밀리미터파 시대의 안테나 혁명: 핀칭 안테나 vs. RIS

밀리미터파 대역에서 핀칭 안테나 시스템이 RIS보다 스펙트럼 효율 및 내구성 면에서 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났습니다. RIS는 성능 향상을 위해 매우 많은 요소가 필요하여 에너지 효율이 떨어지는 단점이 있습니다.

최근 무선 통신 기술의 발전과 함께 밀리미터파(mmWave) 대역의 활용이 증가하고 있습니다. 하지만 밀리미터파는 높은 주파수로 인해 전파 손실이 크고, 안테나 설계에 있어 새로운 기술이 요구됩니다. 이러한 요구에 발맞춰 등장한 기술 중 하나가 바로 '핀칭 안테나 시스템'과 '재구성 가능 지능형 표면(RIS)'입니다.

Mostafa Samy를 비롯한 6명의 연구진이 발표한 최신 연구 논문은 이 두 기술을 밀리미터파 대역에서 최초로 비교 분석했습니다. 연구 결과는 매우 흥미로운 내용을 담고 있습니다.

핀칭 안테나의 약진: RIS를 압도하는 성능

연구 결과에 따르면, 스펙트럼 효율 측면에서 핀칭 안테나 시스템이 RIS를 압도했습니다. 놀랍게도, RIS가 핀칭 안테나 시스템을 능가하려면 무려 10,000개 이상의 요소가 필요한 것으로 나타났습니다. 이는 RIS의 에너지 효율에 심각한 영향을 미치는 요소입니다. 즉, 더 많은 에너지를 소모하면서도 핀칭 안테나보다 뛰어난 성능을 보여주지 못한다는 의미입니다.

뿐만 아니라, 핀칭 안테나 시스템은 밀리미터파 대역에서 흔히 발생하는 심각한 경로 손실과 하드웨어 손상에 대해 더 강인한 내구성을 보였습니다. 고주파 환경에서 안정적인 성능을 유지하는 데 핀칭 안테나가 유리하다는 것을 시사합니다.

미래의 무선 통신을 위한 새로운 가능성

이번 연구는 밀리미터파 통신 기술의 미래를 위한 중요한 시사점을 제공합니다. 단순히 새로운 기술의 등장을 넘어, 기존 기술의 한계를 극복하고 더 나은 성능을 제공하는 핀칭 안테나 시스템의 가능성을 보여주었습니다. 이는 더욱 효율적이고 안정적인 5G, 6G 통신 시스템 구축에 기여할 것으로 기대됩니다. 하지만 RIS 기술 또한 지속적인 연구 개발을 통해 한계를 극복할 가능성이 있으므로, 앞으로 두 기술의 경쟁과 발전을 지켜보는 것이 중요합니다. 향후 연구에서는 두 기술의 장점을 결합한 하이브리드 시스템에 대한 연구가 활발히 진행될 것으로 예상됩니다.

참고: 본 기사는 Mostafa Samy 외 6명의 연구 논문 “Pinching Antenna Systems versus Reconfigurable Intelligent Surfaces in mmWave”을 바탕으로 작성되었습니다.