차세대 통신 환경인 6G 네트워크 구축을 가로막던 신호 손실 문제를 해결할 새로운 안테나 기술이 공개되어 화제다. 최근 국제 연구팀은 빛의 특이한 물리적 성질을 이용해 전자기파의 흐름을 완벽하게 보호하는 위상 안테나를 구현했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 광학 분야의 권위 있는 학술지인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)에 게재되었으며, 초고주파 대역에서 신호가 장애물에 막히거나 흩어지는 고질적인 한계를 극복하는 데이터를 제시하며 6G 네트워크 구축을 위한 기술적 토대를 마련했다.
“직진만 하던 신호가 휜다고?” 6G 네트워크 구축의 최대 난제 풀었다
6G 네트워크 구축의 핵심 주파수인 테라헤르츠(THz) 대역은 속도가 압도적이지만, 경로가 조금만 휘어져도 신호가 뚝 끊기는 치명적인 약점이 있었다. 연구팀은 안테나 내부에 미세한 격자 구조물을 배치해, 전자기파가 장애물을 만나도 튕겨 나가지 않고 물 흐르듯 경로를 따라 부드럽게 휘어져 나가는 방식을 개발했다. 실험 결과, 신호가 급격히 꺾이는 구간에서도 에너지 손실 없이 전달되는 현상이 관찰되었으며 이는 복잡한 도심 환경에서 6G 네트워크 구축 시 발생하는 물리적 문제를 해결한 획기적인 성과다.
“결함 있어도 신호는 빵빵” 실험 데이터가 증명한 미친 안정성
이번 연구에서는 위상 기하학적 보호라는 원리를 적용해 안테나 내부의 신호 흐름을 철저하게 방어했다. 실제 관측 데이터에 따르면, 안테나 소자에 제작 결함이 있거나 경로가 복잡하게 뒤틀린 최악의 상황에서도 전자기파는 왜곡 없이 목표 지점까지 도달했다. 이러한 강력한 복원력은 신호의 세기를 일정하게 유지해야 하는 6G 네트워크 구축에 필수적인 요소로, 연구진은 어떤 환경 변수 속에서도 신호 전달의 견고함이 유지됨을 실험으로 입증해 냈다.
안테나 구조의 혁명… 6G 네트워크 구축을 위한 ‘새로운 표준’ 등극
이번 연구의 최종적인 결론은 안테나의 물리적 설계만 바꿔도 초고주파 신호 제어력을 획기적으로 높일 수 있다는 점이다. 연구팀은 이번 실험을 통해 확보된 설계 지표가 향후 고성능 통신 장비의 핵심 부품인 안테나 제작에 직접적으로 활용될 수 있음을 확인했다. 전문가들은 이번 관측 데이터가 단순히 이론에 그치지 않고, 테라헤르츠 대역을 활용한 실질적인 6G 네트워크 구축 단계에서 발생하는 신호 간섭과 손실 문제를 뿌리 뽑는 핵심 기술이 될 것으로 보고 있다.
[알아두면 좋은 과학 용어]
테라헤르츠(THz): 5G보다 높은 주파수 대역으로 엄청난 양의 데이터를 전송할 수 있지만, 장애물에 막히면 신호가 쉽게 사라지는 성질이 있습니다. 위상 안테나(Topological Antenna): 수학적 원리를 이용해 내부 구조를 설계함으로써, 신호가 외부의 방해나 경로 굴절에도 불구하고 원래의 형태를 유지하며 흐르도록 만든 안테나입니다.
손동민 기자 / hello@sciencewave.kr
자료: Phys.org / Nature Photonics
제공: 사이언스웨이브 (https://sciencewave.kr)
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