우리얘기

사람의 몸을 매질로 삼아 주변의 전자기기와 통신이 가능하게 하는 ETRI(한국전자통신연구원)의 '인체통신기술'이 미국전기전자학회(IEEE) 기술표준위원회에서 세계 최초로 국제표준으로 채택됐습니다.

인체통신기술이란 사람의 몸을 전선과 같은 매개물질로 활용해 별도의 전력 소비 없이 인체에 통하는 전류를 이용하는 기술로, 사람의 팔, 다리 등 신체를 이용해 사진, 동영상, 음악파일 등의 데이터를 전송할 수 있습니다.
 
이번에 공표된 표준은 인체주변 영역에서의 전자기기나 바이오센서간의 통신을 위한 표준(IEEE 802.15.6)으로, 무선주파수를 사용하는 UWB, NB 기술과, 인체 매질을 이용하는 인체통신기술을 주요 내용으로 합니다.

특히 이 중 ETRI가 세계 최초로 개발하여 원천특허를 확보하고 있는 '주파수 선택형 디지털 전송' 방식은 RF 회로나 주파수 변조 과정 없이 디지털 신호만을 이용하여 채널특성이 우수한 주파수 대역을 선택할 수 있는 방식으로, 기존 통신방식에 비해 전력소모를 획기적으로 줄이면서 우수한 통신성능을 확보할 수 있는 신기술입니다.

 용  어  설  명

IEEE 802.15 :
비교적 짧은 거리의 개인영역 (PAN : Personal Area Network) 무선통신을 위한 표준

UWB(Ultra Wide Band) :
초광대역의 주파수를 사용하는 고속/저전력 통신기술을 의미

NB(Narrow Band) :
협대역의 주파수를 사용하는 저속 통신기술을 의미

RF(Radio Frequency) :
무선통신에 사용되는 주파수를 통칭하여 RF라고 함

이지스함이나 F-22 등 최신예 전투기의 핵심인 무단절 다수 목표 추적능력은 능동위상배열 레이더가 있기에 가능합니다.

기존의 회전식 레이더는 탐지면이 목표물과 접촉하지 않는 동안 목표의 고도, 속도, 위치 정보가 단절될 수 밖에 없습니다.   

그러나 능동위상배열 레이더는 송신과 수신을 수행하는 단위 소자가 360도 전방향을 주시하도록 배치해 표적 정보의 단절 없이 실시간으로 처리할 수 있기 때문에 다수 목표에 대한 정확한 추적이 가능합니다.

T/R 모듈은 이번에 개발된 송수신 다기능 칩 MMIC와 고출력 증폭기 MMIC를 사용해 레이더에서 방출되는 송신 전파와 수신 전파의 강도, 위상, 경로를 제어하는 모듈로, 고성능 레이더의 성능을 좌우하는 핵심 부품입니다.

ETRI는 이번 개발을 통해 고성능 레이더에 사용되는 국가 전략 원천 핵심 기술을 확보하는 기반을 마련했습니다.

이는 선진국으로부터 기술 이전이 불가능한 능동위상배열 레이더와 고해상도 영상 레이더의 국산화를 가능케 해 자주국방의 실현을 한층 더 앞당길 것입니다.

안도섭 ETRI 위성무선융합 연구부장은 이 기술로 고성능 레이더의 국산화가 가능할 뿐만 아니라 향후 이동통신 대역을 포함한 다양한 주파수 대역의 MMIC와 응용 기술을 개발할 수 있다고 밝혔습니다.

송수신 다기능 칩 MMIC와 고출력 증폭기 MMIC, T/R 모듈 기술은 ETRI가 천리안 위성 개발과정을 통해 확보한 인공 위성 품질 보증 절차를 통해 개발하고 검증한 것으로 RF 전문업체인 (주)에이스테크놀로지 등에 기술이전되어 제품 상용화를 추진 중입니다.

◈ MMIC와 T/R 모듈을 적용한 능동위상배열 레이더 개념도 ▶송수신 다기능 칩 MMIC는 이득 및 위상 제어 분해능력이 6 bit     이상으로 31.5 dB의 이득 제어 범위와 360도의 위상 제어 범위를     가지고 있을 뿐만 아니라, 직-병렬 변환기(Serial-to-parallel           converter)라는 디지털 회로가 마이크로파 회로와 함께 하나의 칩     에 내장되어 레이더 시스템의 크기와 무게를 획기적으로 감소시     킬 수 있다. ▶고출력 증폭기 MMIC는 X-대역의 주파수에서 12 watt의 출력과       30 %의 효율을 가지고 있으며, 이러한 성능의 고출력 증폭기        MMIC는 미국과 유럽의 일부 국가만이 선보이고 있는 세계 최고      의 기술이다. ▶전투기 등에 적용되는 능동위상배열 레이더는 수천개의 T/R 모듈     이 사용되며, 수천개의 T/R 모듈에서 나온 신호를 합하여 레이더     전파의 빔을 만든다. ▶각각의 T/R모듈에서 신호의 세기와 위상을 제어하여 송수신하는    레이더 전파의 빔의 형태 및 크기와 방향을 제어할 수 있으며, 전    투기와 같은 고속의 물체 다수를 신속히 포착하고 추적할 수 있다.

 용  어  설  명

MMIC(microwave monolithic integrated circuit)
: 모놀리식 집적 회로의 하나로, 갈륨비소(GaAs) 등의 고속·고전도율의 반도체 기판 위에 마이크로파 주파수대(809MHz~30GHz)에서 작동하는 회로 소자의 접속 부분을 형성한 집적 회로.

T/R 모듈(Transmitter/Receiver Module)
: 레이더에서 방출되는 송신 전파와 수신 전파의 강도, 위상 및 경로를 제어하는 모듈로써, 고성능 레이더의 성능을 좌우하는 핵심 부품이다. 서큘레이터, 리미터, 저잡음 증폭기, RF 스위치, 위상 변위기, 가변 감쇠기, 구동 증폭기, 고출력 증폭기, 바이어스 변조 회로 등으로 구성되어 있다.

위상(位相)
: 주기적인 신호의 한 싸이클, 또는 한 주기 내에서 시작 시점을 기준으로 위치나 시간 차이를 나타내는 값. 일반적으로 한 싸이클을 360도로 나타낸다.

이득(利得)
: 전자 공학에서 증폭기와 같은 전기 회로가 신호나 출력을 증폭하는 비율이다. 대개의 경우 전기 회로의 입력 신호 대비 출력 신호의 비의 로그 값으로 나타낸다.