KEA 한국전자정보통신산업진흥회

본 연구는 Wi-Fi 6E 응용을 위해 6 GHz 대역에서 듀얼 빔과 빔 조향이 가능한 메타표면 안테나를 제안한다.
구조는 패치 안테나와 6×7 메타표면 배열로 이루어지며, 중앙에는 수동 유닛 셀을, 외곽에는 PIN 다이오드 기반 능동 유닛 셀을 배치하여 위상을 제어한다. 또한 유닛 셀의 타입은 3가지며 각 타입의 유닛 셀의 위상을 다르게 설계하여 배열한 것이 추가적인 빔 조향을 만들어 낼 수 있음을 입증하였다. 시뮬레이션 결과 5.91~6.38 GHz 대역에서 Return loss -10 dB 이하, 최대 이득 10.81 dBi를 달성했다. 또한 다이오드 상태에 따라 0° 빔 외에 ±55° 방향으로 추가 빔이 형성되어 듀얼 빔 특성과 빔 조향 능력을 확인하였다.

ㅇ 도파관에서 인쇄 집적회로 선로의 신호 전송 트랜지션 설계
- 140 ~ 160 GHz 에서의 원활한 신호 전송을 위한 3D 모델링 설계
- HFSS 툴을 활용, 주요 파라미터 값을 확보하여 최적화 진행
- 제작을 목표로 설계 진행

현장실습

센서뷰(안테나 및 커넥터 제작 기업)
· HFSS 툴 사용 및 안테나 설계 기초 습득
· 기간 2023. 7. 01 ~ 2023 8. 31

한국전자파학회에서의 강연과 포스터 세션에서 타 연구자들의 메타표면 안테나 설계 방식을 접하면서 이를 제 연구에 응용할 아이디어를 얻었습니다. 이를 바탕으로 메타표면 안테나 설계 연구를 발전시켰고 초기에는 단일 유닛 셀 구조를 배열하고 각 셀에 PIN 다이오드를 삽입하여 능동적으로 위상을 제어하는 방식으로 빔 조향을 구현하였습니다. 그러나 이 방식은 빔 조향 각도가 제한적이라는 한계가 있었으며, 이를 개선하기 위해 두 번째 연구에서는 유닛 셀을 Type A, B, C의 세 가지 형태로 구분하고 각 타입별 반사 위상을 다르게 설계하여 보다 큰 빔 조향 범위를 확보할 수 있는 구조를 제안하였습니다.


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국가기술자격증
· 산업안전기사
· 기간 2023. 06. 09

자격증
TOEIC Speaking (영어회화 능력 시험)
· (등급) IM2 (INTERMEDIATE MID 2)"
· 기간 2023. 12. 14

저는 차세대 무선통신을 위한 안테나 및 전송 구조 연구에 관심을 가지고 있습니다. 특히 6G 테라헤르츠(THz) 통신용 안테나 및 필터 개발 과제에 참여하여, 고주파 대역에서 안정적인 신호 전송을 위한 도파관(Waveguide, WG) – 마이크로스트립 라인(MSL) 트랜지션 설계를 수행하고 있습니다. 석사과정 동안 수행한 다양한 안테나 및 전이구조 연구 경험은 제가 밀리미터파/서브테라헤르츠 대역 연구원으로 적합하다고 생각하는 이유입니다.

[주요논문 연구분야]
저의 세부 전공은 ‘밀리미터파 및 서브-THz 대역에서의 도파관–마이크로스트립 변환 구조 및 메타표면 안테나 설계’입니다. 지금까지 학술대회에 발표한 주요 논문으로는 「패치 구조를 이용한 D-band 도파관-마이크로스트립 변환기」, 「갭 도파관 기반 전이구조 설계」, 그리고 「Wi-Fi 6E용 재구성 가능한 메타표면 안테나」가 있습니다. 첫 번째 논문에서는 WR-7 도파관과 SIW 구조 사이에 패치를 삽입하여 D-band(140–160 GHz)에서 광대역 전송을 실현하는 방법을 제안하였고, 두 번째 논문에서는 갭 도파관 기반 전이구조를 설계하여 110–170 GHz 전 구간에서 저손실 특성을 확보하였습니다. 마지막으로 발표한 메타표면 안테나 논문에서는 PIN 다이오드를 적용한 PRS 구조를 통해 6 GHz 대역에서 빔 조향과 듀얼 빔 방사를 구현하였으며, HFSS 기반의 전자기 시뮬레이션뿐 아니라 MATLAB을 활용한 방사 패턴 및 빔 특성 분석을 병행하여 결과를 정량적으로 검증하였습니다. 이러한 연구 경험을 통해 HFSS 기반 전자기 해석, 반사손실/삽입손실 최적화, PIN 다이오드 위상 제어, MATLAB을 활용한 안테나 성능 분석 등 다양한 시뮬레이션 및 설계 역량을 종합적으로 키워왔습니다.



[프로젝트 수행경험]
현재 수행 중인 “6G 테라헤르츠 통신용 안테나 및 필터 개발” 과제에서는 WR-6.5 도파관에서 MSL로의 트랜지션 설계를 맡고 있습니다. 상부 도파관에서 마이크로스트립으로 신호를 안정적으로 전달하기 위해 테이퍼 구조, 유전체 적층, GND 설계를 진행하고 있으며, 특히 접지부에 Notch 구조를 삽입하여 전송 특성을 개선하는 독창적 설계 아이디어를 특허 출원할 예정입니다. 연구 과정에서 140~160 GHz 대역에서 저손실 신호 전달을 목표로 반사 손실 및 삽입 손실을 최소화하는 최적화 과정을 수행하고 있으며, 이는 차세대 6G Sub-THz 통신용 핵심 부품 개발에 기여할 것으로 기대됩니다.