KR102367714B1 - 위상배열 레이더 시스템의 x대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치 - Google Patents
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Abstract
위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16채널 송부배열 모듈(100)이 일체형으로 된 패키징 장치는, 16 채널을 가진 16 채널 송수신 모듈(200); 상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 부배열 모듈(100)을 포함하고, 상기 부배열 모듈(100) 하부에 상기 16 채널 송수신 모듈(200)이 일체형으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에서는, 송수신모듈과 이를 구동하기 위한 부배열 모듈을 일체형으로 결합하고, 송수신모듈의 방열 특성을 효율적으로 외부 기구물에 전달하기 위한 프레임 기구물을 적용한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는, 송수신모듈과 이를 구동하기 위한 부배열 모듈을 일체형으로 결합하고, 송수신모듈의 방열 특성을 효율적으로 외부 기구물에 전달하기 위한 프레임 기구물을 적용한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 위상배열 레이더 시스템에 관한 것으로 특히, X 밴드의 마이크로파 대역에서 전기적인 측면에서는, 송신경로의 출력전력과 수신경로의 잡음지수 등의 성능을 최대화하도록 하고, 기구적인 측면에서는, 최소의 면적 내에 송수신모듈에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시키는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에 관한 것이다.
일반적으로 위상배열 레이더 시스템은 동일한 전기적 기능을 수행하는 1천개 이상의 송수신모듈(TRM)이 전투기 등에 탑재되어 고출력 송신신호 출력과 저잡음 수신 신호 증폭 및 송수신 신호의 크기/위상을 가변 하는 등의 핵심적인 일을 수행한다.
이때, 무게에 제약이 따르는 전투기 장착의 경우에는 수 많은 TRM모듈을 장착하기 위해서는 소형/경량화가 필수적이며, 배치(Array)를 어떻게 하느냐에 따라서, 부피 증가(즉, 전체적인 무게 증가) 및 열적인 문제에서 자유롭지 못하게 된다.
위상배열 레이더 시스템은 전기적 성능을 확보하기 위해서 부품 이외에도 조립/제작 기술이 뒷받침 되어야 한다.
일반적인 종래기술인 공개특허 10-2010-0010276호는 Duroid PCB(저손실)를 접착에폭시를 사용하여 기구물에 장착후 PCB 중간 중간에 위치한 MMIC 부품들과 와이어 본딩을 이용하여 전기적 연결을 시도 하였다.
그런데 이렇게 제작할 경우에는 절대적인 PCB 길이가 필요하기 때문에 모듈 사이즈가 커져서 전체 체적이 커지게 되는 단점이 있다.
또한, 공개특허 10-2014-0073786호에 개시딘 종래 기술은 동시소성 세라믹(LTCC) PCB를 사용한 적층 기술로 제작되기도 하는데 제조비용이 높고 다수의 채널을 단일보드로 제작하기 어려운 단점이 있다.
또한, 위상배열 레이더 시스템은 체결 관점에서, 상호 연결이 필요한 모듈들(안테나와 송수신모듈, 송수신모듈과 부배열모듈)의 연결방법을 어떻게 하느냐에 따라서 전체적인 부피를 줄임으로서 소형/경량화를 달성할 수 있게 되는데, 종래기술에서는 모듈 간의 체결 방법에 대한 내용은 개시하지 못한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 송수신모듈과 이를 구동하기 위한 부배열 모듈을 일체형으로 결합하고, 송수신모듈의 방열 특성을 효율적으로 외부 기구물에 전달하기 위한 프레임 기구물을 적용한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 송수신모듈 사이즈를 줄이기 위해 단일부품 형태의 패키징 구현 및 부배열 보드와 GPO 커넥터 및 마이크로 D-sub 커넥터를 사용하여 별도의 하네스 없이 연결되도록 한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 마이크로파 영역의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품들은 Bare type을 사용하여 부피를 줄이고 무게를 절감하기 위해 chip & wire 공정을 이용한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치는,
16 채널을 가진 16 채널 송수신 모듈(200);
상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 부배열 모듈(100)을 포함하고,
상기 부배열 모듈(100) 하부에 상기 16 채널 송수신 모듈(200)이 일체형으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 부배열 모듈(100)은,
상부에 위치하여 부배열 모듈을 보호하는 커버(110);
상기 커버 하부에 위치하며, 4개의 PCB 기판으로 이루어져, 상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 PCB 기판부(120);
상기 PCB 기판부가 내부에 수납되며, 상기 커버부와 결합되는 상기 PCB 수납부(130)를 포함한다.
