L3Harris, 전자전(EW) 재밍에 대응하는 광대역 소프트웨어 기반 라디오 기술 개발 – 2021.02.08

( 미 육군은 광대역 적응형 RF 필터와 제거기를 개발할 업체로 L3Harris 사를 선정 )

 

미국 오하이오 주 Wright-Patterson 공군기지에 있는 미 공군 연구소의 한 관계자는 광대역 적응형 RF 보호(WARP, Wideband Adaptive RF Protection) 프로젝트를 위해 L3Harris사와 720만 달러 계약을 체결했다고 발표했다.

 

외부간섭이나 자체간섭 환경에 노출되었을 때, 필터와 제거기는 적응형 하드웨어의 지능적인 제어를 통해 이러한 전자기 환경을 감지하고 자동으로 적응하는 것이다.

이 기술은 특히 매우 복잡한 전자기 환경속에서 간섭을 감쇄시키고 광대역 디지털 라디오가 포화(saturation)되는 것을 방지하는 것이다.

 

이제까지 디지털 수신기는 A/D 컨버터 대역폭에 의한 제한이 있기 때문에 협대역 이었다.

이러한 협대역 시스템의 경우 미리 계획된 필터링을 통해 원치 않는 신호가 A/D 컨버터에 들어오는 것을 방지한다.

그러나, 지난 10년간 A/D 컨버터의 기술은 8~10개의 유요한 비트 수(ENOB, Effective Number Of Bit)로 10GHz 이상의 순시 대역폭을 달성했다.

 

이러한 성능은 광대역 디지털 수신기에는 충분하지만 두 가지 문제가 있다.

광대역 A/D 컨버터는 일반적으로 협대역 컨버터에 비해 상대적으로 사용가능한 입력 전압 스윙이 적고 동적범위가 감소한다. 그리고 밴드폭이 증가하면 더 많은 신호가 유입되고 이는 A/D 컨버터로의 더 큰 전압 스윙을 의미한다.

WARP 프로그램은 입력 스펙트럼의 적응형 균등화를 통해 광대역 디지털 수신기 동적 범위내를 유지시킴으로써 외부간섭이나 자체간섭으로부터 광대역 디지털 수신기를 보호하는 기술을 개발한다.

 

오늘날, 수신기는 정적 필터링, 자동 이득 제어, 또는 신호 리미터를 통해 외부간섭으로부터 보호된다.

그러나 정적 필터링은 디지털 수신기의 대역폭 일부만을 사용하므로 감도는 좋지만 활용할 수 있는 수신기의 대역폭의 이점을 충분히 활용하지 못한다.

한편 자동 이득 제어는 시스템의 대역폭을 활용하지만 작은 신호에 대한 감도가 떨어진다.

동시에 신호 리미터는 cross-modulation 왜곡을 유발할 수 있고 시스템의 전체적인 감도를 저하시킬 수 있다. 때때로 Tunable 필터가 솔류션이 될 수 있지만, 전체 대역폭을 조정할 수 있는 경우는 거의 없다.

이를 대신하여 WARP 프로그램은 외부간섭 및 자체 간섭을 선택적으로 간섭 또는 제거하는 광대역의 적응형 필터와 아날로그 신호 제거기를 개발함으로써 광대역 디지털 무전기가 포화되는 것을 방지하고 궁극적으로 복잡하고 동적인 스펙트럼 환경하에서 소프트웨어 기반 무전기를 사용할 수 있도록 하는 것이다.

 

이상적인 광대역 수신기는 EW 재밍에 적응하거나 차단하면서 수신 감도와 대역폭의 감소없이 동적 범위를 유지하는 것이다.

WARP 프로젝트는 주파수 응답을 재구성할 수 있는 적응형 필터를 개발하는 것인데 이는 작거나 원하는 신호는 선택적으로 통과시키면서 큰 신호는 감쇄시키기 위한 대역폭과 중심 주파수 튜닝을 할 수 있는 pass/stop 필터가 포함된다.

 

문제가 되는 부분은 수신기의 입력부에서의 낮은 삽입 손실과 함께 넓은 대역폭에서 이를 수행해야 한다는 것이다.

오늘날의 대부분 칩 스케일 가능한 필터는 대역 스위칭 없이 2:1이하의  튜닝 비로 제한된다.

WARP 프로그램은 최첨단의 부품과 팩키징 기술을 기반으로한 새로운 필터 구조를 개발하여 218GHz에 걸친 대역폭에서 9:1의 튜닝 비를 제공하는 외부 간섭의 적응형 RF 필터링 기술을 시연할 것이다.

 

WARP 프로그램은 2개의 분야로 구성되는데 하나는 광대역 적응형 필터링이고 다른 하나는 광대역 신호 제거이다.

 

 

 

출처 : Military & Aerospace Electronics