일반기술

60GHz 송수신 모듈 설계 기술

<기술의 개요>밀리미터파란 자유 공간에서의 주파수 대역이 30GHz~300GHz인 밀리미터 파장을 갖는 전자기파로써 마이크로파에 비해서 상당히 넓은 대역을 가지므로 대용량 데이터의 전송 가능하다. 그러므로 광통신 등 기존의 초고속 유선망과 연계하여 어디서나 자유로운 고품질의 통신이 가능한 환경을 구현하기 위해서 밀리미터파를 이용하는 기술은 매우 중요하다. 밀리미터파 대역 중에서 60GHz 대역은 전세계적으로 57~64GH의 공통대역을 비허가 주파수 대역으로 할당하고 있고 우리나라에서도 지난 2006년에 비허가 용도 미지정 대역으로 분배되어 이용가치가 높다. 해당 기술은 이러한 60GHz 주파수대역에서 광대역 신호 전송을 위한 밀리미터파 송수신기 설계 기술로 광대역 신호 전송을 위한 RF 송수신기 구조 설계 기술과 OOK mod/demod 설계 기술 그리고 다층 및 단층 기판을 이용한 밀리미터파 저손실 패키지 및 수동 소자 설계 기술이 포함되어 있다.밀리미터파를 이용하는 기술은 세계적으로 다양한 표준화 작업이 이루어지고 있다. IEEE 802.16의 TG1(Task Group 1)에서 밀리미터파 대역인 10~66GHz 대역에서의 무선접속 규격 작성을 담당하여 2001년 12월에 승인을 받고, 2002년 4월 8일 그 규격을 발표하였다. 밀리미터파 주파수 개발은 초고속으로 언제 어디서나 데이터, 화상전화, 고화질 동영상 등의 고속멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 초고속 무선 인터넷 망을 구축하여 통신수요가 많은 도시 밀집지역 및 유선가설이 불가한 주거지역에 저가격 광대역 멀티미디어 서비스를 제공함으로서, 지역간 사회적 문화적 정보화 격차를 해소시킬 수 있는 기반을 구축하는 것이 가능하다. 하지만 국내 밀리미터파 송수신기 개발 업체들은 새로운 기술을 독자적으로 개발할 여력이 없으므로 밀리미터파 대역의 핵심 부품 및 장비의 국산화를 위해서는 해당 기술을 적용으로 국내 통신시스템 제조업체의 기술력 향상과 관련 산업을 보호하고 선진 외국기업의 기술독점으로 인한 국내시장 잠식을 방지할 필요성이 있다.해당 기술은 60GHz 대역 송수신 시스템 및 패키지 설계/제작 기술, 소형 안테나/도파관 필터/천이회로 제작 기술, 다층기판 설계/제작 기술을 포함하고 있다.<기술의 특징>(1) 60GHz 대역 송수신기를 이용한 밀리미터파 점대점 통신 서비스를 목적으로 한다.(2) 송수신기 모듈의 저손실을 위한 패키지 기술 및 천이 기술을 사용한다.(3) 송신부는 직접변환방식을 사용하고 수신부는 단일변환 후 직접 복조방식을 사용한다.(4) LO는 송신단의 LO Leakage를 줄이고 PLL의 편의성 및 가격의 저렴화를 위해 1/2 LO를 이용하여 서브하모닉 믹서로 입력된다.(5) 안테나는 소형화를 위해 기구물에 삽입된 형태의 혼안테나 및 LTCC를 이용해 제작할 수있다.<활용방안 및 기대성>ㅇ 밀리미터파 국간 중계 시스템을 개발하여 국내 및 외국 시장 개척 가능함 ㅇ 초고속 멀티미디어 서비스를 저렴하게 제공하기 위한 밀리미터파 대역의 소형화된 송수신시스템의 핵심부품 및 통합 모듈을 개발함으로써 국내 통신시스템 제조업체의 기술력 향상과 관련 산업을 보호하고 선진 외국기업의 기술독점으로 인한 국내시장 잠식을 방지할 수 있음<시장전망>- 60GHz 고정 PTP 시장은 현재 초기상태에 있으며 2008~2009년에 발전할 것으로 예상됨- 무선 POINT-to-POINT 시장이 2009년도에 70억 달러수준으로 성장 예상. 그 중 30GHz 이상의 밀리미터파 이용 장비의 Unit 점유율이 2006년 14.2%에서 2009년도 16.8%로 성장 예측. 또한 장비의 가격이 Link당 2만불 이하가 되면 판매가 증가할 것으로 예상됨※ 자료 : Visant Strategies사의 PtoP Microwave Radio The Market in 2005 and beyond- 전세계 60GHz 고정 PTP 시장은 1억 2,200만불에서 2012년 4억 9,500만불로 성장할 것으로 기대됨, 그리고 연평균 성장률은 41.9%로 전망됨 ※ 자료 : Practel Inc. (2008)