이동통신 및 위성방송 등 마이크로파를 이용하는 통신수단의 증가와 더불어 통신용 기지국 및 단말기의 수요가 급증함에 따라 마이크로파 대역에서 동작하는 부품의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 이들부품중 무선주파수대역에서 동작되는 박막형 유전체 소자 및 적층 소자들의 종류와 특성 및 기술개발 현황에 대해서 알아보았다.
이동통신 및 위성방송등 마이크로웨이브를 이용하는 통신시스팀의 보급이 활발하게 진척됨에 따라 마이크로웨이브 대역에서 동작하는 부품의 산업적 중요성이 부각되고 있다. 여러가지 고주파통신용 부품들 중에서 유전체공진기를 이용한 RF 및 마이크로웨이브 필터와 진동자는 이들 부품의 소형화에 크게 기여하고 있다. 본 분석에서는 유전체 공진기의 소재로 이용되는 마이크로웨이브 세라믹스 및 그 응용부품의 발전과정을 간단히 살펴보았다. 또한 마이크로웨이브 유전체 소재에 대한 특성변수의 중요성을 검토하고, 세라믹 소재기술에 대하여 살펴본 다음 향후 고주파필터 부품개발과 관련한 마이크로웨이브 세라믹스 개발방향을 제시하였다.
RF 부품의 설계는 이용분야에 따라 그 설계법 및 제조공정이 달라지게 된다. 상업적인 이용분야에서는 대량생산 및 저가격화를 목적으로 하는데 반해, 통신위성 및 군사분야 등에서는 고신뢰도 및 고성능을 요구하게 된다. 그동안 국내의 RF 기술은 기본적으로 이동통신 및 위성방송수신기 등의 상업적인 분야에 치중되어 왔기 때문에 높은 신뢰도를 요구하는 위성중계기용 RF 설계기술의 기술수준은 선진국에 비해 매우 낮은 수준이다. 2005년도에는 국내에서 독자적으로 개발되고 있는 중계기를 탑재하는 통신위성이 발사될 예정이므로, 현 시점에서 높은 신뢰도를 갖는 위성중계기용 RF 부품의 설계법 및 제조공정 등을 살펴보는 것이 필요하리라 판단된다. 따라서 본 고에서는 높은 신뢰도를 갖는 위성중계기용 RF 부품의 설계 및 제조공정에 대하여 고찰한다.
본회 부품산업팀에서는 전자부품연구원과 국내 전자부품산업의 살아있는 현장실태를 조사하여 급변하는 환경속에서 국내기업이 기술개발전략 수립 및 투자결정에 활용할 수 있도록 정보를 제공하고자 지난 7월 3일 한국과학기술회관에서 전자부품동향 예보제 세미나를 개최하였다. 이에 본고에서는 유망 전자기기 부품현황에 대해서 다루어 보고자 한다.
반도체 산업의 눈부신 발전은 진공관을 대신할 다이오드와 트랜지스터를 발명함으로써 저전력, 소형화에 성공하였기 때문이며, 또한, IC의 발명으로 이를 집적화하여 대량생산이 가능하고, 제품 제작을 용이하게 함으로써 제품 제작가격을 낮출 수 있게 되었기 때문이다. 이와 마찬가지로 가스 레이저를 대신할 반도체 레이저의 발명은 광통신의 핵심 부품인 광원의 저전력, 소형화를 실현시킴으로써 광통신 시대를 열게 하였다. 반도체 레이저의 발명으로 저전력, 소형화에는 성공하였으나, 비싼 광통신 부품은 본격적인 광통신 시대 실현에 걸림돌이 되고 있다. 반도체 산업의 주역인 IC 칩과 같은 저전력이며, 집적화가 가능하고, 대량 생산이 용이하여 가격이 저렴한 광 부품이 필요하다. 이런 이유로 광 부품 중 핵심 기술인 광원에 있어서는 표면방출레이저(VCSEL)가주목 받고 있다. 본 고에서는 각 파장 대역별로 표면방출레이저 소자의 기술 및 현황을 설명하고, 이들의 다양한 응용 분야 그리고 현재의 표면방출레이저 소자 시장 동향을 살펴 본다.
