(Seong-Min Park),유경덕(Kyung-Deok Yu),김보균(Bo-Gyun Kim),김효철(Hyo-Chul Kim) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.1
본 논문에서는 레이다, 유도 무기 탐색기 및 위성 탑재용 SAR에 적용할 수 있는 Ka대역 50 W급 고출력증폭기(SSPA) 설계 및 제작 결과에 대해 기술하였다. 단위 증폭기(HPA)로는 10 W급 GaN 소자의 MMIC를 적용하였고, 이를 8개 결합하여 50 W 이상의 출력으로 증폭할 수 있도록 구성하였다. 전력분배기와 전력결합기는 도파관 Radial 결합기를 개발하여 삽입 손실을 최소화하였고, 전력분배기와 전력결합기의 삽입 손실은 대역 내 −0.4 dB 이하로 제작하였다. SSPA는 펄스형으로 듀티 20%까지 동작하도록 설계하였고, 송신 출력은 최대 듀티에서 대역 내 최소 75 W 이상이며, 송신 효율은 DC-DC 변환기 및 구동증폭모듈을 포함하여 12.3% 이상이다. 단위 증폭기의 운용 온도를 낮추기 위해 하우징은 CuW를 적용하였고, 상온에서 별도의 냉각 장치 없이 5분 운용 시에 HPA의 바닥면 온도는 최고 62.4도 이하임을 확인하였다. This paper presents a 50-W class solid-state power amplifier (SSPA) operating in the Ka-band for use in radar, seeker, and synthetic aperture radar applications. We first designed a unit high-power amplifier (HPA) module utilizing a 10-W class monolithic microwave integrated circuit based on GaN technology and then combined eight of these HPA modules to generate more than 50 W of output power. A waveguide radial combiner was developed to combine all the HPAs such that the insertion loss was minimized; the measured insertion loss of the waveguide radial combiner was less than -0.4 dB within the pass band. The SSPA is designed to operate at a maximum duty cycle of 20% in the pulsed mode and produces at least 75 W of output power at maximum duty with an efficiency of 12.3%, including a DC-DC converter and a drive amplifier module. CuW-based housing was introduced for the HPA modules to minimize the temperature of the bottom surface of the HPA, which was measured to reach 62.4 °C at most without the use of an additional cooling device.