전파정보통신공학과 연구실
전파정보통신공학과 김동욱
전파정보통신공학과 연구실은 고주파 및 고속 집적회로, RF/마이크로파 모듈, 첨단 반도체 소자 기술을 중심으로 세계적 수준의 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 GaAs, GaN, InP 등 다양한 화합물 반도체와 실리콘 기반의 MMIC(단일칩 마이크로파 집적회로) 설계, 고주파 증폭기, 발진기, 주파수 합성기, 프론트엔드 모듈 등 다양한 RF 회로 및 시스템 개발에 특화되어 있습니다. 이를 통해 상용 및 군용 무선통신, 레이더, 원격센싱 등 다양한 응용 분야에 적합한 고성능 회로와 모듈을 연구하고 있습니다.
특히, GaN HEMT 기반의 고출력 전력증폭기 및 저잡음 증폭기 개발에 있어 국내외 선도적인 연구를 진행하고 있습니다. 고출력 전력증폭기에서는 병렬 확장형 구조, 고조파 튜닝, 내부 정합 회로 등 첨단 회로 기법을 적용하여 높은 효율과 선형성을 동시에 달성하고 있습니다. 저잡음 증폭기 개발에서는 소스 축퇴, 듀얼 피드백, 입력 정합 최적화 등 다양한 기술을 통해 낮은 잡음지수와 높은 입력 전력 내성을 구현하고 있습니다. 이러한 연구는 ETRI, WAVEPIA, XMW 등과의 산학협력 프로젝트를 통해 실질적인 산업화와 기술 이전으로 이어지고 있습니다.
연구실은 3차원 프린팅 기반의 집적 도파관(SIW, HSIW) 및 부분적 빈 공간 구조 등 첨단 패키징 및 집적 기술을 적극적으로 도입하고 있습니다. 이를 통해 기존 대비 소형화, 경량화, 저손실 특성을 동시에 달성할 수 있는 혁신적인 RF/마이크로파 부품 및 모듈을 개발하고 있습니다. 또한, 진행파 전력합성기, 저손실 파워 디바이더, 고효율 안테나 급전회로 등 다양한 마이크로파 부품을 설계 및 실험적으로 검증하고 있습니다.
연구실은 학생들이 반도체 소자 및 회로 설계, 측정, 특성 평가 등 전 과정을 직접 경험할 수 있도록 체계적인 교육과 실습 환경을 구축하고 있습니다. 졸업생들은 삼성전자, 한화시스템, 현대모비스, ETRI 등 국내외 유수 기업 및 연구기관에서 활약하고 있으며, 연구실의 기술력은 국내외 학술지, 특허, 산학협력 프로젝트를 통해 널리 인정받고 있습니다.
전파정보통신공학과 연구실은 앞으로도 차세대 5G/6G 통신, 군용 레이더, 위성통신, IoT 센서 등 첨단 분야에서 핵심적인 역할을 수행하며, RF/마이크로파 및 반도체 소자 분야의 혁신을 선도해 나갈 것입니다.
Millimeter Wave Modules
Microwave Modules
GaN Power Amplifiers
고주파 및 고속 집적회로와 모듈 설계
본 연구실은 GaAs, GaN, InP 등 다양한 화합물 반도체와 실리콘(Si) 기반의 고주파 및 고속 집적회로(MMIC) 설계에 중점을 두고 있습니다. 특히 마이크로파 및 밀리미터파 대역에서 동작하는 증폭기, 발진기, 주파수 합성기, 프론트엔드 모듈 등 다양한 RF 회로와 시스템을 개발하고 있습니다. 이를 위해 최신 반도체 공정과 시뮬레이션 기법을 활용하여, 상용 및 군용 무선통신, 레이더, 원격센싱 등 다양한 응용 분야에 적합한 고성능 회로를 설계합니다.
고주파 회로 설계에서는 소자의 특성 분석과 모델링, 회로의 안정성 확보, 임피던스 정합, 잡음 및 선형성 개선 등 다양한 요소를 체계적으로 연구합니다. 또한, 초고주파 대역에서의 신호 손실 최소화와 집적도 향상을 위해 3차원 프린팅, 마이크로스트립, 집적 도파관(SIW/HSIW) 등 첨단 패키징 및 집적 기술을 적극적으로 도입하고 있습니다. 이러한 기술적 접근은 실험실 내에서의 시제품 제작 및 실측 평가와 연계되어, 실제 산업 현장에 적용 가능한 솔루션을 제공합니다.
연구실은 학생들이 반도체 소자 및 회로 설계, 측정, 특성 평가 등 전 과정을 직접 경험할 수 있도록 체계적인 교육과 실습 환경을 구축하고 있습니다. 이를 통해 졸업생들은 반도체 및 RF 분야의 전문 인력으로 성장하며, 국내외 유수 기업 및 연구기관에서 활약하고 있습니다.
