세종대 전자정보통신공학과 김동호 교수팀, 차세대 무선통신 기술 안테나 개발

간단한 구조로 효율적인 고이득 빔 조향과 편파 변환 가능

세종대 전자정보통신공학과 김동호 교수. 사진 세종대학교 *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]김수연 인턴 기자 = 세종대학교(총장 배덕효)는 전자정보통신공학과 김동호 교수팀이 5G 이동통신을 포함한 차세대 무선통신 기술 패러다임 안테나를 개발했다고 22일 밝혔다.

차세대 무선통신 기술 안테나는 간단한 구조로 효율적인 고이득 빔 조향과 편파 변환이 가능하다. 안테나는 S대역 메타 표면구조를 이용해 전파를 변환하는 기술을 가진다.

기존의 전기적 빔 포밍 안테나는 높은 복잡도와 개발·보수에서 많은 비용을 요구한다는 단점이 있었다. 이런 단점을 극복하기 위해 김 교수팀은 페브리페로 공진을 응용한 전기적 빔 포밍과 편파 변환이 가능한 안테나를 개발했다.

연구된 안테나는 부분 반사 표면인 상판과 접지면 사이 페브리페로 공진을 활용해 고이득 빔을 만든다. 접지면에는 인공 자기 도체(artifical magnetic conductor, AMC)를 도입하고 벡터다이오드를 설치해 간단한 구조로도 전기적 빔 조향이 가능하다. 다층 메타표면기술 기반의 전기적 편파 변환이 가능한 부분반사표면을 최초 개발해 단일 안테나로도 고이득 빔과 다양한 편파 제공도 가능하다.

빔 조향 기술은 5G 이동통신 상용화에 필수적인 송수신 데이터의 전송 효율 향상과 통신 음역지역 해소에 핵심 기술이다. 편파 변환 기술은 무선통신 채널 용량을 높이고, 채널 간 전파 간섭을 완화할 수 있는 장점이 있다.

세종대는 제안된 안테나가 차세대 무선통신에 새로운 설계 및 운용 패러다임을 제시할 것이라 밝혔다. 연구팀은 간단한 구조와 저렴한 비용으로 안테나가 전기적 빔 포밍과 편파 변환을 가능하게 했으며, 연구 결과는 안테나의 개발·유지·보수 비용을 절감하고 높은 전력을 요구하는 응용 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다고 밝혔다.

김 교수는 "지적 호기심에 근거한 지속적인 탐구와 체계화된 연구 과정 속에서 연구 결과를 도출할 수 있어 기쁘다"며 "힘든 연구 과정을 묵묵히 잘 지나온 학생들에게 영광을 돌린다"고 말했다.

한편, 연구 성과는 Transactions on Antennas and Propagation, Applied Sciences에 게재됐으며 연구팀은 2021 한국전자파학회의 하계와 동계 종합학술대회에서 우수 논문상을 수상했다.


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