상기 PCB 기판부가 상기 16 채널 송수신 모듈(200)과 접속되도록 하기 위하여 상기 PCB 수납부(130)의 바닥면에는 소정 모양의 개구부가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 PCB 기판부는 상부에 전원 및 제어 신호를 받아들일 수 있는 상부 커넥터가 형성되고, 상기 커버에는 상부 커넥터에 대응되는 소정 모양의 상부 개구부가 형성된다.
상기 PCB 기판부는 하부에 16채널의 송/수신 경로에 신호 전달 및 수신을 하기 위한 BMA 커넥터가 하부로 돌출형성되며, 상기 PCB 수납부(130)의 바닥에는 상기 BMA 컨넥터에 대응하는 소정 모양의 하부 개구부가 형성된다.
상기 PCB 기판부는 2개의 전원보드, 제어보드 및 분배보드를 포함한다.
상기 16 채널 송수신 모듈(200)은 ,
4개의 정사각형의 송수신 모듈이 결합된 4개의 4채널 송수신 모듈(220)로 구성된다.
상기 4채널 송수신 모듈(220)은,
상기 PCB 기판부의 하부 BMA 커넥터와 접속되는 결합보드(211);
상기 결합보드(211) 하부에 위치하는 4개의 송수신 모듈(212);
상기 4개의 송수신 모듈(212)이 수납되도록 홈이 파여져 있고, 상기 부배열 모듈과 결합하는 4채널 송수신모듈 수납부를 포함한다.
상기 결합보드(211)는 상기 부배열 모듈의 분배보드로부터 전원 & 제어 신호를 커넥터를 통해서 인가를 받되, 1:4 분배기를 거쳐 출력되는 신호를 GPO 커넥터로 입력받는다.
상기 4채널 송수신모듈은 상기 PCB 기판부에 SMT형태로 연결될 수 있도록 측면 상부에 3개의 패드(218)가 형성되고, 1채널의 송수신모듈 4개를 리플로우(Reflow)를 흘려 조립되도록 한다.
상기 4채널 송수신모듈 수납부는 각 송수신모듈이 안착되기 위해 채널별로 홈이 파여져 있고, 상기 부배열 모듈과 최종 고정될 수 있도록 탭(Tap)을 내어 스크류로 고정할 수 있다.
상기 송수신 모듈(10)은
상부 커버;
전원 및 제어회로 기판이 내장되고, 측면 상부에 3개의 패드(218)가 형성되고 바닥면에 안테나 단자가 형성되는 바디(217)를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서는, 송수신모듈과 이를 구동하기 위한 부배열 모듈을 일체형으로 결합하고, 송수신모듈의 방열 특성을 효율적으로 외부 기구물에 전달하기 위한 프레임 기구물을 적용한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 송수신모듈 사이즈를 줄이기 위해 단일부품 형태의 패키징 구현 및 부배열 보드와 GPO 커넥터 및 마이크로 D-sub 커넥터를 사용하여 별도의 하네스 없이 연결되도록 한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 마이크로파 영역의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품들은 Bare type을 사용하여 부피를 줄이고 무게를 절감하기 위해 chip & wire 공정을 이용한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치를 거꾸로 본 상태의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치를 거꾸로 본 상태의 사시도이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈을 결합볼트로 결합하는 상태를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 4채널 송수신 모듈의 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 4채널 송수신 모듈을 거꾸로 본 상태의 분리 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 분리 사시도이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 회로도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치를 거꾸로 본 상태의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치를 거꾸로 본 상태의 사시도이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈을 결합볼트로 결합하는 상태를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 4채널 송수신 모듈의 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 4채널 송수신 모듈을 거꾸로 본 상태의 분리 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 분리 사시도이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 회로도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 회로도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치를 거꾸로 본 상태의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치를 거꾸로 본 상태의 사시도이다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈을 결합볼트로 결합하는 상태를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 4채널 송수신 모듈의 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 4채널 송수신 모듈을 거꾸로 본 상태의 분리 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 분리 사시도이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치에서 1채널 송수신 모듈의 회로도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 회로도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치는,
16 채널을 가진 16 채널 송수신 모듈(200);
상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 부배열 모듈(100)을 포함하고,
상기 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16채널 송부배열 모듈(100) 하부에 상기 16 채널 송수신 모듈(200)이 일체형으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
도 3 또는 도 4를 참조하면, 4채널 송수신모듈(214) 4개와 부배열 모듈(100)이 체결된 형상으로서, 모듈간 체결에 필요한 불필요한 요소들을 제거함으로서 최적의 체적으로 제작될 수 있도록 하였다. 특히, 1천개 이상의 안테나가 등간격을 유지하면서 체결이 가능할 있도록 포트 간격이 좌/우, 상/하 대칭이 되도록 구조를 설계하였다.
