대출력 전자기 충격파에 의한 RF 전단부 시스템의 오작동 메커니즘 분석

Abstract

현대전에서 직접무기 보다 대출력 전자기 충격파와 같은 비살상무기의 비중이 높아짐에 따라, 다양한 분야에서 사용되고 있는 RF 기기의 피해에 대한 우려가 증가하고 있다. 이러한 피해에 대비하기 위해서는 전자기 충격파로 부터 RF 기기를 보호하기 위한 다양한 연구를 통해 보호 / 차폐 기법이 요구된다. 본 논문에서는 전자기 충격파가 RF 전단부 시스템(RF Front-end system)에 유입되었을 떄, RF 전단부에 유도되는 고장전압에 의해 발생하는 주요부품의 손상을 분석하여 오작동에 이르는 메커니즘을 연구하였다. RF 전단부를 구성하는 LNA(Low Noise Amplifier)는 안테나에서 수신한 신호를 원하는 크기로 증폭하고 잡음을 제거하는 주요부품으로, 이 소자의 동작에 의해 RF 전단부의 정상적인 기능이 가능하다. 따라서 고장전압을 모의한 전원을 제작 하여 LNA에 고장실험을 진행하고 이를 바탕으로 손상모델을 구성하였다. 실험결과, 현실적인 전파거리를 고려하였을 때 LNA소자에 인가되는 고장전압에 의해 단계적인 손상이 발생하였고 이 손상에 의해 출력파형의 급격한 변화가 나타남에 따라 이후 구성된 소자(BPF, Base-band 소자 등)의 피해가 예상된다. 본 논문의 결과를 바탕으로 전자기 충격파에 의한 RF 기기의 취약점을 보완하기 위해, RF 전단부 시스템에 유도되는 고장전압을 저감시키는 연구와 함께 RF 전단부 이후에서 손상된 LNA에 의해 발생하는 급격한 파형변화를 완화시키는 연구가 요구된다.