Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

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Ultra Low Noise Hybrid Frequency Synthesizer for High Performance Radar System

고성능 레이다용 저잡음 하이브리드 주파수합성기 설계 및 제작

  • Received : 2019.06.19
  • Accepted : 2019.11.25
  • Published : 2020.01.01
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Abstract

Modern radar system requires high spectral purity and low phase noise characteristics for very low RCS target detection and high resolution SAR (Synthetic Aperture Radar) image. This paper presents a new X-band high stable frequency synthesizer for high performance radar system, which combines DAS (Direct Analog Synthesizer) and DDS (Direct Digital Synthesizer) techniques, in order to cope with very low phase noise and high frequency agility requirements. This synthesizer offers more than 10% operating bandwidth in X-band frequency and fast agile time lower than 1 usec. Also, the phase noise at 10kHz offset is lower than -136dBc/Hz, which shows an improvement of more than 10dB compared to the current state of art frequency synthesizer. This architecture can be applied to L-band and C-band application as well. This frequency synthesizer is able to used in modern AESA (Active Electronically Scanned Array) radar system and high resolution SAR application.

본 논문에서는 고성능 레이다를 위한 저잡음, 고안정 성능을 보유한 새로운 구조의 주파수합성기를 설계 및 제작 하였다. 날로 발전하는 스텔스 기능과 고해상도의 SAR 영상을 확보하기 위해서는 높은 주파수 순도와 초저잡음 특성이 요구되고 있으며, 이를 만족하기 위하여 본 연구에서는 DAS, DDS의 장점을 합성한 새로운 하이브리드 주파수합성기를 개발하였으며, 시험을 통하여 그 성능을 확인하였다. 개발된 주파수 합성기는 X대역에서 10% 이상의 운용대역폭을 보유하고 있으며, 1usec 이하의 빠른 주파수변환속도를 보유하고 있다. 또한, X대역 주파수에서 10kHz 옵셋 주파수에서 -136dBc/Hz의 우수한 위상잡음을 보유하고 있다. 이는 기존 X대역 레이다용 주파수합성기보다 10dB 이상 개선된 성능이다. 또한, 개발된 하이브리드 주파수합성기에서 생성되는 주파수를 이용하여 L대역과 C대역에서도 활용이 가능하며, 추후 국내 AESA 레이다뿐만 아니라 고해상도 SAR레이다 그리고 고성능 지상레이다에 적용하여 성능개선이 가능하다.

Keywords

References

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