2020년 8월 과학기술인으로 선정된 홍원빈 포항공과대학 교수. (과학기술정보통신부 제공) 2020.08.05/뉴스1

포항공과대학교 전기전자공학과의 홍원빈 교수가 '디스플레이 내장 안테나(AoD)'라는 새로운 개념을 제시하고 초고주파수 대역에 최적화된 밀리미터파 5세대(5G) 이동통신 단말 안테나 원천기술을 개발한 공로로 '이달의 과학기술인'에 선정됐다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 8월 수상자로 홍 교수를 선정했다고 5일 밝혔다.

디스플레이 내장안테나는 기존 터치 센서의 기능을 그대로 활용하면서 디스플레이 패널 내에 얇은 미세 전극으로 사람 눈에 보이지 않는 대배열 안테나를 만들어내는 기술이다. 홍 교수는 지금까지 이분돼 있었던 통신용 안테나와 디스플레이를 하나로 결합해 5G 이동통신 시대를 견인할 안테나 공학의 새로운 접근법을 제시했다.

5G 이동통신은 롱텀에볼루션(LTE)보다 속도가 20배 이상 빠르고 데이터 송수신시 조합하는 신호의 양도 10배 이상 많아서 초고대역주파수를 이용하는 고성능 안테나 개수도 3배 이상 증가해야 한다. 하지만 모바일 기기가 사용자 편의를 위해 두께는 얇아지고 디스플레이는 점점 커져 안테나 탑재 공간이 절대적으로 부족한 실정이다.

홍 교수는 과거 휴대폰의 단추식 키패드가 디스플레이와 결합한 터치패널로 진화한 사례에 착안해 지금까지 독자적으로 발전해온 안테나와 디스플레이를 융합한 디스플레이 내장 안테나에서 이에 대한 해법을 찾았다.

연구팀은 디스플레이 내장 안테나 원천기술을 2016년 삼성전자 스마트워치에 적용해 기존 대비 무선통신의 전파 수신감도와 송신 신호 향상을 확인했다.

디스플레이 내장 안테나 예시. (과학기술정보통신부 제공) 2020.08.05/뉴스1

또 2019년 LG전자 스마트폰에 밀리미터파 5G 이동통신 안테나를 시연하는 등 산업 적용을 통한 사회·경제적 가치 창출 가능성도 확인했다. 밀리미터파는 28기가헤르츠(GHz)의 초고대역 주파수를 말하는데, 기존에 이용되지 않던 주파수 대역이기 때문에 넓은 주파수폭을 배정할 수 있어 저지연 고속 통신 구현에 용이하다.

연구팀은 이와 함께 국내외 산업계와 협의체를 구성함으로써 지금까지 스마트폰, 가상현실기기 등 제품의 형상에 따라 달라졌던 안테나 형상을 통일하는 논의를 끌어냈다.

홍 교수는 "전자기학에 무선통신이론과 디스플레이공학기술을 융합해 안테나 설계 방법론을 최초로 재정립한 사례"라며 "무선통신 및 전력전송, 레이더, 전파 센서 등 전파를 시공간적으로 정밀하게 제어하는 신개념 기기와 서비스 출현의 촉진제가 되기를 기대한다"고 수상소감을 밝혔다.

이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 시상이다.