GaN HEMT 기반 고출력 및 저잡음 증폭기 개발
본 연구실은 GaN(질화갈륨) HEMT(고전자이동도 트랜지스터) 기술을 기반으로 한 고출력 전력증폭기와 저잡음 증폭기(LNA) 개발에 있어 국내외 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. GaN HEMT는 높은 출력, 넓은 대역폭, 우수한 열적 특성 등으로 인해 차세대 무선통신, 레이더, 전자전, 위성통신 등 다양한 분야에서 핵심 소자로 각광받고 있습니다. 연구실에서는 C, X, Ku, W, E 밴드 등 다양한 주파수 대역에서 동작하는 GaN MMIC 증폭기와 모듈을 설계, 제작, 평가하고 있습니다.
특히, 고출력 전력증폭기에서는 병렬 확장형 구조, 고조파 튜닝, 내부 정합 회로, 비균일 분산 증폭기 등 첨단 회로 기법을 적용하여, 높은 효율과 선형성을 동시에 달성하고 있습니다. 저잡음 증폭기 개발에서는 소스 축퇴, 듀얼 피드백, 입력 정합 최적화 등 다양한 기술을 통해 낮은 잡음지수와 높은 입력 전력 내성을 구현하고 있습니다. 또한, 소자 모델링, 비선형 특성 분석, 패키징 및 신뢰성 평가 등 전주기적 연구를 통해 실용화에 필요한 모든 요소를 다루고 있습니다.
이러한 연구 성과는 국내외 학술지 및 특허로 다수 발표되고 있으며, ETRI, WAVEPIA, XMW 등 산학협력 프로젝트를 통해 실질적인 산업화와 기술 이전이 이루어지고 있습니다. 연구실의 GaN HEMT 기반 증폭기 기술은 차세대 5G/6G 통신, 군용 레이더, 위성통신 등 첨단 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다.
레이더 및 원격센싱 모듈, 3D 프린팅 기반 집적 도파관 기술
연구실은 근거리 및 중거리 레이더 시스템, 원격센싱 모듈, 미니어처 레이더 모듈 등 다양한 응용을 위한 RF/마이크로파 모듈 개발에도 주력하고 있습니다. 특히, 3차원 프린팅 기술을 활용한 집적 도파관(SIW, HSIW) 및 부분적 빈 공간 구조 설계는 기존 대비 소형화, 경량화, 저손실 특성을 동시에 달성할 수 있는 혁신적인 접근입니다. 이를 통해 위성통신, 자동차 레이더, IoT 센서 등 다양한 분야에 적용 가능한 고성능 RF 모듈을 개발하고 있습니다.
3D 프린팅 기반 집적 도파관 기술은 비균일 인필 구조, 금속 및 레진 하이브리드 공정, 미세 가공 등 다양한 첨단 제조기술과 결합되어, 맞춤형 RF 부품 및 모듈 제작을 가능하게 합니다. 연구실에서는 이러한 기술을 활용하여 진행파 전력합성기, 저손실 파워 디바이더, 고효율 안테나 급전회로 등 다양한 마이크로파 부품을 설계 및 실험적으로 검증하고 있습니다. 또한, 실제 환경에서의 신뢰성 평가와 대량 생산 가능성에 대한 연구도 병행하고 있습니다.
이러한 연구는 국내외 특허 및 산학협력 프로젝트로 이어지며, 차세대 레이더 및 원격센싱 시스템의 핵심 부품 기술로 자리매김하고 있습니다. 연구실의 3D 프린팅 기반 집적 도파관 및 모듈 기술은 RF/마이크로파 분야의 새로운 패러다임을 제시하며, 미래 지향적 연구와 산업적 파급력을 동시에 갖추고 있습니다.
1
Accuracy Improvement in Large-Siganl Model of High-Power GaN HEMT using Power-Dependent Constant and Tapered Thermal Resistance Methods
Hosang Kwon, Dong Wook Kim
Journal of Electromagnetic Engineering and Science, 2025.05
2
Evaluation of H2 Plasma-Induced Damage in Mataerials for EUV Lithography
Eun-Seok Choe, Seungwook Choi, Ansoon Kim, Kwan-Yong Kim, Hee-Jung Yeom, Min-Young Yoon, Seongwan Hong, Dong-Wook Kim, Jung-Hyung Kim, Hyo-Chang Lee
Advanced Materials Interface, 2024.12
3
W-Band GaAs pHEMT Power Amplifier MMIC Stabilized Using Network Determinant Function
Seong-Hee Han, Dong-Wook Kim
micromachines, 2025.02
1
Ku-band 200 W SSPA Module Developments (XMW, 2024.06 - 2025.01)
2
W-band GaAs HEMT PA&LNA MMIC (WAVEPIA, 2023.05 - 2024.04)
3
W-band GaAs HEMT PA MMIC (WAVEPIA, 2021.06 - 2022.05)