[IR52 장영실상] 통신 속도 높이고 전파 간섭 90% 이상 제거

LG이노텍 '안테나 아이솔레이터'
세계 첫 상용화 성공 제품
TV·차량·모바일에 활용

왼쪽부터 김유선 책임, 정연웅 책임, 배석 연구위원, 박동욱 책임.

올해 제51주 차 IR52 장영실상은 LG이노텍이 세계 최초로 개발한 '안테나 아이솔레이터'가 수상했다. 안테나 아이솔레이터는 2개 이상 안테나가 설치된 무선통신 모듈에 장착되는 제품으로 안테나 사이의 간섭과 노이즈를 제거하는 데 쓰인다. 이를 적용하면 통신 속도를 개선할 수 있고 필터링 기능을 통해 오작동 방지도 가능하다. 전송 속도는 전파 강도에 비례하고 노이즈 강도에는 반비례한다. 전파가 약한 상황에서 여러 기기가 통신망에 동시 접속하면 전송 속도가 느려지는 경우가 발생한다.

연구팀은 최근 증가하는 통신망 노이즈 증가의 원인이 인접한 안테나 간의 간섭이라고 봤다. 간섭을 제거하면 전송 속도를 개선할 수 있다고 생각하고 이 아이디어를 실제로 적용할 수 있는 제품을 고민했다.

전에 없던 제품을 생각해야 하는 만큼 콘셉트 수립에 많은 시간과 노력이 필요했다. 참고할 만한 기존 제품이 없어 여러 가설을 세우고 시뮬레이션 검증과 수많은 실험을 진행했다. 새로운 제품에는 새로운 기술이 필요했다. 초소형 인덕터와 커패시터를 회로로 연결한 안테나 아이솔레이터는 안테나의 간섭을 효과적으로 제거하면서 부품이 차지하는 면적도 줄여줘 동시에 전력 손실을 낮추도록 고안했다. 양산을 고려해 과감히 디지털트랜스포메이션(DX) 기법도 활용했다. DX 기법으로 최적화 설계에 걸리는 시간을 2개월에서 2주로 단축할 수 있었고 99.99% 이상의 양산 수율도 최단기간에 확보했다.

연구팀은 안테나 아이솔레이터를 세계 최초로 개발함으로써 극도로 협소한 공간에서도 정상적 무선통신 속도를 확보할 수 있었다.

공로를 인정받아 안테나 아이솔레이터에 대한 원천특허를 포함해 20여 건의 특허도 출원했다. 안테나 아이솔레이터를 적용한 모듈은 기존 TV에 탑재된 통신 모듈 크기보다 57%가량 작다. 기존 기술은 안테나 간의 간격 3㎝에서 발생한 간섭을 82%로 제거하는 수준이었으나 안테나 아이솔레이터는 안테나 간의 간격 2㎜에서 통신 간섭을 92% 이상 제거하는 데 성공했다.

업계에 따르면 안테나 아이솔레이터가 탑재될 수 있는 글로벌 TV와 차량용 무선통신 모듈 시장 규모는 지난해 1조6000억원에서 2025년이면 2조원까지 성장할 것으로 전망된다.

LG이노텍은 안테나 아이솔레이터 기술을 앞세워 TV 무선통신 모듈 시장에서 글로벌 1위 지위를 확고히 한다는 방침이다.

주최 : 과학기술정보통신부

주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[강민호 기자]