또한, 안테나(219)와 체결될 때 후면에서 체결되는 곳의 시야를 막기 때문에 체결성과 정확한 위치를 식별할 수 있도록 가이드 핀을 장착하여 Align이 맞도록 할 수도 있다.
도 4는 16채널 송수신모듈(200)과 부배열 모듈(100)이 어떻게 체결되는지를 보여주는 전체 체결도로서, 부배열 모듈(100) 기구 내에는 4개의 서로 다른 보드 즉, 전원보드 2개, 제어보드 1개, 분배보드 1개가 내장되어 있다.
16채널 송수신 모듈(200은 4개씩 그룹으로 형성된 4채널 송수신모듈(214)과 1:4 결합보드(210)가 먼저 먼저 조립된 후 4개의 동일한 모듈들이 결합된 후, 부배열 모듈과 커넥터로 내부에서 연결된다. 이때, 별도의 납땜이나 부가적인 조립 행위 필요 없다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템에서는, 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈(100)을 결합볼트(101)로 견고하게 결합할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 16채널송수신모듈(200)과 이를 구동하기 위한 부배열 모듈(100)을 일체형으로 결합하고, 송수신모듈의 방열 특성을 효율적으로 외부 기구물에 전달하기 위한 프레임 기구물, 송수신모듈 사이즈를 줄이기 위해 단일부품 형태의 패키징 구현 및 부배열 보드와 GPO 커넥터 및 마이크로 D-sub 커넥터를 사용하여 별도의 하네스 없이 연결되도록 하였다. 이 외의 마이크로파 영역의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품들은 Bare type을 사용하여 부피를 줄이고 무게를 절감하기 위해 chip & wire 공정을 이용하였다.
상기 위상배열 레이더 시스템의 부배열 모듈(100)은,
상부에 위치하여 위상배열 레이더 시스템의 부배열 모듈(100)을 보호하는 커버(110);
상기 커버 하부에 위치하며, 4개의 PCB 기판으로 이루어져, 상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 PCB 기판부(120);
상기 PCB 기판부(120)가 내부에 수납되며, 상기 커버부와 결합되는 상기 PCB 수납부(130)를 포함한다.
상기 PCB 기판부(120)가 상기 16 채널 송수신 모듈(200)과 접속되도록 하기 위하여 상기 PCB 수납부(130)의 바닥면에는 소정 모양의 개구부(131)가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 PCB 기판부(120)는 상부에 전원 및 제어 신호를 받아들일 수 있는 상부 커넥터가 형성되고, 상기 커버(110)에는 상부 커넥터에 대응되는 소정 모양의 상부 개구부(111)가 형성된다.
상기 PCB 기판부(120)는 하부에 16채널의 송/수신 경로에 신호 전달 및 수신을 하기 위한 BMA 커넥터가 하부로 돌출형성되며, 상기 PCB 수납부(130)의 바닥에는 상기 BMA 컨넥터에 대응하는 소정 모양의 하부 개구부(131)가 형성된다.
상기 PCB 기판부(120)는 2개의 전원보드, 제어보드 및 분배보드를 포함한다.
상기 16 채널 송수신 모듈(200)은,
4개의 정사각형의 송수신 모듈(212)이 포함된 4개의 4채널 송수신 모듈(214)로 구성된다.
