'이달의 과학기술인상'에 홍원빈 포항공대 교수

[이데일리 강민구 기자] 초고주파 5세대(5G) 이동통신 안테나 원천기술로 데이터 고속도로 기반을 제공한 연구자가 공로를 인정받았다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 ‘이달의 과학기술인상’ 8월 수상자에 홍원빈 포항공과대학교 전기전자공학과 교수를 선정했다고 5일 밝혔다. ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 시상이다.

8월 ‘이달의 과학기술인상’ 수상자에 선정된 홍원빈 포항공대 교수.<사진=과학기술정보통신부>

홍원기 교수는 ‘디스플레이 내장 안테나’라는 새로운 개념을 제시하고, 초고주파수 대역에 최적화된 밀리미터파 5세대(5G) 이동통신 단말 안테나 원천기술을 개발했다.

‘디스플레이 내장안테나’는 디스플레이 패널 내에 얇은 미세 전극으로 제작한 안테나를 내장해 기존 터치 센서의 기능을 그대로 활용하면서 사람 눈에 보이지 않는 대배열 안테나를 구현한 개념이다. 또 ‘밀리미터파 5G 단말 안테나’는 28기가헤르츠(㎓) 이상 초고대역 주파수를 이용하는 5G 단말기의 안테나를 구현한 기술이다.

홍 교수는 지금까지 이분됐던 통신용 안테나와 디스플레이를 하나로 결합해 5G 이동통신 시대를 견인할 안테나 공학의 새로운 가능성을 제시했다.

5G 이동통신은 LTE(롱텀에볼루션)보다 속도가 20배 이상 빠르고 데이터 송수신 시 조합하는 신호의 양도 10배 이상 많다. 따라서 초고대역주파수를 이용하는 고성능 안테나 개수도 3배 이상 증가해야 하나 모바일 기기의 두께는 얇아지고, 디스플레이는 점점 커져 안테나 탑재 공간이 절대적으로 부족했다.

홍 교수는 과거 휴대폰의 단추식 키패드가 디스플레이와 결합한 터치패널로 진화한 사례에 착안해 안테나와 디스플레이를 융합한 디스플레이 내장 안테나에서 해법을 찾았다.

디스플레이 내장 안테나 원천기술은 2016년 삼성전자 스마트워치에 적용해 기존 대비 무선통신의 전파 수신감도와 송신 신호 향상을 확인했다. 2019년에는 LG전자 스마트폰에 밀리미터파 5G 이동통신 안테나를 시연하는 등 산업 적용 가능성을 보여줬다.

홍 교수는 국내외 산업계와 협의체를 구성해 스마트폰, 가상현실기기 등 제품의 형상에 따라 달라졌던 안테나 형상도 통일했다. 연구결과는 전자전기분야 국제학술지 ‘트랜잭션 온 안테나 앤 프로파게이션(IEEE Transactions on Antennas and Propagation)’에 지난 2017년과 2019년에 두 차례 게재됐다.

그는 “전자기학에 무선통신이론과 디스플레이공학기술을 융합해 안테나 설계 방법론을 최초로 재정립한 사례”라며 “무선통신, 전력전송, 레이더, 전파센서 등 전파를 시공간적으로 정밀하게 제어하는 신개념 기기와 서비스 출현의 촉진제가 되길 기대한다”고 소감을 전했다.