스티커처럼 붙여 통신품질 높이는 ‘5G 주파수 필터’ 개발

표준연, AI 최적화 설계…원하는 주파수만 통과시켜

한국표준과학연구원(KRISS·원장 박현민)은 휴대폰에 스티커처럼 붙이면 5G 통신품질을 높여주는 ‘5G 주파수 필터’를 개발에 성공했다고 30일 밝혔다.

표준연 융합연구팀이 개발한 5G 주파수 필터를 측정하고 있다.

표준연은 ‘5G 주파수 필터’가 통신사 간 주파수 간섭을 개선하고 세계 최고 수준 5G 통신품질을 구현하는 데 도움이 될 것으로 내다봤다.

KRISS 융합연구팀은 인공지능(AI)을 기반으로 자체 개발한 광역최적화 방법을 적용해 5G 통신시스템에 최적화된 성능을 가진 필터를 설계했다. 융합연구팀 관계자는 “이를 ‘메타표면 필터’라고 하는데, 2차원 표면에 미세하고 복잡한 단위 구조를 주기적으로 배열해 전자파나 빛의 반사, 굴절, 투과 등의 성질을 조정하는 구조”라고 설명했다.

표준연이 개발한 5G 주파수 필터는 명함 두께 4분의 1인 50㎛ 정도로 얇은 필름 형태다. 필터와 안테나를 연결하는 추가 공정이 필요한 외산과 달리, 단일층 금속 시트 형태로 제작돼 유연하고 스티커처럼 탈부착할 수 있다.

융합연구팀은 “필터 성능평가는 상용 수준 5G 안테나와 결합한 환경에서 이뤄졌다”며 “표준연이 개발한 필터는 외산 필터보다 대역폭, 손실 특성, 주파수 선택 특성 등에서 우수한 성능을 나타냈다”고 전했다.

5G 안테나(왼쪽)와 인공지능을 기반으로 설계한 5G 주파수 필터(메타표면 필터) 개념도.

홍영표 표준연 책임연구원은 “융합연구팀이 개발한 필터는 고성능, 저비용, 획기적 설계방법으로 5G 주파수 필터 시장의 판도를 바꿀 경쟁력 있는 제품”이라며 “이번 기술은 5G 안테나 빔포밍 기술뿐만 아니라 국방 스텔스 기술 등에도 쓰일 수 있다”라고 밝혔다.

표준연은 연구 완성을 위해 개발된 요소기술은 통신 분야의 저명한 국제학술지(IEEE Access)에 지난 2월 게재했으며 AI를 기반으로 한 설계기술은 특허로 출원했다.