KR20200047850A - 레이더 시스템 - Google Patents

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KR20200047850A
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문석환
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템은, 기판과 상기 기판 상에 적층되는 회로들을 구비하는 송수신 모듈과, 상기 송수신 모듈에 연결되는 안테나와, 상기 송수신 모듈과 상기 안테나 사이에 배치되고, 상기 송수신 모듈을 냉각하는 냉각 모듈을 포함한다. 상기 냉각 모듈은 상기 안테나 및 상기 통신 모듈을 연결하는 터미널을 실장하는 터미널 불렛 소켓과, 상기 터미널 불렛 소켓을 둘러싸는 방열 블록과, 상기 방열 블록의 양측 또는 일측에 배치되고, 상기 기판에 접촉되어 판상 모양을 갖는 히터 파이프를 포함할 수 있다.

Description

레이더 시스템{Radar system}
본 발명은 레이더 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원의 레이더 시스템에 관한 것이다.
최근, 레이더 시스템의 설계 구조가 2차원에서 3차원으로 바뀌고 있으며, 상기 레이더 시스템의 단위 표면적 당 방출 열량은 증가하고 있는 추세에 있다. 그에 따라, 상기 레이더 시스템은 다양한 방법으로 냉각되고 있다. 예를 들어, 상기 레이더 시스템의 냉각 방법은 크게 액체 냉각 방법과 히트 파이프 냉각 방법을 포함할 수 있다. 먼저, 액체 냉각과 함께 사용되는 PCM(Phase Change Material)의 경우, 우수한 열소산 능력을 갖고 있으나, 고상과 액상의 변화에 따른 냉각 신뢰성 저하의 특성을 가질 수 있다. 반면, 히트 파이프 냉각 방법은 건식(dry cooling) 냉각 방법으로 냉각 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점을 가질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 시스템의 크기 또는 면적의 증가를 최소화하고, 냉각 효율을 증대시킬 수 있는 레이더 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은 개념에 따른 레이더 시스템은, 기판과 상기 기판 상에 적층되는 회로들을 구비하는 송수신 모듈; 상기 송수신 모듈에 연결되는 안테나; 및 상기 송수신 모듈과 상기 안테나 사이에 배치되고, 상기 송수신 모듈을 냉각하는 냉각 모듈을 포함한다. 여기서, 상기 냉각 모듈은: 상기 안테나 및 상기 통신 모듈을 연결하는 터미널을 실장하는 터미널 불렛 소켓; 상기 터미널 불렛 소켓을 둘러싸는 방열 블록; 및 상기 방열 블록의 양측 또는 일측에 배치되어 상기 기판의 후면에 접촉되고, 판상 모양을 갖는 히터 파이프를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템은 송수신 모듈과 안테나 사이에 배치되는 냉각 모듈을 이용하여 시스템의 크기 또는 면적의 증가를 최소화하고, 칩 근처에는 액체 냉각 유로가 지나가지 않도록 함으로써 결로로 인한 신뢰성 문제를 해결할 수 있으며, 상기 송수신 모듈의 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 냉각 모듈의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 냉각 모듈의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 응용 예에 따른 레이더 시스템의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 응용 예에 따른 레이더 시스템의 일 예를 보여주는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템(100)을 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 레이더 시스템(100)은 3D 레이더 시스템일 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 레이더 시스템(100)은 송수신 모듈(110), 안테나(120), 및 냉각 모듈(130)을 포함할 수 있다.
