달성 4)신호처리의 임베디드 플랫폼화 및 최적화를 통해 레이더 시스템의 실시간처리 추구 5) 실용성을 위하여 방위90도 고각45도의 넓은범위를 빠르게 스캔하여 탐지성능을 향상 (스캔 1.3초)
○ 독창성
- 본 과제를 수행할 경우, 제안자는 강상관 전자계의 금속-절연체 전이 현상을 다루는데 국내/외 금속-절연체 전이를 연구하는 그룹과는 관점을 달리하여 연구를 수행할 것임. 특히, 제안자의 Hole-driven MIT 이론을 바탕으로 그동안 본 연구팀이 준비해 온 실험시스템을 적극 활용하여 응용을 넘어서 상용화까지 연구를 확대 수행할 계획임. Hole-driven MIT 이론에 의하면 상변환 등에 의해 MIT가 일어나는 것으로 알려져 있는 여러 물질들 외에 새로운 많은 물질들에서 MIT 현상이 관찰될 것으로 기대되므로 중점적으로 신소재 개발을 수행하고자 함.
- Hole-driven MIT 이론에서 제시한 급격한 금속-절연체 전이의 응용분야는 초고속 스위칭 트랜지스터, 차세대 메모리, 차세대 전지, 밀리미터파 통신용 광게이트(Modulator), 홀로그램, 임계온도 센서, Two-color indicator, 전류제어형 inductor, 적외선 검출기, 적외선 광원(MIT Laser), 청색광원, 디스플레이의 백라이트용 백색광, RF 진동자, RF 스위치, 신개념 MMIC, 저발열 파워소자, LED 등 다방면에 걸쳐있는데, 본 과제에서는 신소재 개발, MIT 트랜지스터 개발, 가정용 교류전압 220V 전기시스템 보호용 잡음제거용 소자, 고감도 가시광 센서 (조도센서) 개발 등을 주요 목표로 수행하며, 차후에 시장규모가 엄청날 것으로 예상되는 차세대용 메모리, 초고속 광소자, 신개념 고주파 소자, MIT LED 개발에 우리의 연구력을 집중할 계획임.
- 고속(<100km))으로 이동하는 소형무인이동체의 정밀한 움직을 탐지하기 위하여, FMCW 송신신호를 이용한 아주 작은 (RCS=0.01m2)의 물체를 탐지할 수 있으며, AESA 기반 기술을 적용하여 광범위한 탐지영역을 스캔하며 이동체를 정확히 탐지할 수 있는 소형레이더의 핵심부품 및 시스템을 국내기술로 개발
제 2 장 연구개발 목표 및 수행방법
제 1 절 연구개발목표 및 내용
1. 최종목표구 분 내 용
최종목표
○ MIT-양자 현상규명 및 신개념, MIT 재료 및 스위치, 기초원천기술 및 응 용분야 개발
- Hole-driven MIT 이론 개발 및 강상관 MIT 물질에서 모트 MIT 이론 규명 - Si, 2D 구조 CuO2, XS2 (X: Ta, Ni, W, Mo 등) 재료에서 MIT 현상연구 - MIT 메커니즘 응용소자 연구
○ 소형무인이동체를 전천후 탐지할 수 있는 레이더 RF 송수신 칩 및 신호처리 알고리즘의 핵심원천 기술 확보와 휴대용 레이더 시스템 및 핵심부품 국산화 기술 개발
- 소형무인이동체 탐지 안테나와 빔 제어 기술 - 소형무인이동체 탐지 레이더 RF 송수신 칩 기술 - 소형무인이동체 탐지 신호처리 플랫폼 기술
- 소형 레이더 패키징 모듈 기술과 휴대용 시스템 개발
<소형무인이동체 탐지용 레이더 핵심 부품 및 휴대용레이더 시스템>
세부목표
(1) 정성적 세부목표
ㅇ MIT-양자 현상규명 및 신개념 메카니즘 규명 (물리학 문제) - Hole-driven MIT 이론 개발
- 강상관 MIT 물질에서 모트 MIT 이론 규명 ㅇ MIT 신소재 및 메카니즘 연구
-Si, 2D 구조 CuO2, XS2 (X: Ta, Ni, W, Mo 등) 재료에서 MIT 현상연구 ㅇ MIT 소자 및 기술이용 산업용 센서 및 시스템 개발
- MIT 메커니즘 이용 센서, 뉴론 소자 및 아날로그 메모리 응용연구 ㅇ 소형무인이동체 탐지 AESA 안테나 및 빔제어 기술
