휴대폰 배터리 충전용 케이블을 가지고 다니는 수고를 할 날도 머지 않은 것 같다.
애플의 특허는 ‘이중 주파수 패치 안테나를 가진 무선충전 및 통신 시스템’이란 이름으로 출원됐으며 일반 데이터통신 전용 주파수를 이용해 전력을 전송하는 방법이다.
데이터 연결을 통한 장거리 충전 계획이 현실화되면 케이블을 가지고 다니는 불편함을 해소할 수 있다. 애플은 그동안 무선 충전 기술의 가능성을 조사해 온 것으로 알려졌다.
애플이 새로 출원한 특허는 놀랍고도 새로운 접근법을 보여준다. 이는 언젠가 사람들이 와이파이, 모바일 데이터, 심지어는 위성 신호를 사용하여 태블릿, 휴대 전화 및 기타 전자기기를 충전할 수 있을 것으로 전망돼 기대를 모으고 있다.
이 기술은 일반적으로 데이터 전송용으로 준비된 것보다 높은 전자기 주파수를 사용한다. 특수 안테나를 사용해 와이파이 데이터 전송 사용 주파수로 에너지 빔을 전달한다. 이는 무선충전 범위를 확장시킬 수 있는 강력하고 안정적인 신호를 보장한다.
애플의 특허출원 문서는 다양한 실시 사례를 통해 700㎒와 2700㎒ 사이의 셀룰러 주파수 및 2.4㎓와 5㎓에서 동작하는 와이파이주파수를 포함한 다양한 무선통신 연결을 통한 전력 전송 능력에 대해 언급하고 있다. 구체적으로 이 전력 전송에는 현재 60㎓ 주파수 대역에서 작동하는 WiGig 표준에 의해 사용되는 802.11ad 밀리미터파 주파수채널에 적용된다고 쓰고 있다.
이 설계 방식도 기존의 유도형 충전방식을 포함한 다른 무선충전 기술처럼 송신기와 수신기를 모두 사용한다. 유도형 충전방식은 기지국을 송신기로 사용하며 수신자 휴대폰이 이 신호를 수신하게 된다. 이 방식은 기술적으로는 무선이지만 그 범위는 아주 작다.
애플의 새로운 특허는 범위를 확장하기 위해 많은 새로운 기술을 제안하고 있다. 그러나 실제로 어떻게 달성할 수 있는지 구체적인 내용은 밝히지 않았다.
이 문서는 다른 상세한 특징들 가운데 대체 안테나 어레이, 무선회로 구성 및 다수의 잠재적 동작 주파수를 포함하는 대안적인 기술 구현 사례들만을 기술하고 있다.
애플은 송수신 범위를 확장하기 위해 다양한 기법을 제안하고 있다. 이 최신 무선충전 모델에는 무선신호를 연결된 기기 쪽으로 보내주는 빔 형성 안테나 어레이가 포함돼 거의 모든 환경에서 강력한 신호를 보장한다. 또한 이 특허출원서는 듀얼모드 회로와 함께 빔 형성 레이아웃과 일치하는 양극화 전송, 이중주파수 패치 안테나를 언급하고 있다. 패치 안테나는 일반적으로 평평한 사각형 공진소자로 구성되며 커다란 금속접지 구조 위에 배치된다. 평면 안테나 배열은 평평한 표면에 장착하기에 이상적이므로 ‘패치’라는 용어로 표현된다.
기존의 통신주파수를 기반으로 하는 무선충전 기능 아이디어는 새로운 것이 아니다. 와이파이 신호만을 사용해 더 작은 기기에 전력을 공급하고 세류(細流)충전을 할 수 있다는 사실이 밝혀지면서 이 분야에 대한 이전 연구는 유망한 것으로 나타났다. 하지만 이 기술은 아직까지 실용적인 적용 분야를 찾지 못했다.
현재 무선충전 시스템 개발회사는 대부분 전송효율이 급격히 떨어지는 상대적으로 고압 유도성 부품에 의존하고 있다.
이번 주 초, 유출된 아이폰8 설계도에는 대형 무선충전패드가 단말기 후면 케이스에 배치된다는 것을 보여주었다. 흥미로운 것은 이 영역이 27일 특허출원된 문서에 설명된 내용과 유사하다는 점이다
27일 미 특허청이 발표한 애플의 특허출원 문서 속 통신 주파수 기반 무선충전 솔루션은 올해 나올 것으로 보이지는 않는다. 하지만 애플은 향후 차기 아이폰에 이 기술을 넣을 것으로 보인다. 애플의 이 특허는 지난 2015년 10월에 출원됐다.
애플의 설계는 통합무선회로와 지원 부품이 통신 및 전력 전송을 모두 처리한다는 점에서 현대 기술에서 벗어난다. 애플워치 같은 기존의 유도충전 하드웨어는 전력 전송에만 사용되며 매우 짧은 거리로 제한된다.
이재구 기자 jklee@g-enews.com