상기 송수신 모듈(110)은 레이더 발신 신호를 상기 안테나(120)에 송신하고, 상기 안테나(120)의 레이더 감지 신호를 수신할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 송수신 모듈(110)은 기판(112), 서큘레이터(114), 송신기(116), 수신기(118), 및 파워 증폭기(119)를 포함할 수 있다. 상기 기판(112)은 실리콘 웨이퍼, 또는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 상기 서큘레이터(114), 상기 송신기(116), 상기 수신기(118) 및 상기 파워 증폭기(119)는 상기 기판(112) 상에 적층되는 회로들일 수 있다.
상기 서큘레이터(114)는 상기 기판(112) 상에 배치될 수 있다. 상기 서큘레이터(114)는 상기 레이더 발신 신호와 상기 레이더 감지 신호를 스위칭할 수 있다. 상기 레이더 발신 신호와 상기 레이더 감지 신호는 고주파 신호일 수 있고, 상기 발신 신호의 파워는 상기 레이더 감지 신호의 파워보다 클 수 있다. 상기 서큘레이터(114)는 상기 송신기(116)의 상기 레이더 발신 신호의 송신 중에 상기 안테나(120)와 상기 수신기(118)의 연결을 끊어 상기 레이더 발신 신호로부터 상기 수신기(118)를 보호할 수 있다.
상기 송신기(116)는 상기 서큘레이터(114) 상에 배치될 수 있다. 상기 송신기(116)는 상기 레이더 발신 신호를 생성하여 상기 안테나(120)에 제공할 수 있다. 상기 레이더 발신 신호는 상기 안테나(120)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기 수신기(118)는 상기 송신기(116) 상에 배치될 수 있다. 상기 수신기(118)는 상기 안테나(120)로부터 상기 레이더 감지 신호를 수신할 수 있다.
상기 파워 증폭기(119)는 상기 수신기(118) 상에 배치될 수 있다. 상기 파워 증폭기(119)는 상기 수신기(118)의 상기 레이더 감지 신호를 증폭시킬 수 있다. 상기 파워 증폭기(119)는 적어도 하나 이상의 다이오드를 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 파워 증폭기(119)는 상기 기판(112)과 상기 서큘레이터(114) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 파워 증폭기(119)는 상기 서큘레이터(114)와 상기 송신기(16) 사이에 배치될 수 있다.
상기 안테나(120)는 상기 기판(112)의 후면 상에 배치될 수 있다. 상기 안테나(120)와 상기 기판(112) 사이에 터미널(122)이 제공될 수 있다. 상기 터미널(122)은 상기 기판(112) 중심의 구멍을 통해 상기 서큘레이터(114)에 연결될 수 있다. 상기 터미널들(122)은 도전성 금속 배선 또는 불렛을 포함할 수 있다.
상기 냉각 모듈(130)은 상기 안테나(120)와 상기 기판(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 냉각 모듈(130)은 상기 기판(112)의 후면에 직접적으로 접촉할 수 있다. 상기 냉각 모듈(130)은 판상(plate) 모양을 가질 수 있다. 상기 냉각 모듈(130)은 상기 송수신 모듈(110)의 일측에 선택적으로 배치되고, 레이더 시스템(100)의 크기 또는 면적의 증가를 최소화할 수 있다.
도 2는 도 1의 냉각 모듈(130)의 일 예를 보여준다.
도 2를 참조하면, 상기 냉각 모듈(130)은 터미널 불렛 소켓들(132), 방열 블록(134), 및 히트 파이프들(136)을 포함할 수 있다.
상기 터미널 불렛 소켓들(132)은 상기 터미널들(122)을 감쌀 수 있다. 상기 터미널 불렛 소켓들(132)은 플라스틱 또는 고무를 포함할 수 있다.
상기 방열 블록(134)은 상기 터미널 불렛 소켓들(132)을 고정할 수 있다. 상기 방열 블록(134)은 직육면체 모양을 갖고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
상기 히트 파이프들(136)은 상기 방열 블록(134)의 양측들에 각각 배치될 수 있다. 상기 히트 파이프들(136)은 상기 기판(112)의 후면에 직접적으로 접촉될 수 있다. 상기 히트 파이프들(136)은 상기 기판(112)을 냉각할 수 있다. 상기 히트 파이프들(136)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 히트 파이프들(136)은 내부 유체관을 갖고, 그루브 측벽들을 가질 수 있다. 상기 그루브 측벽들은 상기 히트 파이프들(136)의 모세관 현상을 유도할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 냉각 모듈(130) 주변의 상기 기판(112)의 후면에 패키지(140)가 제공될 수 있다. 