상기 4채널 송수신 모듈(214)은,
상기 PCB 기판부(120)의 하부 BMA 커넥터와 접속되는 결합보드(211);
상기 결합보드(211) 하부에 위치하는 4개의 송수신 모듈(212);
상기 4개의 송수신 모듈(212)이 수납되도록 홈이 파여져 있고, 상기 부배열 모듈(100)과 결합하는 4채널 송수신모듈 수납부(213)를 포함한다.
상기 결합보드(211)는 상기 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16채널 송부배열 모듈(100)의 분배보드로부터 전원 & 제어 신호를 커넥터를 통해서 인가를 받되, 1:4 분배기를 거쳐 출력되는 신호를 GPO 커넥터로 입력받는다.
상기 4채널 송수신모듈(214)은 상기 PCB 기판부(120)에 SMT형태로 연결될 수 있도록 측면 상부에 3개의 패드(218)가 형성되고, 1채널의 송수신모듈(212) 4개를 리플로우(Reflow)를 흘려 조립되도록 한다.
상기 4채널 송수신모듈 수납부(213)는 각 송수신모듈이 안착되기 위해 채널별로 홈이 파여져 있고, 상기 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16채널 송부배열 모듈(100)과 최종 고정될 수 있도록 탭(Tap)을 내어 스크류(101)로 고정할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 송수신 모듈(212)은
상부 커버(216);
전원 및 제어회로 기판이 내장되고, 측면 상부에 3개의 패드(218)가 형성되고 바닥면에 안테나 단자가 형성되는 바디(217)를 포함한다.
그리고 안테나(219)와 연결되는 1개 포트(Output)를 하우징 외부로 돌출되지 않도록 삽입형으로 설계하였고, 부배열 모듈(100)과 연결되는 커넥터(Interface) 역시 돌출로 인한 부피 증가를 줄이고자 매립형으로설계하였다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치의 제작 방법은 다음과 같다.
먼저, 16 채널을 가진 16 채널 송수신 모듈(200)과 상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 부배열 모듈(100)을 각각 제작하여 결합하거나 한번에 제작이 가능하다.
일단 세라믹 재질의 상부 커버(216)를 알루미늄 재질의 바디(217)에 결합하여 하나의 송수신모듈(212)를 완성한다.
그리고 나서, 4채널 송수신 모듈(214)을 제작한다.
이를 위해 4채널 송수신모듈 수납부(213)에 상기 4개의 송수신 모듈(212)을 홈에 수납한다.
그리고 나서, 4채널 송수신모듈 수납부(213) 상부에 결합보드(211)를 결합하게 된다.
이러한 4채널 송수신 모듈(214)을 4개 제작한다.
한편, 부배열 모듈(100)을 별도로 제작한다.
이를 위해 상기 PCB 수납부(130)에 4개의 PCB 기판으로 이루어진 PCB 기판부(120)를 수납하고 커버(110)를 결합한다.
그리고 나서, 부배열 모듈(100) 하부에 4개의 4채널 송수신 모듈(214)을 결합한다.
이때, 부배열 모듈(100)의 PCB 기판부(120) 하부에 형성된 커넥터와 결합보드(211) 상부에 형성된 커넥터가 서로 결합합으로써 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치가 완성된다.
이때 필요에 따라 신호배선이나 볼트(101) 고정 작업이 추가될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 모듈을 하나의 패키징 형태로 설계/제작하여 하나의 부품 형태로 장착되도록 하였다. 또한 Bare type MMIC들을 상호 연결하기 위해 필요한 Duroid PCB를 사용하지 않고 부품들을 와이어 본딩을 이용하여 직접 연결함으로써 모듈 길이를 줄일 수 있다.
도 10을 참조하면, 송수신 모듈은, 코어 칩(1), 구동 증폭기(2, DRA-Drive Amplifier), 전력 증폭기(3, HPA-High Power Amplifier), 전력 스위치(4, Switch), 90도 커플러 (5, 7, 90 Degree Coupler), 저잡음 증폭기(8, LNA-Low Noise Amplifier)를 포함한다.
코어 칩(1)은, 송신경로와 수신경로를 선택할 수 있는 스위치(SW)와 전기적으로 위상을 가변시키는 위상변위기(Phase Shifter) 그리고 신호양을 조절할 수 있는 감쇄기(Attenuator) 등이 집적화되어 있다.
