국지성방재를위한 소형X-Band 이중편파기상레이더시스템의 ... · 2016-12-19 · n개발과제용sspa (국내제작중인X-Band 200W급SSPA) 이자료를주관기관의허락없이무단복제또는이관할경우,

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국지성 방재를 위한소형 X-Band 이중편파 기상레이더 시스템의

송수신장치(RF부) 구조

㈜휴미디어

김홍기


목 차

n 1. 기상레이더 개념도

n 2. 레이다 송수신부(RF부) 소개

n 3. 기상레이더 RF 구조 및 송수신장치 개요

1) 기존 비압축 펄스 레이다의 예

2) 기존 펄스 압축 레이다의 RF 송수신부의 예

3) SSPA(Solid State RF Power Amplifier)

4) 수신부 및 주파수 합성부, Digital Part

n 4. 결론

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기상레이다 개념도

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기상레이다 송수신부(RF부) 소개

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- 운용 주파수 대역 : 9GHz X-Band

- SSPA : GaN(갈륨비소) Solid State소자 사용하여 200W급 RF 출력 실현.

- 신호 변조 방식 : LFM(선형주파수변조) 방식

- 2.5Gbps급 초고속 광통신을 통한 대용량디지털신호 제공 및 전자기파 잡음유입 차단

송수신부 주요 특징


레이다 송수신부 블럭도

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레이다용 전력증폭기 발달사

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국내 기상레이다 현황

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레이다용 전력증폭기 비교

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기상레이더 RF 구조 및 송수신장치 개요

n 1. 기존 비압축 펄스방식 기상 레이다

(ARC-X250PM, X-band Mobile Polarimetric Doppler Weather Radar)

Transmitter Specifications

· Magnetron transmitter

· Peak Power : 250 kW

· Frequency : 9.3 – 9.5 GHz

· PRF : 0 to 4.0 kHz

· Pulse width : 0.2 ~ 2 μsec (0.2 μsec steps)

· RELIABILITY : UP TO 3,000 HRS

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n 2. 기존 펄스 압축 레이다의 RF 구조 예

( Kelvin Hughes SharpEye™ TRANSCEIVER )


· Solid State transmitter

· Peak Power : 200W (PULSE COMPRESSION RATIOS UP TO 1000:1)

· Frequency : 9.3 – 9.5 GHz

· PRF : Up to 2.3 kHz

· Pulse width : 0.1 ~ 100 usec


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n 3. 기존 펄스 압축 레이다의 RF 구조 예

(EEC사의 MiniMax 100C PORTABLE WEATHER RADAR)


· C-Band Solid State transmitter

· Peak Power : 175W (PULSE COMPRESSION RATIOS UP TO :1)

· Frequency : 5.5-5.9 GHz, 1.2m 소형 안테나

· PRF : Up to 1.6 kHz

· Pulse width : 0.2 ~ 8 usec


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SSPA (LFM)

n LFM the transmitted pulse

n Receiver: matched filter.

n compression ratio is given by B*T

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SSPA

n Radar용 Solid State Power Amplifier의 특징

1) Solid state power generation device Transistor amplifier (silicon bipolar and GaAs, GaN)

2) Inherently low power and low gain

3) Operates with low voltages and has high reliability

4) To increase output power, transistors are operated in parallel with more than 1 stage (Four in parallel as the final stage, followed by Two in parallel,as the second stage, followed by Two in series, as the driver

5) Pulse compression needed for reasonable range resolution

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SSPA

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n 유사 상용 시스템의 SSPA(Kelvin Hughes사의 SHARPEYE™ TRANSCEIVER)

규격 : X-Band 200W급, PULSE LENGTHS 0.1μs - 100μs,

RELIABILITY UP TO 50,000 HRS


SSPA

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n 개발과제용 SSPA(국내 제작중인 X-Band 200W급 SSPA)


RF 수신부 및 주파수 합성부

n RF 송신주파수를 주파수 간섭을 해소하기 위해 주파수 가변 기능.

n X-Band 대역의 고주파 신호를 Low Noise 증폭하는 LNA 구성.

n Double Conversion Super Heterodyne 방식 수신기를 적용하여 우수한 대역외 잡음 억제 가능.

n 고해상도의 16bit A/D 변환기를 채용하여 Digitized I/Q 수신 신호 제공.

n 2.5Gbps급 초고속 광통신을 통한 대용량 디지털신호 제공 및 전자기파 잡음유입 차단

n 송수신장치의 상태(Status)/고장(Fault)을 모니터링

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n 주요 기능 및 특징


결 론

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n 최근 레이다의 SSPA 채용 추세 고찰

n 개발 프로젝트용 송수신부의 소개

n SSPA의 소개

n 유사 시스템의 송수신부 소개

n 검토 내용등을 개발에 반영

Documents

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