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안테나가 디스플레이 속으로...5G용 디스플레이 일체형 안테나 나와

2019년 03월 27일 15:24
이미지 확대하기포스텍과 국내 기업 공동연구팀이 개발한 디스플레이 내장형 안테나의 모습이다. 나란히 줄지어 배열된 파란색 부분이 안테나다. 사진제공 포스텍
포스텍과 국내 기업 공동연구팀이 개발한 디스플레이 내장형 안테나의 모습이다. 나란히 줄지어 배열된 파란색 부분이 안테나다. 사진제공 포스텍

5G 통신은 현재의 LTE보다 속도가 20배 이상 빠르다. 영화 한 편을 1초 만에 내려받을 수 있을 정도다. 정보를 주고 받는 데 필요한 무선 신호의 수도 10배 많다. 이 신호를 빠르게 처리하려면 안테나가 그만큼 크고 많아져야 한다. 하지만 스마트폰은 크기에 제약이 있어, 안테나는 5G 스마트폰 상용화의 가장 큰 걸림돌 가운데 하나로 꼽혔다.


이런 가운데, 국내 기업과 대학이 세계 최초로 디스플레이로 하여금 안테나 역할을 겸비하도록 하는 새로운 휴대전화 기술을 개발하는 데 성공했다. 


27일 포스텍에 따르면, 홍원빈 전자전기공학과 교수팀은 동우화인켐, SK텔레콤, LG전자, 키사이트테크놀로지스, 와이테크 등 국내 기업과 공동으로 세계에서 처음으로 ‘디스플레이 내장형 안테나’ 기술을 개발하고, 실제 5G 환경에서 시험까지 마쳤다. 홍 교수팀은 이미 2016년 관련 기술을 개발해 첫 상용화까지 마쳤는데, 이번 실험 성공으로 본격적인 상용화에 들어설 수 있게 됐다.


홍 교수팀은 유기발광다이오드(OLED)나 액정(LCD) 등 기존 고화질 스마트폰 화면에 눈에 보이지 않는 초소형 안테나 수십 개를 설치했다. 먼저 연구팀은 동우화인켐과 공동으로 10원짜리 동전보다 작고 얇은 투명 박막 소재를 개발했다. 연구팀은 가로세로 5mm 크기의 정사각형 형태로 0.28mm 두께의 실리콘 소재를 가공한 뒤, 위에 그보다 10분의 1 이상 얇은 산화실리콘을 여러 겹 입혀 안테나를 완성했다. 이 안테나 수십 개를 LG전자의 스마트폰 화면 디스플레이 가장자리에 일정한 간격으로 설치해 안테나와 디스플레이를 결합시켰다(사진). 이어 SK텔레콤 5G 장비 실험실에서 28GHz(기가헤르츠) 신호를 이용해, 초고주파수 마이크로파를 이용한 무선통신에 성공했다. 28GHz는 3.5GHz와 함께 5G에서만 사용하는 초고주파수 영역의 전파다. LTE는 0.8~2.6GHz의 주파수를 이용해 통신한다. 


홍 교수는 “안테나를 디스플레이로 옮겨 현재 무선 통신 단말기의 물리적 제약을 근본적으로 극복했다”며 “한국의 미래 단말 상용화를 앞당기는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 박종관 SK텔레콤 5GX 랩장은 “SK텔레콤은 세계 최고의 5G 서비스를 제공하고 확대할 계획”이라며 “새로운 기술 개발에도 앞장서겠다”고 말했다.


연구 결과는 지난해 8월 아일랜드 더블린에서 개최된 ‘2018 IEEE 국제 5G 하드웨어 및 시스템기술 마이크로파 워크숍’에서 발표된 뒤 10월 학술지 ‘IEEE 안테나 및 전파회보’에 게재됐다.

 

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