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국내개발 MMIC칩을 적용한 W-Band 송수신모듈의 분석 및 제작 결과
Analysis and Development Results of W-band Transceiver Module using Open MMIC Chips 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.18 no.6, 2018년, pp.163 - 168  

김완식 (LIG 넥스원(주)) ,  정주용 (LIG 넥스원(주)) ,  김종필 (LIG 넥스원(주))

초록
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국내개발된 수신용 단일 MMIC 칩과 송신용 전력증폭 MMIC 칩을 W-대역 송수신모듈내에 장착하여 개발하였다. W-대역에서 중요한 잡음지수와 출력 전력 값을 계산하기 위하여 안테나 연결로부터 MMIC까지 W-대역의 전이구조 손실을 분석하였고, 수신부 12채널 및 송신부 5채널로 제작후 분석 결과와 측정값을 비교하였다. 결과적으로 송신부의 출력전력 값은 분석 결과와 상온 및 환경조건에서의 측정 결과 모두 유사한 결과를 얻었다. 수신부의 잡음지수 또한 유사한 결과를 얻었으나, W-대역의 12채널로 제작되는 다채널인 관계로 일부 채널에서는 제작 오차에 의해서 3 dB 정도의 오차를 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We developed W-band transceiver module using open MMIC chip such as receiver single chip and transmitting power amplifier. In order to calculate the noise figure and output power value, we analyzed the W-band transition loss from the antenna to MMIC connection and constructed the 12 channel receiver...

주제어

#MMIC   #W-band   #W/G Transition loss   #FMCW  

표/그림 (16)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 FMCW 레이더에 적용을 위하여 방산분야에서 확보하기 어려운 이중 채널 수신용 단일 MMIC 칩과 송신용 전력증폭 MMIC 칩을 개발하였으며 이 칩들을 적용하여 W-band의 다채널 송수신모듈을 개발하한 전이구조 특성을 분석하여 시험된 상온 및 환경 조건(고온)에서 전기적 특성을 비교 제시하였다.
  • 본 논문은 W-대역 레이더 개발 시스템에 적용할 목적의 수신용 단일 MMIC 칩과 송신용 전력증폭 MMIC칩을 개발하고 이 칩들을 이용하여 송수신모듈을 제작하였다. 국내개발 MMIC 칩을 적용하는 경우 안테나 도파관과 MMIC간의 전이구조에 대한 특성이 중요하며 그중 수신부는 잡음지수 송신부는 출력전력에 결정적인 영향을 미친다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
밀리미터파 레이더란? 밀리미터파 레이더는 대부분 차량용 자동차에 장착하여 송신파와 수신파를 비교하고 이로부터 획득된 수신비트와 도플러 신호를 이용하여 전방차량과 거리 및 상대속도를 파악하여 차량의 충돌을 방지하가나 위험을 알려주는 역할을 하며 최근에는 자율주행을 가능하게 하는 핵심 기술이다. 밀리미터파레이더는를 이용하는 레이더 센서는 대부분 W-대역을 사용하며 이 주파수 대역에서 지속적으로 연구가 활발하게 진행되고 있다.
밀리미터파 센서의 구현에 이용되는 칩은 어떠한 것이 있는가? 현재 차량용 레이더는 유럽을 선두로 W-대역의 밀리미터파를 활용하고 있으며, 이제는 밀리미터파 센서의 구현 방안중 가격과 성능면에서 많은 대안을 간구하고 준비되고 있다. [2][3]][4][5][6][7][8] 현재 일부 MMIC 칩 제작 업체에서 다채널 단일 칩을 공급하기는 하지만, 방산분야에는 제한적으로 공급 하고 있는데 이러한 특수성을 고려하면 밀리미터파 레이더용 다채널 수신단에 적합한 MMIC 칩의 확보가 어려운 한계가 있다.
밀리미터파레이더를 이용하는 레이더 센서는 대부분 어떠한 주파수 대역을 사용하는가? 밀리미터파 레이더는 대부분 차량용 자동차에 장착하여 송신파와 수신파를 비교하고 이로부터 획득된 수신비트와 도플러 신호를 이용하여 전방차량과 거리 및 상대속도를 파악하여 차량의 충돌을 방지하가나 위험을 알려주는 역할을 하며 최근에는 자율주행을 가능하게 하는 핵심 기술이다. 밀리미터파레이더는를 이용하는 레이더 센서는 대부분 W-대역을 사용하며 이 주파수 대역에서 지속적으로 연구가 활발하게 진행되고 있다. 국내의 경우 2001년 4월 전파법 제 9조의 규정에 의거 정보통신부 고시 제 2001-21호에서 W-대역을 차량레이더용으로 권고하였다.
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참고문헌 (15)