- 소형무인이동체의 탐지를 위한 위상 배열 안테나 개발 - 위상배열 안테나의 최적화를 통한 소형화 구조 개발 ㅇ 소형무인이동물체 탐지 레이더 RF 송수신 칩
- FMCW 레이더 신호 생성기 개발
- 능동 위상 배열을 위한 송수신 Phase Shifter 개발 - 레이더 수신 LNA,수신 Phase Sifter,믹서 및 BBA 개발 ㅇ 소형무인이동물체의 탐지위한 신호처리 알고리즘
- 목표물 정보처리 및 클러스터 제거 신호처리 기술 개발 - 다중 목표물 신호처리 기술 개발
- 작은 RCS를 갖는 이동체 탐지/식별 성능향상 신호처리 기술 개발 ㅇ 소형 레이더 패키징 모듈 기술과 휴대용 시스템 개발
- 위상배열 안테나 및 RF front-end 소형화 모듈 기술 개발 - 방열처리포함 휴대용 레이더 시스템 기술 개발
(2) 정량적 세부목표
목표 세부
o MIT현상규명: Hole-driven MIT 이론 실험적 검증
o 2D layer 구조 MIT소재 응용성 있는 2D MIT 물질 개발 o 양자점프 Tr. 구현 큐빗, 뉴론
/시냅스 설계/구현
양자점프 Tr. 에 의한 큐빗, 뉴론 /시냅스 구현
o 레이더능동형 주사방식: AESA(Active Electronically Scanned Array)
o 사용주파수: X-band ((9.6GHz 중심주파수)
o 최대 탐지 거리 (RCS=0.01m2): > 1km
o 탐지 빔폭/방위각/고도각 15도/90도/45도
o 소모전력: 50W
o 무게: 20kg
2. 연차별 연구개발 목표 및 내용
3. 당해연도 연구개발 목표 및 내용 가. 연구개발목표
가) 연구개발목표
o MIT-양자 현상규명/국제공동연구 I o MIT 현상 기반 응용기술 개발 I o MIT 소자 및 기술이용 산업화 연구 I
o 소형무인이동체 탐지위한 레이더 RF송수신 IP 및 신호처리 구조 개발
나) 연구개발 내용
- 산화물 모트 MIT-양자 현상규명: Impurity-induced MIT 이론 및 실험 연구 - 신개념 양자 점프를 이용 소자원천기술 개발
- MIT 소자/CTS를 이용한 응용기술 개발: VO2.3 초록광 센서연구 - 정온식 단독형 MIT 화재 감지기 기술개발 형식승인 기준 만족 - MIT 센서 이용 연기감지기
- MIT 메커니즘에 관한 국제 공동연구
- MIT 센서 국제전시회 참가 (산호세 Sensor Expo) - 초록광, 단독형 MIT 감지기 기술이전 (연구소 기업)
- 레이더 신호처리 및 데이터 처리 핵심 알고리즘 연구
. 1km 탐지위한 신호처리 설계 및 작은 RCS 구별위한 알고리즘 연구 - 레이더 RF 송수신 핵심 IP 설계
. TX: FMCW생성기, Phase Shifter IP 설계 . RX: LNA, 및 믹서, BBA IP 설계
- 레퍼런스 레이더 시스템 구조 및 플랫폼 기술개발
. 상용부품 활용한 레이더 시스템 규격 및 구조 검증위한 시스템 개발
제 2 절 연구개발 추진체계 및 방법
1. 연구개발 추진체계<추진체계도>
○ MIT 과제 최종 목표 달성을 위해서는 과제 수행 시 발생될 수 있는 장애 요소를 적절히 제거해 나가 는 것이 매우 중요함. 금속-절연체 전이 현상규명과 관련된 연구는 본 연구팀이 이미 선행 연구를 통하여 MIT 생성 메카니즘을 도출하였으므로, 실험적인 결과 도출과 연구의 확산에 주력할 것임. 또 한, 산화물, 비산화물 및 유기물 등의 새로운 물질을 통하여 MIT 현상을 증명하고, MIT 현상을 기반 으로 하는 응용 소자 개발을 지속적으로 하여 국제적으로 치열한 경쟁속에서 원천기술을 확보할 작정 임. 본 과제에서는 상용화 연구 보다는 창의적 신개념과 기초 핵심기술 및 응용분야를 개발할 예정임.
