마이크로파 신기술로 기존 기술력의 한계 극복

세계최초 다기능 메타물질 적용 논문 발표등 세계적 연구 이끌어

2011-02-14 취재_공동취재단

SF영화나 만화영화를 보면 홀연히 사라지는 생명체나 전투기 등이 등장하곤 한다. 또한, 두르면 내 몸을 감출 수 있는 신기한 투명망토를 한 영웅이 나타나기도 한다. 지난해, 해외 토픽으로 ‘2030년 현실이 될 기술 10가지 중 하나’로 메타물질을 이용한 투명망토를 꼽기도 해 화제가 되기도 했다. 이러한 시대, 메타물질 및 MEMS기술과 마이크로파 기술을 이용한 안테나 및 응용 회로 연구의 선도적 역할을 담당하는 연구실이 화제를 모으고 있다. 임성준 교수가 이끄는 중앙대학교 마이크로 무선통신 연구실이 그 주인공이다.

임성준 교수는 지난 2009년 영국공학기술학회(IET)가 수여하는 ‘2009 IET Premium Award’ 수상자로 선정돼 화제를 모으기도 했다. 중앙대 관계자는 “임 교수가 개발한 시스템은 무선 센서, 우주 태양에너지 시스템, 이동통신 시스템 등에 활용할 수 있는 기술”이라고 밝히고 있다. 무선 통신, 무선 전력 전송, 스텔스, 의학 분야에 마이크로파 신기술을 적용함으로써 기존 기술이 가지고 있는 문제점들과 한계를 해결하려 노력하는 한국 최고의 마이크로 무선통신 연구실을 찾아가 본다.

메타물질이 인체 근접에 용이한 안테나 구조로 응용

임성준 교수가 이끄는 연구팀은 현재 차량용 이동통신 시스템, 스텔스 기술, 무선 전력 전송 기술, 인체 근접 기기, RF MEMS 부품 설계와 관련하여 6개의 연구 과제를 수행 중에 있다. 특히 지식경제부 지원으로 연구하고 있는 차량용 내장형 안테나 어리이에 대한 연구는 기존의 핸드폰 안테나가 외장형에서 내장형으로 진화된 것처럼, 앞으로 차량용 안테나도 현재의 외장형에서 내장형으로 바뀔 것을 미리 예측해 돌출된 안테나를 내장화하기 위한 연구로 큰 관심을 받고 있다.

또한 국방 피탐지감소기술 특화연구센터 사업에 참여하여 상대방 레이더에 포착되지 않기 위한 스텔스 기술로도 화제를 모으고 있다. 메타물질을 이용함으로써 페라이트와 같은 기존 전파흡수체의 단점들을 극복함으로써 전장 환경에서 전투 생존성과 임무 효과를 모두 극대화 할 수 있도록 방안을 모색 중이다.
임성준 교수는 2004년 메타물질에 가변 소자를 세계 최초로 적용한 논문을 발표했으며 이 논문은 현재까지 150여 개의 논문에서 인용되고 있다. 최근에는 메타물질이 인체 근접에 용이한 안테나 구조로 응용될 수 있다는 가능성을 세계 최초로 발표함으로써 2010년 Electronics Letters 지 5월호에 표지 논문으로 선정되는 쾌거를 이루기도 했다.

임성준 교수는 “무선 환경에 필수적인 마이크로파 기술은 응용 분야가 점점 확장되고 있다. 그동안 많이 연구되어 왔던 무선통신기술에서 무선전력전송, 스텔스, 의학분야에 까지 사용되고 있다. 본 연구실은 메타물질에 대한 핵심 기술을 보유하고 있으며, 이 기술을 MEMS 기술과 접목함으로써 기존 기술이 가지고 있는 한계점을 극복하고자 한다”고 밝히고 있다.

마이크로파 다중통신(多重通信)은 일반적으로 전기신호를 변조하여 각각의 변조된 신호의 주파수 스펙트럼이 겹치지 않도록 하는 주파수 분할방식으로 되어 있으며, 변조는 주파수변조(FM)방식을 택하는데, 이것을 아날로그 방식이라 한다. 그러나 통신량이 증가됨에 따라 보다 높은 주파수, 보다 짧은 파장의 전파를 사용하게 되었다. 현대는 무선의 시대다.

무선의 시대, 마이크로파의 기술력은 필수불가결인 관계라 해도 과언이 아니다. 또한 자동차용으로 개발되어 주로 사용되던 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 센서 칩이 일반인들에게 널리 알려지게 된 것은 닌텐도의 Wii게임기와 애플의 아이폰을 통해서 이다. 특히, 아이폰에 사용된 가로와 세로로 화면을 전환시켜주는 가속도 센서칩과 화면 위의 물체를 360도 회전시켜 보여주는 자이로스코프 센서들은 이제 모든 스마트폰에 빼놓아서는 안 될 핵심부품으로 자리 잡고 있다. 이처럼 MEMS기술은 머지않은 장래에 우리의 현실을 크게 변화시켜 놓을 것이다. 한국이 그 중심에 서있을 수 있도록 최고의 노력을 다해가는 중앙대학교 연구팀의 화려한 비상을 기대해 본다.