건물 유리창 통해 실내 고주파 통신 확장 ‘투명 RIS’ 기술 개발

한국전자통신연구원(ETRI)이 중계기 없이도 밀리미터파(mmWave) 대역의 이동통신 신호를 실내로 전달할 수 있는 지능형 재구성 안테나(RIS) 기술을 개발했다. 건물 유리에 부착하는 방식으로 통신 음영지역을 해소하고, 통신 커버리지를 넓힐 수 있는 기술로 주목받고 있다.

5G와 6G 등 고주파 통신은 직진성이 강해 실외 기지국의 신호가 건물 벽면에 차단되기 쉽다. 창문을 통과한 신호도 유리에 의해 감쇄돼 실내 통신 품질이 저하된다. 이를 해결하기 위해 통신사는 고비용 중계기를 추가 설치해왔지만, 비용과 효율 측면에서 한계가 있었다.

ETRI는 고투과·광대역·광각 성능을 갖춘 투명 RIS 기술을 통해 이 같은 문제를 해결하고자 했다. 연구진은 폴리에스테르(PET) 필름에 수 마이크로미터(μm) 수준의 미세 패턴을 형성해 유리에 부착할 수 있는 투과형 안테나를 개발했다. 이 안테나는 외부 전원이 필요 없으며, 전파가 표면에 조사될 때 패턴 형상에 따라 신호 투과율이 높아지는 구조다.

개발된 기술은 하나의 RIS로 5G, 이음 5G, 6G까지 지원할 수 있을 만큼 대역폭이 넓고, 80도 이상의 넓은 각도에서도 고투과 성능을 유지할 수 있다. 실내 창문에 간단히 부착하는 것만으로도 음영지역 해소와 통신 속도 개선이 가능하다는 설명이다.

ETRI는 RIS 응용 확대를 위해 산란형 RIS 기술 연구도 병행하고 있다. 산란형 RIS는 실내로 유입된 전파를 넓은 각도로 재방사해 커버리지를 확장하는 기술로, 별도의 전력 소모 없이 작동 가능해 탄소 배출 저감 효과도 기대된다.

현재 연구진은 투명 RIS의 투과 특성을 더욱 향상시키고, 실내 수신 빔 폭 확대를 위한 고도화를 진행 중이다. 기존 유리에 비해 4배 높은 투과 성능을 확보했으며, 이를 6배까지 끌어올리는 것이 목표다. 고손실 코팅유리, 열차단 유리 등에도 적용할 수 있어 활용 범위가 넓을 것으로 보인다.

기술개발은 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)의 지원을 받아 ‘지능형 재구성 안테나 기반 5G-Advanced 이동통신 서비스 커버리지 확대 기술개발’ 과제로 수행됐다. 클레버로직, 덕산넵코어스 등이 참여기관으로 공동 연구에 참여하고 있다.

ETRI 전파환경감시연구실 이정남 박사는 “전파의 매질 한계를 극복해 통신 음영을 줄이고, 전파 기술의 산업적 활용 범위를 넓히는 데 기여하겠다”고 밝혔다.