“무선통신 발전·채택 증가…RF 시스템 중요”

인피니언, 5월21일 RF 시스템·RFFE 구성 요소·동작 원리 웨비나
높은 전력효율성·시스템 견고성 등 요구…RF 시스템 새로운 시장

[편집자주] RF 시스템은 무선 통신, 레이다 추적, 신호 처리 및 다양한 응용 분야에서 사용된다. 스마트폰, IoT 등 다양한 휴대용 무선기기 사용 증가와 위성통신과 같은 무선 기술이 이에 통합되고 있다. 이에 따라 RF 시스템의 중요성이 증가하고 효율성과 성능 향상에 대한 요구도 높아지고 있다. 이러한 트렌드에 본지는 인피니언과 ‘무선기기의 필수 기술, RF 시스템과 RFFE 구성 요소 및 동작 원리에 대한 이해’를 주제로 5월21일 웨비나를 진행한다. 웨비나에 앞서 연사로 참여하는 송경민 인피니언 코리아 전력&센서 시스템 사업부 이사의 이야기를 들어보았다.
 

▲송경민 인피니언 코리아 전력&센서 시스템 사업부 이사

 

■ RF 시스템이 주목받고 있는 이유와 기본 개념에 대한 설명을 부탁드린다

RF 시스템은 쉽게 말해 전파를 이용해 무선 통신을 가능케 하는 시스템이다.

RF는 무선 주파수를 나타내며, RF 시스템은 주파수가 3kHz에서 300GHz까지의 전자기파를 사용하여 데이터를 전송하거나 신호를 처리하는 시스템이다. 

이러한 시스템은 송수신기, 안테나, 무선 송수신 회로, 주파수 변환기, 필터, 증폭기 및 다양한 신호 처리 장치로 구성된다. 

RF 시스템은 안테나를 통해 전파를 송수신하고, 이를 통해 무선 통신, 레이다 추적, 신호 처리 및 다양한 응용 분야에서 사용된다. 

예를 들어 셀룰러 LTE/5G, Wi-Fi, 블루투스, GPS, 레이다 및 위성 통신 등이 RF 기술을 기반으로 한다. 

또한 RF 기술은 자동차, 항공, 국방 등의 산업에서도 중요한 역할을 한다.

최근에는 스마트폰 및 IoT 등 다양한 휴대용 무선기기의 사용이 증가하고, 초광대역(UWB, Ultra-wideband), 위성통신과 같은 무선 기술이 이에 통합되고 있다. 

이에 따라 RF 시스템의 중요성이 더욱 부각되고, RF 시스템의 효율성과 성능 향상에 대한 요구가 계속 높아지고 있다. 

빠른 데이터 전송과 안정적인 통신을 위해 RF 기술의 지속적인 발전이 필수다.

■ 다양한 기기들에 통신이 접목되면서 RF와 관련된 시장의 요구도 다양해졌을 것으로 생각된다. RF 시스템과 관련된 시장의 요구와 인피니언의 대응은 어떠한지 궁금하다

전세계의 디지털화로 인해 셀룰러 4G/5G, Wi-Fi, UWB과 같은 무선 통신 기술의 채택이 증가하고 다양한 산업 및 애플리케이션에서 RF 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 

이에 따라 더 빠른 데이터 전송, 더 넓은 주파수 범위, 더 높은 전력 효율성과 시스템 견고성 등 시장의 요구도 다양해졌다. 

또한 통신 기술이 다양한 기기에 통합되면서 RF 시스템을 위한 새로운 시장이 생겨나고 있다.

이렇게 계속 변화하는 시장의 요구에 대응하기 위해 인피니언은 지속적인 연구와 개발을 통해 새로운 기술과 제품을 제공하고 있다.

특히 다양한 RF 시스템에 대한 이해를 바탕으로 고성능, 고에너지효율, 그리고 소형화 기술에 중점을 둔 토탈 RF 솔루션을 개발, 제공하는데 주력하고 있으며, 자동차, 스마트 홈, 산업용 IoT, 무인 항공기 등 새로운 시장 개척을 위해 노력하고 있다.

■ 인피니언 RF 제품과 솔루션에 대해서도 간단하게 소개를 부탁드린다

인피니언은 60년 이상 다양한 애플리케이션을 위한 RF 제품을 개발해 왔다. 

실제로, 실리콘 게르마늄(SiGe) 기반 저잡음 증폭기(LNA)를 가장 먼저 개발한 회사 중 하나다.