천리안 위성은 4개 정부 부처 공동 사업으로, 통신 서비스, 해양 기상 관측 서비스 제공을 목적으로 개발된 복합 위성으로, 그중 통신 서비스를 담당하는 통신 탑재체는 방송통신위원회 출연으로 한국전자통신연구원(ETRI)가 주관, 개발하여 성공한 순수 국산 개발품으로, 위성 발사 성공 후 시험 검증을 거쳐 현재 정상 운용 중에 있다. 우주 인증 획득을 목적으로 개발한 통신 탑재체는 위성 스위칭 중계기와 다중 빔 안테나로 구성되었으며, 구성 부품들인 능동 부품과 수동 부품들은 대부분 국내 연구진에 의해 설계, 제작 시험 검증되어 중계기 및 안테나 시스템 종합화, 통신 탑재체 및 위성체 우주 환경 시험을 성공적으로 수행되었다. 위성 발사 성공 후에, 정지 궤도상에서의 통신 탑재체 궤도내 시험을 완료를 통해 순수국산 개발된 통신 탑재체의 설계 제작 기술에 대한 정지 궤도 우주환경에서도 정상 동작됨을 입증하였다. 통신 탑재체는 다양한 우주 조건에서의 다양한 기술 확보와 차세대 멀티미디어 위성 서비스 개발에 활용하고자 한다. 본 논문은 통해기 통신 탑재체 설계 제작 시험 기술을 소개하고, 활용 계획에 대해 언급하고자 한다.
위성 탑재체 제조 산업은 기초 과학이 뒷받침된 초정밀 기계 공학, 첨단 전자 기술, 극한 환경 기술 및 신소재 공학 등과 같은 첨단 산업의 집합체라 할 수 있다. 현재 미국을 비롯한 서구 선진국에서 진행중인 탑재체 기술동향을 보면, 폭발적으로 증가하는 위성수에 따라 위성 궤도가 부족하고 주파수 자원이 고갈되고 있는 상황에서 통신 위성의 효율성과 성능을 향상시킬 수 있는 신호처리 탑재(OBP) 위성과 통신기능을 포함한 다양한 기능을 가진 복합위성 개발이 진행되고 있으며 주파수 대역의 포화와 광대역 멀티미디어 서비스 제공 등을 위해 보다 높은 주파수의 준 밀리미터파 대역(Ka 대역) 위성 개발이 활발히 이루어지고 있다. 국내에서는 현재, 2008년 발사를 목표로 마이크로스위치 매트릭스(MSM)가 탑재되어 빔간 스위칭이 가능하도록 설계된 통신해양기상위성(COMS)용 통신 탑재체(SACOM) 개발이 진행중이다. 국내의 위성탑재용 RF 부품분야는 1990년부터 위성 중계기 시스템의 기본적인 설계, 조립, 종합화, 시험기술을 바탕으로 통신위성 탑재체용 초고주파 부품을 개발하여 왔으며, 2000년대에는 Ku 대역(12/14GHz) 및 Ka 대역(20/30GHz) 기술인증모델(EQM) RF 부품을 성공적으로 개발하였다. 이를 바탕으로 통신해양기상위성 통신탑재체용 Ka 대역 RF 부품이 현재 우주인증 모델(QM)의 개발이 완료되었으며 비행 모델(FM) 개발이 진행중이다.
1982년부터 줄곧 장비용 부품 생산에 매진한 단암전자통신(주). 엔지니어에게 조차 생소한 HIC 개발을 시작으로 이제는 부품업계에서 뚜렷한 족적을 남기고 있다. 이러한 성장의 배경에는 경기 고등학교와 서울대를 졸업한 이기윤 사장의 노력이 배어 있다. 단암의 일등 기술을 뒷받침할 이기윤 사장의 마인드를 살펴 보기로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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