구동 증폭기(2, DRA-Drive Amplifier)는 고출력증폭기(HPA)가 최대 전력을 낼 수 있도록, 전단에서 증폭을 하는 역할로서, 낮은 입력 신호를 증폭하여 고출력증폭기에 전달한다.
전력 증폭기(3, HPA-High Power Amplifier)는 최종단에 위치하여, 안테나로 전력을 전달하는 마지막 증폭기로서, 신호의 이득 및 전력을 증폭하여 순환기(Circulator-CLR)로 연결된다.
전력 스위치(4, Switch)는 송신 경로로 스위치를 선택하여 송신 전력을 손실 없이 안테나로 전송하고, 수신경로로는 일정량의 격리된 신호 양을 출력시킨다. 반대로, 수신 경로일 경우에는 안테나를 통해 수신된 신호를 선택하여 순방향인 수신 경로로 전달시키는 반면 송신경로로는 신호가 전달되지 않도록 한다.
90도 커플러 (5, 7, 90 Degree Coupler)는 수신경로에서 90도위상차를 갖는 2포트 커플러와 리미터(LMT)회로로서, 1차적으로 송신경로에서 출력된 높은 전력의 신호를 차단하기 위한 목적이며, 2차적으로는 안테나 포트와의 체결상에서 발생할 수 있는 부정합으로 인하여 부하(LOAD)가 전반사 되어 수신경로로 최대 전력이 입력되었을 때, 90도 커플러 내부의 격리 포트에 위치해 있는 50오옴 저항을 통해서 종단을 시킴으로서 재 반사되어 송신경로에 있는 고출력 증폭기의 소손(고장)을 방지하는데 목적이 있다. 이때, 수신 경로의 잡음지수 열화는 발생하지 않는다.
저잡음 증폭기(8, LNA-Low Noise Amplifier)는 안테나로부터 수신된 미약한 신호를 잡음은 최소화하면서 이득을 증폭하는 역할로서 2단으로 구현되었다.
도 11을 참조하면, 4채널을 갖는 송수신모듈이 4개로 Array된 형태의 구성도로서, 도 10의 회로가 16개 구비되며, 모듈이 필요로 하는 제어 및 전원을 부배열 모듈에서 인가 받는다.
본 발명의 실시 예에서는, 송수신모듈과 이를 구동하기 위한 부배열 모듈을 일체형으로 결합하고, 송수신모듈의 방열 특성을 효율적으로 외부 기구물에 전달하기 위한 프레임 기구물을 적용한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 송수신모듈 사이즈를 줄이기 위해 단일부품 형태의 패키징 구현 및 부배열 보드와 GPO 커넥터 및 마이크로 D-sub 커넥터를 사용하여 별도의 하네스 없이 연결되도록 한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 마이크로파 영역의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품들은 Bare type을 사용하여 부피를 줄이고 무게를 절감하기 위해 chip & wire 공정을 이용한 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈(200) 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (7)
16 채널을 가진 16 채널 송수신 모듈(200);
상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 부배열 모듈(100)을 포함하고,
상기 부배열 모듈(100) 하부에 상기 16 채널 송수신 모듈(200)이 일체형으로 결합되는 것을 특징으로 하고,
상기 부배열 모듈(100)은,
상부에 위치하여 부배열 모듈을 보호하는 커버(110);
상기 커버 하부에 위치하며, 4개의 PCB 기판으로 이루어져, 상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 PCB 기판부(120);
상기 PCB 기판부(120)가 내부에 수납되며, 상기 커버(110)와 결합되는 PCB 수납부(130)를 포함하며,
상기 PCB 기판부(120)는 2개의 전원보드, 제어보드 및 분배보드를 포함하고,
상기 16 채널 송수신 모듈(200)은 ,
4개의 정사각형의 송수신 모듈이 결합된 4개의 4채널 송수신 모듈(220)로 구성되고,
상기 4채널 송수신 모듈(220)은,
상기 PCB 기판부(120)의 하부 BMA 커넥터와 접속되는 결합보드(211);
상기 결합보드(211) 하부에 위치하는 4개의 송수신 모듈(212);
상기 4개의 송수신 모듈(212)이 수납되도록 홈이 파여져 있고, 상기 부배열 모듈과 결합하는 4채널 송수신모듈 수납부를 포함하는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 부배열 모듈(100)을 포함하고,
상기 부배열 모듈(100) 하부에 상기 16 채널 송수신 모듈(200)이 일체형으로 결합되는 것을 특징으로 하고,
상기 부배열 모듈(100)은,
상부에 위치하여 부배열 모듈을 보호하는 커버(110);
상기 커버 하부에 위치하며, 4개의 PCB 기판으로 이루어져, 상기 16 채널 송수신 모듈(200)을 제어 및 구동하는 PCB 기판부(120);
