선박 또는 엘리베이터 내에서 휴대폰 연결이 지연되거나 끊기는 일은 사라질 전망이다.
변영재(44) UNIST(총장 조무제) 교수(전기전자컴퓨터공학부) 연구팀이 현대중공업과 함께 두꺼운 금속을 통과하는 무선 전력 전송 및 데이터 송수신 시스템을 세계 최초로 개발했다.
이번 개발로 두꺼운 금속으로 이루어진 선박, 해양플랜트의 격실이나 엘리베이터와 같이 금속으로 차폐된 공간에서도 휴대폰 사용과 무선 충전이 가능해진다.
일반적으로 전자기파(Electromagnetic wave)를 이용해 에너지나 데이터 무선 전송이 가능하지만, 선박 내부처럼 두꺼운 금속이 가로막고 있는 경우 전자기파가 차단되거나 흡수되어 전송이 어렵다.
변영재 교수 연구팀은 10에서 100MHz 주파수 범위 내 전자기파가 금속에 의해 차단이 약해지는 특성을 이용해 이 주파수의 전자기파가 금속을 관통할 수 있는 송수신 시스템을 개발했다.
연구팀은 이 주파수의 전자기파를 유도하기 위한 특수한 송수신기를 도파면(Sheet-like Waveguide) 형태로 제작했다. 도파면은 금속과 도체를 제외한 물질로 이루어진 면 형태의 특수한 안테나로 들어오는 전자기파가 금속을 관통할 수 있도록 유도한다.
금속의 양면에 부착된 도파면에 의해 유도된 10-100MHz 주파수의 전자기파는 금속에 의해 차단되지 않고 관통했다. 관통한 전자기파를 다른 면에 부착된 도파면이 받아 방출함으로써 에너지 전송은 물론, 동시에 데이터 송수신도 가능해졌다.
변영재 교수 연구팀이 개발한 새로운 무선 전력 전송 시스템은 70%의 효율을 얻는데 성공했다. 데이터를 보낼 경우 50Mbps까지 송수신이 가능해져 선박이나 엘리베이터와 같이 철판으로 밀폐된 공간 내에서도 데이터 송수신이 가능하다.
변영재 교수는 “앞으로 금속 벽이 있는 선박 내부에서도 고효율 전력 전송과 고속 데이터 전송이 가능할 것”이라며 “금속으로 이루어진 전기차의 충전 등에도 응용이 가능해 다양한 분야에서 무궁무진하게 적용 가능하다”라고 말했다.
이번 연구는 현대중공업과 함께 진행됐으며, 싸이 오루간디(Sai Kiran Sharma Oruganti,인도,32), 허상현(27), 마형근(27) 박사 과정 연구원 등이 참여해 세계적 권위를 자랑하는 IET(Institution of Engineering and Technology) Electronic Letters 6월호 표지 논문으로 게재됐다.
