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전파 회전시켜 이용 효율 3배 높였다

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전파 회전시켜 이용 효율 3배 높였다

2017.03.22 19:00
한국전자통신연구원(ETRI)의 한 연구원이 하나의 안테나가 3가지 모드의 전파 신호를 내도록 하는 기술을 시연하고 있다. - 한국전자통신연구원 제공
한국전자통신연구원(ETRI)의 한 연구원이 하나의 안테나가 3가지 모드의 전파 신호를 내도록 하는 기술을 시연하고 있다. - 한국전자통신연구원 제공

국내 연구진이 제한된 주파수 대역의 이용 효율을 3배 가량 높일 수 있는 기술을 개발했다. 같은 주파수를 사용해 더 많은 양의 데이터를 보낼 수 있게 된 셈이다.
 

한국전자통신연구원(ETRI) 전파자원연구그룹은 전파가 소용돌이처럼 회전을 하면서 겹겹이 쌓인 상태로 데이터를 보내는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.
 

기존 전파 통신은 수직 방향이나 수평 방향의 전파를 통해서만 데이터를 전송해 주파수 효율이 낮았다. 하지만 전파가 회전을 하게 되면 전파의 회전 수나 회전 방향에 따라 서로 다른 모양의 전파 에너지를 갖게 돼 또 다른 데이터를 전송할 수 있게 된다.
 

연구진은 지구가 태양을 중심으로 공전하는 것처럼 전파도 특정 궤도를 따라 움직인다는 점에 착안했다. 이를 바탕으로 회전 수와 회전 방향(시계 방향, 반시계 방향, 회전 안 함)을 달리해 하나의 안테나에서 3가지의 전파 신호 모드를 구현하는 데 성공했다. 각 모드마다 수직과 수평 방향의 전파 신호를 사용할 수 으므로, 주파수의 이용 효율이 결과적으로 기존보다 3배로 늘어난 셈이다.

 
이 기술은 미개척 주파수 자원으로 불리는 밀리미터(㎜)파 대역인 30~300㎓에도 적용할 수 있다. 연구진은 향후 5G 이동통신 통합망을 구축할 때 전파의 이용 효율을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 위성통신, 고해상도 레이더 등의 분야에 4년 내로 상용화도 가능할 전망이다.
  

변우진 ETRI 전파자원연구그룹장은 “회전 모드에는 송·수신 거리가 멀어짐에 따라 수신 안테나의 크기가 커져야 하는 문제가 남아 있다”며 “향후 이런 문제점을 해결하기 위해 노력할 계획”이라고 밝혔다. 
 

연구진은 이 기술과 관련된 국제 특허도 10여 건 출원한 상태다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’ 등 3개의 SCI 저널에 논문이 게재됐다.

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