한국표준과학연구원(원장 이호성)은 국방, 차세대 통신, 반도체 분야에서 각광받을 수 있는'로봇 기반 초정밀 전자파 측정 시스템'을 자체 개발했다고 31일 밝혔다.
최근 차세대 통신 부품과 반도체 패키지 안테나, 항공기 레이다 등에 활용되는 전자파 대역이 다양해지고, 특히 고주파수 대역의 경우 측정 대상의 위치가 조금만 어긋나도 결과값이 크게 달라져 정밀한 측정 기술이 필요하다.
이런 가운데 표준연 연구진이 전자파 측정기·대상 위치를 유연하면서도 정밀하게 제어할 수 있는 로봇 기술을 도입했다.
단순히 상용 로봇을 활용하는 수준을 넘어, 시스템 설계부터 제어 프로그램, 위치 보정 기술에 이르기까지 핵심 측정기술을 자체적으로 구축해 초정밀 전자파 측정 플랫폼을 완성했다.
이번 시스템은 상하·좌우·앞뒤 이동과 회전이 모두 가능한 6자유도(6-DOF) 로봇 기술과 다양한 스캔 형상을 활용해 최고 750기가헤르츠(㎓)까지 폭넓은 대역의 전자파를 측정할 수 있다. 특히 위치 계측·보정 기술을 적용해 안테나 정렬 오차를 세계 최고 수준인 10마이크로미터(10㎛) 내로 제어했다.
또 이 시스템은 로봇의 유연한 기동성을 활용해 기존 공간·경제적 제약도 극복했다. 로봇이 대상 주변을 정밀하게 움직이며 스캔하는 방식을 채택해 좁은 공간에서도 저비용으로 고정밀 시험을 반복 수행할 수 있다.
이런 장점은 특히 국방 분야 무기체계 평가에서 더욱 큰 의미를 갖는다. 무기체계 개발 단계에서 축소 모형을 이용한 전자파 산란 특성 평가 시, 미세한 형상 및 위치 오차는 실물 환산 시 결과에 큰 영향을 미친다. 표준연의 초정밀 제어 기술은 축소 모형을 대상으로 한 전자파 측정 시 오차를 최소화하여 국방기술의 완성도를 높일 수 있다.
시스템 설계와 제어 소프트웨어(SW)를 독자 기술로 구축한 덕에, 다양한 산업 분야별 측정 대상에 최적화된 제어·모니터링 SW와 측정 구성 적용도 가능하다.
권재용 표준연 전자파측정그룹 권재용 책임연구원은 “향후 AI를 접목해 국방, 반도체, 차세대 통신 등 국가 전략기술 분야의 전자파 측정기술을 더욱 고도화하겠다”고 밝혔다.
이번 연구 성과는 국제학술지 Composites Communications에 지난 10월 게재됐으며, 전자파 분야 최고 권위 국제학회 중 하나인 ISAP 2024에서 최우수 안테나 측정 논문상을 수상했다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
