Millimeter-wave Integrated Systems Lab.
전기전자공학부 양종렬
밀리미터파 집적시스템 연구실은 RF, 밀리미터파, 서브-테라헤르츠 대역에서 동작하는 CMOS 집적회로 및 시스템의 설계, 구현, 응용을 선도적으로 연구하는 국내 최고의 연구실 중 하나입니다. 본 연구실은 저잡음 증폭기, 송수신기, 위상천이기, 검출기, 전력 증폭기 등 다양한 고주파 회로 설계 기술을 바탕으로, 5G/6G 무선통신, 원격 센싱, 고해상도 이미징 등 첨단 응용 분야에 필요한 핵심 부품과 시스템을 개발하고 있습니다.
특히, 소형화된 레이더 센서와 AI 기반 신호처리 기술을 융합하여, 비접촉 생체신호 모니터링, 객체 인식, 공간 지능화 등 스마트 환경 구현에 필수적인 솔루션을 제공하고 있습니다. 경험적 모드 분해, 딥러닝, 신경망 등 첨단 신호처리 기법을 도입하여, 잡음 환경에서도 높은 정확도의 신호 검출 및 분류가 가능하도록 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 기술은 헬스케어, 안전, IoT, 자율주행 등 다양한 미래 산업에 적용될 수 있습니다.
또한, 차세대 3차원 패키징 및 집적형 안테나 기술을 통해, 고주파 신호의 손실을 최소화하고 시스템 집적도를 극대화하는 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 유리 인터포저, 다층 기판, 인공 자기 도체(AMC) 기반의 안테나 설계 등 혁신적인 기술을 개발하여, 초고주파 시스템의 소형화와 고성능화를 실현하고 있습니다.
본 연구실은 다수의 국내외 특허, 논문, 산학협력 프로젝트, 그리고 다양한 수상 경력을 보유하고 있으며, 산업체 및 학계와의 긴밀한 협력을 통해 실질적인 기술 상용화와 사회적 기여를 추구하고 있습니다. 연구진은 최신 CMOS 공정과 첨단 측정 장비를 활용하여, 실험적 검증과 이론적 연구를 병행하며, 차세대 정보통신 및 센서 산업의 혁신을 이끌고 있습니다.
앞으로도 밀리미터파 집적시스템 연구실은 RF 및 초고주파 회로, 스마트 레이더 센서, AI 신호처리, 첨단 패키징 및 안테나 기술 등 다양한 분야에서 세계적 수준의 연구 성과를 창출하며, 미래 지향적 융합기술의 중심이 될 것입니다.
Millimeter-Wave Radar
Terahertz Sensors
CMOS Integration
RF, 밀리미터파 및 서브-테라헤르츠 CMOS 집적회로 및 이미징 시스템
본 연구실은 RF, 밀리미터파, 그리고 서브-테라헤르츠 대역에서 동작하는 CMOS 집적회로(IC) 및 이미징 시스템의 설계와 구현에 중점을 두고 있습니다. 특히, 저잡음 증폭기(LNA), 송수신기(Transceiver), 위상천이기, 검출기, 전력 증폭기 등 다양한 아날로그 및 RF 회로의 설계 기술을 연구하고 있습니다. 이러한 회로들은 5G/6G 무선통신, 원격 센싱, 양자 인터페이스 등 첨단 응용 분야에 필수적인 핵심 부품입니다.
고주파 대역에서의 집적회로 설계는 신호 손실, 잡음, 전력 효율 등 다양한 기술적 도전과제를 동반합니다. 본 연구실은 0.25-μm, 65-nm 등 첨단 CMOS 공정을 활용하여 고성능, 저전력, 소형화된 회로를 개발하고 있으며, 실험적 검증을 통해 실제 시스템에 적용 가능한 수준의 성능을 확보하고 있습니다. 또한, 고해상도 이미징을 위한 대면적 검출기 어레이, 위상 제어 송수신기, 주파수 변환기 등 다양한 시스템 레벨 솔루션도 함께 연구하고 있습니다.
이러한 연구는 차세대 무선통신, 비파괴 검사, 의료 영상, 보안 감시 등 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있습니다. 특히, 서브-테라헤르츠 대역의 고해상도 이미징 기술은 기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 센서 및 통신 시스템의 개발로 이어질 것으로 기대됩니다.
