- 5G/6G 이후 통신 커버리지 확장 적용을 위한 140GHz에서 세계 최초의 메타표면 라이트닝 바카라경 개발
- 고정밀 밀리미터파 재료 측정을 기반으로 한 최적화 설계로 최대 88%의 고효율 작업 시연
- 장애물 우회 및 비가시선 통신 제공을 통해 Beyond-5G/6G 통신의 유연한 커버리지 설계에 기여할 것으로 기대
메타표면 라이트닝 바카라체 개발(왼쪽 그림) 및 라이트닝 바카라체용 실험 시스템(오른쪽 그림)
100GHz 이상의 밀리미터파는 6세대(6G) 무선 통신에 사용되어 5G를 훨씬 능가하는 성능으로 고속, 대용량 통신을 구현하게 됩니다 밀리미터파는 나무, 건물 등 물리적 장애물에 의해 막히는 경우가 많기 때문에 기존의 마이크로웨이브 통신에 비해 서비스 커버리지가 좁아지는 문제가 더욱 심각해진다 이처럼 6G를 구현하기 위한 과제 중 하나는 장애물이 있는 상황에서도 커버리지 영역을 확장하는 것입니다
커버리지 구멍을 완화하기 위한 유망한 솔루션 중 하나는 반사체가 반사 방향과 다른 원하는 임의의 방향으로 입사파를 반사하는 변칙적인 반사 특성을 가진 메타표면 기반 고효율 반사체를 사용하는 것입니다 Metasurface 반라이트닝 바카라는 장애물을 우회하여 비가시선 통신을 제공합니다 이는 건물의 고정된 벽이나 창문에 유연한 반사판 배치를 통해 적용 범위 설계를 쉽게 만듭니다 또한, 메타표면 반사경은 설계 최적화를 통해 고효율 운용이 가능해, 밀집 배치된 기지국보다 낮은 전력 소모로 통신 커버리지 확장이 가능하다
그러나 5G/6G 이후 애플리케이션을 위해 100GHz 이상의 밀리미터파 대역에서 메타표면 반라이트닝 바카라를 시연한 적이 없습니다 가장 큰 이유는 100GHz 이상의 밀리미터파 대역에서 유전체 기판의 복소 유전율과 금속층의 전도도를 정확하게 측정하는 것이 어려웠기 때문입니다 5G/6G 이후 애플리케이션을 위한 고효율 메타표면 반사체의 최적화된 설계에는 안정적인 재료 측정이 필수적입니다
오사카 대학과 협력하여 AIST 연구원은 140GHz에서 원하는 임의 방향으로 파동을 입사시키는 세계 최초의 메타표면 반라이트닝 바카라를 개발했습니다
내부 재료 손실을 제외한 라이트닝 바카라 효율이 99%를 초과하는 것으로 계산되었습니다 또한 실질적으로 피할 수 없는 재료 손실을 포함하여 최대 88%의 효율성을 측정하여 고효율 작업이 실험적으로 입증되었습니다 이는 D-밴드에서 매우 효율적인 메타표면 라이트닝 바카라체를 시연한 세계 최초의 사례입니다 개발된 기술은 장애물을 우회하고 비가시선 통신을 제공함으로써 Beyond-5G/6G 통신의 유연한 커버리지 설계에 기여할 것으로 기대됩니다