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균일한 전자파 필드를 제공하는 확장 도파관
Expanded waveguide supporting uniform electromagnetic fields
소 속
고려대
연구책임자
김문일
기술분류
전파, 레이다
키워드
전파 생성기, 밀리미터파, 금속 도파관 모듈, 다중 회로 장착, 파워 결합
 
기술개발 단계(TRL 9단계)
기초연구단계 실험단계 시작품단계 제품화단계 사업화
1. 기초이론/실험   3. 실험실 규모의
기본성능 검증
  5. 확정된 시작품
제작 및 성능평가
  7. 신뢰성 평가 및
수요기업 평가
  9. 사업화  
2. 실용목적의
아이디어,
특허등 개념 정립
  4. 실험실 규모의
평가
V 6. 파일롯 규모
시작품 제작 및
성능 평가
  8. 시제품 인증 및
표준화
   
- 균일한 전자파 필드를 제공하는 확장 도파관/ 10-2017-0057977(2017-05-10) 비공개, 미국 출원 진행 중
 
- 본 발명은 높은 전력을 얻기 위해 다수의 반도체 소자를 내부 장착을 가능하게 하는 금속 도파관 모듈을 제작하는데 적용된다. 일반적으로 금속 도파관은 컨트롤이 가능한 단일 전파형태 즉 모드만을 전송하기 위해서 절단면의 크기를 반-파장 미만으로 제한한다. 높은 주파수에서는 단일 모드 도파관은 다수의 반도체 회로를 장착하기에는 너무 작아지는 문제점이 발생한다. 만약 도파관의 내부공간을 확장시킬 경우에는, 다수의 전파 모드가 발생하여 도파관 내부의 전파 분포를 조절할 수 없게 되고 각 반도체 회로에 균일한 전력을 공급할 수 없게 된다. 본 발명에서는 도파관 절단면에 대해 한쪽 방향 (E-plane 방향)의 넓이를 수십 배로 확장하여 반도체 회로를 일렬로 배열할 수 있도록 한다. 또한 확장된 도파관에 균일한 전자파 필드를 공급하기 위해 corporate feed 형태의 채널 구조를 넓이를 변경하는 영역에 적용한다.

 
1. Wavestream 사에서 판매하는 고출력 전파 생성기는 다중 모드 문제를 완전히 해결하지 못하여 반파장 정도의 크기로 제한된 절단면을 사용하고 있다.  이 경우 내부 장착회로의 개수가 적거나, 동작주파수를 낮추어 큰 절단면을 확보하게 된다. 현재까지 제품은 40GHz 미만에 머무르고 있다. 소수의 반도체 회로를 제한된 크기의 사각형 금속 도파관 내부에 장착한 제품을 Ka-band (35GHz)대역에서 제품으로 판매하고 있다.
2. Qorvo 사의 고출력 전파생성기는 사각형이 아닌 Coaxial cable 형태의 두 개의 원형 금속 판 사이에 수개의 반도체를 일렬로 장착하는 방법을 채택하고 있으나 조립이 복잡하고 동작주파수도 30GHz 미만으로 제한적이다.
 
- 고출력 전파생성기는 보다 강력한 신호를 발생하여 무선 통신과 레이더에서 적용 거리를 확장하는데 필수적이다. 최근 높은 주파수를 활용하는 전파 시스템이 선호되지만  높은 주파수에서는 오히려 반도체의 출력 전력이 낮아지기 때문에 전력 결합용 모듈의 개발은 필수적이다. 본 발명은 W-band와 같은 높은 주파수에서 파워결합용 모듈을 제작하는데 적용 가능하다.

 
- 국내외 전자파 부품 및 시스템 제조회사로의 기술이전(매각)
 
- 고려대학교 산학협력단 이설희 팀장 (02-3290-5833/lsh42@korea.ac.kr)
 
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