스마트 레이더 센서 및 AI 기반 신호처리 기술
연구실에서는 CW, FSK, FMCW 등 다양한 파형을 활용한 소형화 레이더 센서 개발과, 이를 기반으로 한 실시간 신호처리 및 인공지능(AI) 기반 분석 기술을 집중적으로 연구하고 있습니다. 이러한 레이더 센서는 비접촉 생체신호 모니터링, 객체 인식, 공간 지능화 등 다양한 스마트 환경에 적용되고 있습니다. 특히, 비접촉 심박 및 호흡 신호 추출, 낙상 감지, 차량 내 탑승자 모니터링 등 헬스케어 및 안전 분야에서의 응용이 활발히 이루어지고 있습니다.
신호처리 측면에서는 경험적 모드 분해(EMD), 딥러닝, 신경망 기반의 데이터 분석 기법을 도입하여, 잡음 환경에서도 높은 정확도의 신호 검출 및 분류가 가능하도록 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 레이더 신호의 공간적 특성을 활용한 다중 타겟 추적, 움직임 보상, 클러터 제거 등 실시간 환경에서의 신뢰성 높은 데이터 획득을 위한 알고리즘 개발에도 주력하고 있습니다.
이러한 기술은 IoT, 스마트홈, 스마트시티, 자율주행차 등 미래 지향적 응용 분야에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다. 특히, AI 기반 신호처리와 결합된 스마트 레이더 센서는 기존 센서의 한계를 극복하고, 보다 정밀하고 안전한 환경을 구현하는 데 기여할 수 있습니다.
차세대 3차원 패키징 및 고주파 집적 안테나 기술
본 연구실은 고주파 IC의 성능을 극대화하기 위한 첨단 패키징 및 인터커넥션 기술, 그리고 집적형 안테나(Antenna-in-Package, Antenna-on-Chip) 개발에도 많은 노력을 기울이고 있습니다. 유리 인터포저, 다층 기판, 3D 집적 기술을 활용하여, 고주파 신호의 손실을 최소화하고 집적도를 높이는 패키지 구조를 연구합니다. 또한, 회로-전자기(Circuit-EM) 동시 설계(Co-Design) 기법을 통해 시스템 전체의 성능 최적화를 추구하고 있습니다.
특히, 밀리미터파 및 서브-테라헤르츠 대역에서 동작하는 집적 안테나 설계는 매우 높은 기술적 난이도를 요구합니다. 본 연구실은 인공 자기 도체(AMC), 다양한 배열 구조, 고효율 소형화 설계 등 혁신적인 안테나 기술을 개발하여, 차세대 무선통신 및 이미징 시스템의 집적화와 고성능화를 실현하고 있습니다. 이러한 기술은 5G/6G, IoT, 차량용 레이더, 의료 영상 등 다양한 분야에서 요구되는 초고주파 시스템의 핵심 기반이 됩니다.
패키징과 안테나 기술의 융합을 통해, 기존의 한계를 뛰어넘는 초소형, 고성능, 저전력 시스템 구현이 가능해지며, 이는 미래 정보통신 및 센서 산업의 혁신을 이끌 중요한 연구 분야로 자리매김하고 있습니다.
1
Scalable and Interchangeable Array-Based High-Resolution Sub-Terahertz Imaging using 0.25-um CMOS Technology
Ha-Neul Lee, Jong-Ryul Yang*
IEEE Sensors Journal, 2025.06
2
Signal Preprocessing for Foreign Body Detection using Terahertz Real-Time Non-Destructive Imaging System
Ha-Neul Lee, Yuna Park, J.-T. Park, Jong-Ryul Yang*
PLOS One, 2025.06
3
A Compact and Low-Loss D-band SPDT Switch using 65-nm CMOS Technology
Joon-Hyuk Yoon, Ui-Gyu Choi, Jong-Ryul Yang*
IEEE Microwave and Wireless Technology Letters, 2025.06
1
(산업체매칭)원격 실시간 레이더센서기반 차량 내 탑승자 생체신호 모니터링 기술
3
원격 실시간 레이더센서기반 차량 내 탑승자 생체신호 모니터링 기술