인피니언은 RF 관련 전문 지식과 선도적인 SiGe, RF CMOS, BiCMOS 기술을 바탕으로 고성능, 고에너지효율, 그리고 소형화 기술에 중점을 둔 Total RF 솔루션을 개발, 제공하는데 주력하고 있다.

RF MMIC LNA, RF CMOS 스위치, 안테나 튜닝 디바이스, RF 커플러, RF 트랜지스터 및 다이오드 등을 포함하는 포괄적인 RF 솔루션은 최고의 RF 성능과 안정적인 무선 연결에 대한 고객의 시스템 요구 사항을 충족하도록 설계되었다. 이

이를 통해 더 높은 데이터 속도, 더 나은 신호 품질, 더 긴 배터리 수명을 달성할 수 있다.

■ 5월21일 웨비나에는 RFFE의 핵심 구성 요소와 기능에 대한 내용도 포함된다. RFFE와 관련된 발표내용의 핵심이 되는 내용은 무엇인가

RF 시스템에서, RF Front-End(RFFE)는 안테나와 트랜스시버(송수신기) 사이에서 RF 신호를 전송하고 처리하며, 통신 성능, 즉 안정된 고속 데이터 송수신 성능에 크게 영향을 미친다.

기본적으로 RFFE는 필터, RF 스위치, 저잡음 증폭기(LNA), 전력 증폭기(PA) 등의 기본 요소로 구성된다. 

필터는 원하는 주파수 대역의 신호를 선택하고, 다른 주파수 대역의 신호를 차단하며, RF 스위치는 여러 RF 채널 사이에서 신호의 경로를 제어하는 역할을 한다.

저잡음 증폭기인 LNA는 수신단에서 수신된 약한 RF 신호를 증폭하며, 이는 신호의 잡음 수준을 최소화하면서 신호 강도를 향상시킨다. 

전력 증폭기인 PA는 송신단에서 안테나를 통해 신호를 더 멀리 전송할 수 있도록 RF 신호를 증폭시킨다.

이번 웨비나에서 RFFE의 핵심 구성 요소 중 RF 스위치와 LNA 기능에 대해 좀 더 깊게 알아보고, 또한 애플리케이션에 따라 각기 다른 다양한 요구 사항에 맞춰 어떻게 최적의 제품을 선택할 것인가에 대한 제품 선정 방법에 대해서도 다루고자 한다.

■ 무선 기기에서의 RFFE 적용 사례와 RFFE 선택 시 유의해야 할 사항은 무엇인가

RFFE는 스마트폰, 노트북, 태블릿, 웨어러블, 드론, 액세스 포인트, IoT 등 무선 통신을 지원하는 모든 기기에서 쉽게 찾을 수 있다. 

앞서 이야기한 것처럼 RFFE는 통신 성능에 큰 영향을 줍니다. RFFE에 대한 요구 조건은 LTE/5G, BT, Wi-Fi, GPS, UWB 등 애플리케이션마다 다르기에 매우 다양하고 까다롭다.

RFFE를 구성을 위한 RF 제품 선정 시 안정적인 무선 연결을 위해 원하는 주파수 대역에서는 최고의 성능을 가진 제품을 우선적으로 고려해야 한다. 

적절한 주파수 대역과 대역폭에서 RF 제품의 손실과 이득 그리고 잡음 특성, 선형성은 전체 RF 시스템의 성능, 민감도, 동적 범위 등을 결정한다. 

그 외 시스템에서 허용되는 제어 인터페이스, 예를 들어 MIPI, SPI, GPIO 등을 고려하여 제품을 선택해야 한다.

또한 휴대용 무선기기, 즉 배터리로 동작하는 장치에서는 반드시 소모 전력도 고려되어야 한다. 

전력 효율은 배터리 수명과 장치의 효율성에 영향을 미치기 때문이며 휴대용 무선 기기에서는 크기와 무게 또한 중요한 고려 사항이다.

■ e4ds 독자분들께 한 말씀 부탁드립니다

이번 웨비나는 인피니언 RF 제품 및 솔루션에 대한 소개와 함께, RF 시스템의 기본 구성 요소와 동작에 대해 알아보는 자리입니다. 

이 웨비나를 통해 참가자 여러분의 RF 시스템과 RFFE에 대한 전반적인 이해를 높이고, 관련 분야에서의 지식을 확장하는 데 도움이 되길 바랍니다.
많은 참석 부탁드립니다.