  1. An Official Gazette No 16322, Radio Wave Research Institute No 2006-84, 2006. 8. 23. 

  2. J. Y. Hong. "Millimeter Radar Technology Trend for Forward Surveillance," ETRI Journal, Vol.22, No.5, Oct. 2007, pp.35-45. 

  3. Sangho Lee, "W-band dual channel receiver with active power divider and on-chip temperaturecompensation circuit," (To be published) 

  4. Long, A.P., et al.: 'Wideband HEMT MMIC low-noise amplifier with temperature compensation', Electronic Letters, 1994, 30,(5), pp.422-423 

    상세보기 crossref

  5. Yamanaka, K., et al.: 'Ku-band Low Noise MMIC Amplifier with Bias Circuit for Compensation of Temperature Dependence and Process Variation', IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Dig., 2002, 3, pp.1427-1430 

  6. Shin, S.-C., et al.: 'A temperature variation compensated 60-GHz low-noise amplifier in 90-nm CMOS technology', Asia- PacificMicrow. Conf. Proceedings, 2011, pp. 211-214 

  7. Sun-Il Kim"Design and fabrication of SSPA module in Ku Band satellite terminals", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication(JIIBC), Vol. 16, No. 4, pp. 59-64, 2016. DOI: https://dx.doi.org/10.7236/JIIBC.2016.16.4..59. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. Hong-Gu Ji "Monolithic Integrated Amplifier for Millimeter Wave Band", The Journal of Korea Academia-Industrial cooperation Society(JKAIS), Vol. 11, No. 10, pp. 3917-3922, 2010. DOI: https://doi.org/10.5762/KAIS.2010.11.10..3917. 

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  9. Seokchul Lee "W-band dual-channel receiver with active power divider and temperaturecompensated circuit" Electronics Letters. Vol. 52, No. 10, May 12, 2016 

    상세보기

  10. Jungsik Kim "W-band Power Amplifier Using Broadband Impedance-Transforming Coupled Line Couplers" MOTL. Vol. 57, No. 4, April, 2015 

  11. H. Iizuka, T. Watanabe, K. Sato, and K. Nishikawa, "Millimeterwave microstrip line to waveguide transition fabricated on a single layer dielectric substrate," IEICE Trans. Commun., vol. E85-B, no. 6, pp. 1169-1177, Jun. 2002. 

  12. K. Seo, K. Sakakibara, and N. Kikuma, "Microstrip-to-waveguide transition using waveguide with large broad-wall in millimeter-wave band," in Proc. IEEE Int. Conf. Ultra-Wideband, Sep. 2010, pp. 1-4. 

  13. Sun-il Kim "Design and fabrication of SSPA module in Ku band for satellite terminals," in Journal of Institute of Internet, Broadcasting and Communication(IIBC) vol. 16, No. 4, pp.59-64 Aug. 31, 2016. 

    원문보기 상세보기 crossref

  14. Seokchul Lee "W-band Multichannel FMCW Radar Sensor with Switching-TX Antennas," IEEE Sensor Journal. Vol. 16, No. 14, July 15, 2016 

  15. Wansik Kim, "Development of W-band Transceiver Module using Manufactured MMIC", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication(JIIBC), Vol. 17, No. 2, pp. 233-237, Apr 2017. DOI: https://doi.org/10.7236/JIIBC.2017.17.2.233. 

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