○ ETRI는 소형무인이동체 탐지레이더 원천기술 개발, 핵심 IP확보, 포터블한 소형 레이더 시스템 플랫 폼 개발을 주도하며, 대학연구기관과 작은 RCS 탐지위한 원천연구에 협력하고, 전문 기업들과 특화 된 안테나 및 플랫폼 기술을 활용하여 상용화 할 수 있는 시스템을 구축 함
○ ETRI-콜롬비아 대학과 국제 공동연구 계약 체결
○ ETRI 연구팀은 아래 추진체계에 있는 연구기관과 각자의 자원공유로 공동연구 수행
○ ETRI 연구팀에서 독자적인 시스템 규격/구조를 확정하고 RF송수신부품과 신호처리 플랫폼 개발을 주 도 함
○ ETRI-전문기업기술용역으로 레퍼런스 레이더 플랫폼 개발
○ 용역으로 레이더 신호처리 및 데이터처리 핵심연구 공동수행 함
2. 연구개발방법
○ MIT 현상규명연구는 ETRI-MIT 연구팀의 연구 결과의 확산을 위해 국제 공동연구를 강력하게 실시하 며, 특히 세계적으로 우수한 연구그룹과 공동연구로 수행할 예정임
- 소자 연구를 위한 리소그라피는 외부 혹은 내부의 타 연구팀의 장비를 공동연구를 통해 수행할 예정임 - MIT 응용기술 개발은 시장조사 결과를 활용하여, 시장에서 필요한 응용기술을 개발할 예정임
○ 레이더 핵심부품 개발연구는 ETRI 독자적으로 시스템규격 및 구조를 확보하며, RF송수신 부품과 신 호처리 플랫폼의 원천기술을 확보하고 학교와 기업과 연계하여 신호처리 알고리즘 및 시스템 플랫폼
을 개발 함
- 학교와 연계하여 아주 작은 RCS(radar cross section)을 지닌 소형무인이동체 탐지를 위한 신호처 리 선행연구 수행 함
- 레이더 전문기업과 연계하여 안테나와 시스템 고도화 기술 개발 함
○ ETRI 연구팀은 독자적으로 연구수행 하면서 서로 필요한 부분을 공유하는 방식으로 콜롬비아 대학과 국제공동계약을 체결하여 연구수행
○ 신개념 및 원천기술 개발은 ETRI 연구팀 단독으로 수행함
○ ETRI 연구팀에서 핵심부품 및 시스템 규격을 주관하며 전문기업에서 플랫폼 개발 및 일부 신호처리/
데이터 처리 핵심 알고리즘 개발 함
제 3 절 성과목표 및 성과지표
1. 성과목표가. 성과목표의 개요
○ 개 요
- MIT 현상 규명을 통해 물리학 물리문제인 고온촌전도 메카니즘을 규명하여 국위를 선양하고, 신개념 소자의 핵심원천기술을 확보하여 국부창출에 기여하려고 함
- 소형무인이동체를 전천후 탐지할 수 있는 안테나와 레이더 RF 송수신 칩 및 레이더 신호처리 플랫폼 의 핵심원천 기술 확보와 핵심부품의 국산화 및 민간 상용화를 위한 기술 개발
○ 설정근거
- MIT 연구팀의 오랜 연구를 통해 MIT 이론 개발 및 중요 물리문제를 집중하여 세계속에서 경쟁의 우위 를 확보하고 있음
나. 상위 목표와의 연계성
○ 경영성과계획서(전략목표 및 성과목표)와의 연계성
- 미래 새로운 연구분야인 MIT-양자 분야는 새로운 연구분야에서 신개념 도출과 기초원천 핵심기술은 ETRI 전략목표를 충족하고 있음
- 주요 기술 선진국은 위험물체 탐지 레이더 분야 투자 확대 등 국가 차원의 정책역량을 집중하고 있
- 주요 기술 선진국은 위험물체 탐지 레이더 분야 투자 확대 등 국가 차원의 정책역량을 집중하고 있