핵융합硏-케이알에프, 다중 공간 결합기 기술 이전
한국의 인공태양인 초전도핵융합장치 ‘KSTAR’에 활용하는 가열기술을 이용해 산업, 의료, 과학 분야에 활용할 수 있는 고출력의 RF(Radio Frequency) 반도체 증폭기의 국산화가 추진된다.
16일 국가핵융합연구소(소장 김기만)는 ㈜케이알에프(대표이사 최장헌)에 ‘고효율의 고출력 RF 공간 결합기 기술’을 이전하고, 2.45GHz 및 915MHz의 고출력 반도체 전력 증폭기(SSPA, Solid State Power Amplifier) 개발을 추진한다고 밝혔다.
핵융합연구소의 김해진 박사와 위현호 박사가 개발한 ‘고효율 결합 특성을 갖는 다중 고출력 RF 공간 결합기 기술’은 고출력 RF를 발생시키는 장치 구현에 필요한 핵심 기술로, 여러 개의 입력포트에서 입력된 RF 신호가 높은 결합 효율을 갖도록 설계하는 기술이다.
이 기술은 기존 RF 공간 결합기의 구조적인 한계를 극복해 높은 RF 결합 효율과 낮은 에너지 손실을 보여주는 것이 특징이다. 이처럼 고효율 결합 특성을 갖는 RF 공간 결합기를 적용한 SSPA는 기존 고출력 RF 발생장치인 마그네트론 및 클라이스트론 방식보다 에너지의 집중도와 안정도가 매우 높아 효율을 크게 개선할 수 있다. 장비 수명 역시 상대적으로 길어, 유지보수 및 운용 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
핵융합(연)의 고출력 RF 결합 기술을 이전받은 케이알에프는 2.45GHz 및 915MHz 주파수 대역을 포함한 통신 이외의 산업, 과학, 의료에 고주파 에너지원으로 사용하기 위해 지정된ISM(Industrial Scientific Medical) 대역에서 사용 가능한 SSPA의 국산화를 추진할 예정이다.
또 기존 방식 대비 RF 출력 주파수 안정성이 우수하며, RF 출력이 조절 가능한 SSPA 개발을 통해 통신, 플라즈마, 반도체, 가속기, 핵융합 등 다양한 분야에 활용 가능한 제품을 생산할 계획이다.
케이알에프 관계자는 “기술이전으로 현재 많은 분야에서 활용되고 있는 마그네트론, 클라이스트론 장치의 수입대체 효과 뿐 아니라 SSPA 수출을 통해 기업의 매출 증대에 기여할 수 있을 것”으로 기대하고 있다.
고출력 RF 기술은 식품, 곡물, 고무공업, 목재, 유리 제조 뿐 만 아니라 나노물질의 합성, 바이오 디젤 합성, 신약 합성 등의 산업 분야에도 광범위하게 활용되고 있다. 특히 기후변화협약 등에 의한 환경 규제로 친환경 기술에 대한 수요가 높아지고 있어 에너지 효율이 높으며, 청정 기술인 고출력 RF 기술을 이용한 산업은 가파른 성장이 기대되고 있다.
김기만 핵융합연구소장은 “‘KSTAR 기술을 활용한 고출력 RF 결합기 기술은 5G 이동통신 및 위성통신산업 뿐 아니라 항공 등 레이더용 송수신장비 분야에서 다양하게 활용될 것으로 예상하고 있으며, 원천기술을 활용해 분야별로 활용할 수 있는 ‘고효율의 RF 발생장치’ 기술의 개발과 기술상용화를 추진할 계획”라고 밝혔다.