상기 패키지(140)는 상기 냉각 모듈(130)을 상기 기판(112)의 후면에 부착 또는 고정할 수 있다. 상기 패키지(140)는 클램프 또는 유기 콤파운드를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템(100)을 보여준다. 도 4는 도 3의 냉각 모듈(130)의 일 예를 보여준다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 레이더 시스템(100)의 냉각 모듈(130)의 히트 파이프(136)는 방열 블록들(134) 사이에 배치될 수 있다. 상기 방열 블록들(134) 중 어느 하나는 터미널 불렛 소켓들을 고정할 수 있다. 상기 방열 블록들(134)과 상기 히트 파이프(136)는 송수신 모듈(110)의 기판(112)의 후면에 직접적으로 접촉하여 상기 기판(112)을 건식으로 냉각할 수 있다. 상기 레이더 시스템(100)의 송수신 모듈(110), 안테나(120), 터미널(122), 및 패키지(140)는 도 1과 동일하게 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 응용 예에 따른 레이더 시스템(100)의 일 예를 보여준다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 레이더 시스템(100)은 L자 모양의 냉각 모듈들(130)을 포함할 수 있다. 냉각 모듈들(130)의 각각은 복수개의 송수신 모듈들(110)을 연결시키고, 상기 송수신 모듈들(110)을 동시에 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 냉각 모듈(130)의 각각은 약 4개의 송수신 모듈들(110)을 연결시킬 수 있다. 터미널(122)은 상기 냉각 모듈(130)을 관통하여 상기 송수신 모듈들(110)과 안테나(120)를 연결시킬 수 있다. 상기 냉각 모듈들(130) 각각의 일부는 안테나(120)와 상기 송수신 모듈들(110) 사이에 배치되고, 패키지(140)는 상기 냉각 모듈들(130)과 상기 안테나(120)를 연결시킬 수 있다. 상기 냉각 모듈들(130)은 송수신 모듈들(110) 외곽의 냉각수 라인(150)에 연결될 수 있다. 상기 냉각수 라인(150) 내의 냉각수는 상기 냉각 모듈(130)을 냉각시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 응용 예에 따른 레이더 시스템(100)의 일 예를 보여준다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 레이더 시스템(100)의 냉각 모듈(130)은 안테나(120)에 대향하는 송수신 모듈들(110)의 타측 상에 배치될 수 있다. 상기 안테나(120)는 상기 송수신 모듈들(110)의 일측 상에 배치될 수 있다. 패키지(140)는 상기 안테나(120)와 상기 송수신 모듈들(110)을 고정할 수 있다. 터미널들(122)은 상기 안테나(120)와 상기 송수신 모듈들(110)을 연결할 수 있다. 상기 냉각 모듈(130)은 판상 모양을 가질 수 있다. 상기 냉각 모듈(130)의 외곽에 냉각수 라인(150)이 연결될 수 있다. 상기 냉각 모듈(130)은 상기 냉각수 라인(150) 내의 냉각수에 의해 냉각될 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (1)

  1. 기판과 상기 기판 상에 적층되는 회로들을 구비하는 송수신 모듈;
    상기 송수신 모듈에 연결되는 안테나; 및
    상기 송수신 모듈과 상기 안테나 사이에 배치되고, 상기 송수신 모듈을 냉각하는 냉각 모듈을 포함하되,
    상기 냉각 모듈은:
    상기 안테나 및 상기 통신 모듈을 연결하는 터미널을 실장하는 터미널 불렛 소켓;
    상기 터미널 불렛 소켓을 둘러싸는 방열 블록; 및
    상기 방열 블록의 양측 또는 일측에 배치되어 상기 기판의 후면에 접촉되고, 판상 모양을 갖는 히터 파이프를 포함하는 레이더 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220143496A (ko) * 2021-04-16 2022-10-25 엘아이지넥스원 주식회사 다층 냉각유로 구조의 냉각 장치 및 그를 포함하는 레이더 송수신 장치
KR102634559B1 (ko) 2022-08-29 2024-02-08 주식회사 키프코전자항공 Ｔｒｍ ＆ 방열판 일체형 구조

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