상기 PCB 기판부(120)가 내부에 수납되며, 상기 커버(110)와 결합되는 PCB 수납부(130)를 포함하며,
상기 PCB 기판부(120)는 2개의 전원보드, 제어보드 및 분배보드를 포함하고,
상기 16 채널 송수신 모듈(200)은 ,
4개의 정사각형의 송수신 모듈이 결합된 4개의 4채널 송수신 모듈(220)로 구성되고,
상기 4채널 송수신 모듈(220)은,
상기 PCB 기판부(120)의 하부 BMA 커넥터와 접속되는 결합보드(211);
상기 결합보드(211) 하부에 위치하는 4개의 송수신 모듈(212);
상기 4개의 송수신 모듈(212)이 수납되도록 홈이 파여져 있고, 상기 부배열 모듈과 결합하는 4채널 송수신모듈 수납부를 포함하는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 PCB 기판부(120)가 상기 16 채널 송수신 모듈(200)과 접속되도록 하기 위하여 상기 PCB 수납부(130)의 바닥면에는 소정 모양의 개구부(131)가 형성된 것을 특징으로 하는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
상기 PCB 기판부(120)가 상기 16 채널 송수신 모듈(200)과 접속되도록 하기 위하여 상기 PCB 수납부(130)의 바닥면에는 소정 모양의 개구부(131)가 형성된 것을 특징으로 하는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
제3항에 있어서,
상기 PCB 기판부(120)는 상부에 전원 및 제어 신호를 받아들일 수 있는 상부 커넥터가 형성되고, 상기 커버(110)에는 상부 커넥터에 대응되는 소정 모양의 상부 개구부(111)가 형성되는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
상기 PCB 기판부(120)는 상부에 전원 및 제어 신호를 받아들일 수 있는 상부 커넥터가 형성되고, 상기 커버(110)에는 상부 커넥터에 대응되는 소정 모양의 상부 개구부(111)가 형성되는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 결합보드(211)는 상기 부배열 모듈의 분배보드로부터 전원 & 제어 신호를 커넥터를 통해서 인가를 받되, 1:4 분배기를 거쳐 출력되는 신호를 GPO 커넥터로 입력받는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
상기 결합보드(211)는 상기 부배열 모듈의 분배보드로부터 전원 & 제어 신호를 커넥터를 통해서 인가를 받되, 1:4 분배기를 거쳐 출력되는 신호를 GPO 커넥터로 입력받는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
제6항에 있어서,
상기 송수신 모듈(212)은
상부 커버(216);
전원 및 제어회로 기판이 내장되고, 측면 상부에 3개의 패드(218)가 형성되고 바닥면에 안테나 단자가 형성되는 바디(217)를 포함하는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
상기 송수신 모듈(212)은
상부 커버(216);
전원 및 제어회로 기판이 내장되고, 측면 상부에 3개의 패드(218)가 형성되고 바닥면에 안테나 단자가 형성되는 바디(217)를 포함하는 위상배열 레이더 시스템의 X대역 16 채널 송수신 모듈 및 부배열 모듈이 일체형으로 된 패키징 장치.
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|---|---|---|---|---|
| KR100833203B1 (ko) | 2007-08-23 | 2008-05-28 | 한국전자통신연구원 | 다중 대역 송수신 장치 |
| KR100990453B1 (ko) | 2010-05-17 | 2010-10-29 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 적응적 송신 및 직접수신 방식을 사용하는 송수신 모듈 및 이를 이용한 송수신 장치 |
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| KR100990453B1 (ko) | 2010-05-17 | 2010-10-29 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 적응적 송신 및 직접수신 방식을 사용하는 송수신 모듈 및 이를 이용한 송수신 장치 |
Non-Patent Citations (1)
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| 정민길 외 4명. 항공기용 평면형 능동 전자주사식 위상 배열(AESA) [출처]https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201007535004445 |
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