일본산업뉴스요약

차량탑재 통신에도 우주
샤프, 초소형 위성통신 단말을 공동 개발

휴대전화 통신이 곤란한 장소에서도 고속 통신을 가능하게 하는 저궤도(LEO: Low Earth Orbit) 위성통신을 모빌리티의 세계에 도입. 샤프와 미쓰비시케미컬, 정보통신연구기구(NICT), TECH-LAB(도쿄)은 2025년 7월 30일, LEO 위성용 안테나나 모뎀을 통합한 초소형/경량의 유저 단말을 공동개발하는 데 합의했다고 발표했다.

LEO 위성통신의 선구자인 미국 스페이스X의 고속 인터넷 서비스 ‘스타링크’용 페이즈드 어레이 방식 평면 안테나의 크기는 594mm×383mm×39.7mm다. 샤프도 선박 등에 탑재하는 것을 목표로 하고 있으며, 25년도의 실용화를 위해 크기 446mm×446mm×66mm, 무게 약 7kg의 유저 단말을 개발하고 있다.

하지만 이번에 공동 개발에서 목표로 하는 것은 약 200mm×200mm×30mm로 부피비 10분의 1정도, 무게 약 1kg의 초소형/경량의 유저 단말이다. 자동차나 드론 등 모빌리티에 탑재하는 것을 목표한다. 자동차에 표준 탑재되면, 휴대전화의 권외 구역에서 사고나 고장 등의 트러블이 발생해도 자동차 딜러와 연락을 취할 수 있는 등 서비스 향상으로 이어진다. 샤프는 25년 7월 30일~8월 1일에 개최된 전시회 ‘제2회 SPEXA 국제우주비즈니스전’(도쿄 빅사이트)에 이 단말의 목업 등을 출전했다.

공동 개발에서의 역할 분담은 다음과 같다. 샤프가 단말기를 개발하고, NICT가 배열(排熱) 구조를 포함한 초소형화와 경량화를 위한 안테나 설계와 시뮬레이션을 담당. 미쓰비시케미컬은 배열판에 이용하는 경량에 높은 열전도율의 신복합재료를 개발하고, TECH-LAB이 재료의 성형이나 가공을 실시한다.

샤프의 스태프에 따르면, “일반적으로 안테나가 소형이 될수록 통신 속도는 떨어지지만, 얼마나 통신 속도를 유지하면서 소형화할 수 있는지가 포인트다. 다만, 설령 통신 속도가 10 Mbps 정도 밖에 나오지 않아도, 농기계의 원격 조작 등의 용도에서 니즈가 있다”라고 말한다.

-- 그라파이트와 CFRP를 층상으로 --
전자적 제어를 하는 페이즈드 어레이 안테나를 소형화할 때 과제는 방열이다. 이 안테나는 다수의 소자를 탑재한다. 이때 소자가 발열하기 때문에 안정적으로 가동하려면 발열부에 방열판 등을 직접 부착해 열을 효율적으로 내보내야 한다.

이번의 초소형 경량의 유저 단말기에서는 방열판에 미쓰비시케미칼이 개발한 그라파이트 시트와 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 복합재료를 사용한다. 포인트는 그라파이트 시트와 CFRP를 교대로 끼워 층상으로 함으로써 높은 열전도율과 경량, 그리고 강도를 갖춘 재료로 완성된다는 것이다. 열전도율은 평면방향에서 700W/mK로, 통상 방열판의 소재로 사용하는 구리의 열전도율(약 400W/mK)과 비교하면 1.5배 이상이다.

이 재료는 두께방향의 열전도율은 높지 않지만 평면방향으로는 열전도율이 높다는 특성을 갖는다. 이 특성을 살려 효율적으로 열을 내보내도록 복합재료의 배치를 연구하고 있다고 한다.

또한 얇은 그라파이트 시트를 맞붙인 것이 아니라 단일 층으로 100㎛ 이상의 두께를 만들어, 높은 열전도율과 고밀도를 달성했다. 두껍게 함으로써 열전도에 의해 방열하는 열량을 늘릴 수 있다. 한편, 일반적으로는 층을 두껍게 할수록 내부에 틈이 생기면서 열전도율이 내려가게 된다. “앞으로는 그라파이트 시트를 한층 더 두껍게 해서 배열 능력을 높여 나간다”라고 설명한다.

 -- 끝 –

Copyright © 2025 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.