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미츠비시전기기보_2018/05_미래를 여는 광 전파∙통신기술
  • 저자 : 三菱電機
  • 발행일 : 20180520
  • 페이지수/크기 : 60page/28cm

요약

미쓰비시전기 기보_2018.5_권두언 (p1)

미래를 여는 광 전파∙통신기술
특집호를 발행하면서
나카야마 마사토시(中山 正敏) / 정보기술 종합연구소 광 전파∙ 통신기술부문 주관 기사장

이번 특집호에서는 미쓰비시덴키(三菱電機)의 전파 및 빛을 이용한 센싱과 통신에 관한 최신 기술 개발 사례를 소개한다. 그 종류는 시스템 레벨에서 개별 컴포넌트 타입 및 회로 레벨까지 다양하지만, 모두 전파와 광파라는 ‘파장’을 다룬 것으로, 그 성질을 최대한 이용해 정보를 검토, 수집, 전달하는 것을 기본으로 한 기술들이다.

미쓰비시덴키는 센싱과 통신 분야의 기술 개발을 수십 년간 지속해왔으며, 이를 무기로 한 제품군을 세상에 내놓았다. 이 분야는 아날로그 기술을 기초로 하고 있다. 물론 신호 처리 등 디지털 기술의 범주로 분류되는 부분도 있지만, 전파와 빛이 파장이며 아날로그인 것을 충분히 이해하고 지식을 습득하지 않으면 좋은 기술, 좋은 제품을 만들어낼 수 없다.

사람들은 ‘전파를 볼 수 있게’ 또는 ‘전파를 완벽히 이해하라’라고 강조하며 기술 개발 및 인재 양성을 추진해왔다. 많은 노하우를 포함해 기술의 축적이 중요한 분야이다.

휴대전화와 광섬유로 대표되는 전파나 빛을 이용한 시스템은 세계적으로 널리 이용되고 있으며, 이용의 측면에서 본다면 전파와 빛에 관련된 기술은 이미 특수한 것이 아닌 기반 기술이라고 말할 수 있다.

이미 기술이 많이 축적되어 이제는 기반 기술이라고 말하면 더 이상 고도의 기술 개발은 필요 없다고 생각될 수도 있다. 하지만 이번 특집에 실린 논문들을 읽어본다면 앞으로도 계속해서 이 분야의 기술이 발전할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것으로 생각된다.

구체적으로는 센싱 기술과 통신기술이 융합된 기술의 발전 사례에 대한 논문들이 있다. 특수한 레이더 분야에서 이미 실용화되고 있는 배열 안테나와 통신 분야의 신호처리기술을 융합한 사례(제5세대 이동통신용 다소자(多素子) 안테나의 빔 제어 및 은닉 통신 배열 안테나). 또한 광 통신용 범용 부품을 센싱 장치의 바람 계측 라이더에 활용하기 위한 기술 개발에 대한 논문도 있다.

또한 전혀 다른 분야의 기술 성과를 적극적으로 도입, 광 전파 분야의 특유의 기술을 개발해 발전시킨 사례도 소개되고 있다.

최근 스파스(Sparse)모델링이라는 이름으로 자주 언급되는 압축 센싱 기술을 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Rader)에 응용한 기술과 3D프린터에 이용되는 도파관 컴포넌트, 디지털 회선 및 디바이스의 고속화로 가능하게 된 스위칭 증폭기의 디지털 송신기 기술 등은 다른 분야의 개발 기술을 적극적으로 도입해 특유의 기술로 만들어낸 사례이다.

한편, 발진기 저 잡음화와 비접촉 전자파 차단은 파장의 특성 자체를 이용한 기술을 한층 더 업그레이드한 성과라고 말할 수 있다.

물론 기술의 내용 이상으로 개발한 기술이 어떠한 과제를 해결하는데 도움이 되었고, 어떠한 가치를 창출하는가도 중요하다. 예전에는 비교적 좁은 범위에서의 응용에 한정되었던 센싱 및 통신기술이었지만, 센싱 및 통신 비용의 저렴화로 응용 범위가 확대되고 있다.

그 한 예로 UN의 SDGs(지속 가능한 개발 목표)에 기여한 것들 가운데 법면 변위 센싱은 기후 변동 대책 및 안전 면에서 회복탄력성(Resilience)을 갖춘 도시를 만드는데, 위성 관련 기술은 위성을 이용한 관측 및 감시를 통해 기후 변동 대책이나 바다와 육지의 자원을 지키는데 도움이 된다. 또한 풍력발전용 바람 계측 라이더, 저 소비전력 대용량 광통신, 고효율 스위칭 증폭기는 재생가능에너지 이용 확대 및 에너지 이용의 효율성 개선에 기여한 기술이라고 말할 수 있다.

필자는 서두에서 이번 특집호에 소개되는 기술들이 전파와 빛이 가진 파장의 특성을 이용한 것들이라고 말했다. 마지막으로 ‘파장’을 연구하는 기술자가 가장 잘 알고 있는 오일러의 공식을 소개하겠다.
ejθ  cosθ + j ∙ sinθ

이 공식을 통해 파장의 문제를 수학적으로 파악해 편리하게 연구할 수 있게 되었다. 레이더 기술자뿐만 아니라 통신 기술자도 이 공식을 이용해 기술 개발을 추진하고 있다. 올 5월, 탄생한지 100년이 된 미국의 물리학자 고(故)리처드 필립스 파인먼은 그의 공동 저서 ‘파인먼 물리학Ⅰ역학’에서 이 공식을 “수학에 있어 가장 훌륭한 공식’이고 “우리들에게 가장 값진 보물”이라고 표현했다.

수학적으로 아름답고 간단한 수식이면서도 현실 속에서 이용되는 공식으로서 중요한 의미를 가지고 있는 것을 찬양한 것이다.

개인적인 바램은, 당사의 전파와 빛을 이용한 센싱〮통신에 관련된 기술이 오일러의 공식처럼 당사뿐만 아니라 세계적으로 중요한 기초 기술임과 동시에 실용성〮선진성을 갖춘 보배가 될 수 있도록 더욱 노력해나가야 한다고 생각한다.

● 목차
〈특집〉 미래를 여는 광 전파∙통신기술

1. 광 전파∙통신기술 특집호에 대해 (권두언)
2. 광 전파∙통신기술의 현황과 전망 (권두 논문)
3. 전파위상 차를 이용한 법면 변위 센싱기술
4. 합성 개구 레이더용 압축 센싱기술
5. 바람 계측 코히런트 도플러 라이더(Coherent Doppler Lidar)의 소형화를 실현하는 펄스 세로다인(Pulsed Serrodyne) 광 송수신 기술
6. 안심∙안전을 지원하는 위성통신의 대용량화 기술
7. 초 다소자 안테나 시스템에서의 멀티 빔 공간 다중∙제어 기술
8. 은닉 통신 배열 안테나
9. 100Gbps 초고속통신을 향한 저 소비전력 광 통신망
10. 다차원 광변(光變) 복조 기술
11. 고효율 GaN 스위칭 증폭기를 적용한 복수 주파수 대응 디지털 송신기 기술
12. 금속 3D 프린터를 이용한 도파관 컴포넌트
13. 자가주입 동기법에 의한 마이크로파 전압제어 발진기의 저위상(低位相) 잡음화 기술
14. 무선 LAN 대역용 비접촉형 전자파 차단 구조
15. 관련 거점 소개
16. 특허와 새로운 제안
- ‘레이저 레이더 장치’ ‘도허티 증폭기’
- ‘전자파 차단 도어’

 -- 끝 --

목차