한국표준과학연구원은 5세대 이동통신(5G) 품질을 높여줄 5G 주파수 필터를 개발했다고 30일 밝혔다.

5G 통신은 2019년 4월 서비스를 시작했지만, 무선국 등 인프라 부족으로 통신 불통·오류 등 품질 논란이 일고 있다.

5G 통신 품질을 높이기 위해서는 주파수 상호 간섭을 최소화하는 고성능 필터가 필요하다.

특히 광대역 전송이 가능한 밀리미터파(28㎓) 주파수 대역을 사용하는 5G의 통신 성능을 높이려면 통신사 별로 주어진 가용 주파수 대역을 명확하게 구분해야 한다.

필터는 특정 주파수 사이의 신호는 통과시키고, 그 외 주파수 대역에서는 신호를 차단하는 역할을 한다.

5G 통신 장비에는 수백개의 안테나를 배치해 통신 속도를 높이기 위한 대규모 다중 입출력 장치(Massive MIMO)가 사용되는데, 이 때문에 안테나 수 만큼 많은 필터가 필요하다.

기존 수입산 필터는 안테나와 연결할 때 체결·접합 등 조립 과정이 필요해 필터 간 품질에 편차가 생기는 문제가 있었다.

연구팀은 외산 제품보다 성능이 뛰어나면서도 가격은 저렴한 필터를 개발하는 데 성공했다.

연구팀이 개발한 5G 주파수 필터는 두께가 50㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ)로 명함 두께의 4분의 1에 불과한 얇은 필름 형태로 돼 있다.

필터와 안테나를 연결하는 공정이 필요한 외국산 제품과 달리 단일 금속 시트 형태로 만들어져 스티커처럼 붙였다 뗄 수 있다.

연구팀은 인공지능 기술을 이용해 우수한 광학 특성을 갖는 메타 표면 필터를 개발했다.

2차원 표면에 미세하고 복잡한 단위 구조를 주기적으로 배열해 전자파나 빛의 반사, 굴절, 투과 등 성질을 조절할 수 있도록 설계했다.

홍영표 표준연 책임연구원은 "외산 필터보다 대역폭, 손실 특성, 주파수 선택 특성 등에서 우수한 성능을 보였다"며 "5G 안테나 빔포밍(전파를 한 곳으로 모아 집중 전송하는 기술), 국방 스텔스 기술 등에 활용할 수 있다"고 말했다.