1. UAM 항로 내 전자기 간섭(EMI) 문제와 해결 기술

 

1. UAM 운항 환경과 전자기 간섭(EMI) 문제의 현실성

도심항공교통(UAM: Urban Air Mobility)이 상용화를 앞두고 빠르게 기술적 진보를 이루고 있지만,
그에 따른 전자기 간섭(EMI: Electromagnetic Interference) 문제는 여전히 구조적인 해결 과제로 남아 있다.
UAM은 도심이라는 복잡한 전자기 환경에서 비행하며,
기체 자체가 수많은 전기전자 부품으로 구성되어 있는 만큼,
내부 및 외부 전자파 간섭에 매우 취약한 특성을 갖는다.

도심 항로에는 수백 개의 기지국, 통신 중계기, 레이더, 위성항법 보조장치, 전력선이 존재하며,
그 외에도 자동차, 스마트폰, 와이파이, 송전탑, 고압선 등에서 발생하는 전자기파가
UAM 운항 중에 예기치 않게 전자 시스템에 영향을 줄 수 있다.
이로 인해 항법 오류, GPS 위치 오류, 통신 끊김, 센서 오작동, 자율비행 오류 등의 문제가 유발될 수 있다.

예를 들어, 항로 주변에 설치된 5G 기지국이 고출력 mmWave 주파수 대역을 사용할 경우,
eVTOL 기체 내부의 GPS 수신 장치나 고도계 센서가 간섭을 받을 수 있고,
이는 자동 착륙 시스템 오작동이나 위치 기반 충돌 방지 기능 실패로 이어질 수 있다.
실제로 미국에서는 5G 주파수 간섭으로 인해 민간 항공기 고도계에 오류가 발생한 사례도 보고되었고,
UAM은 항공기보다 훨씬 더 작고 복잡한 전자 장비 집합체이기 때문에
EMI 리스크가 상대적으로 더 크다.

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2. EMI의 주요 발생 지점과 취약 시스템 분석

전자기 간섭은 기체 외부에서 유입되는 외부 간섭과,
기체 내부 전자장비 간에 발생하는 **자체 간섭(internal EMI)**으로 나눌 수 있다.
외부 EMI는 주로 레이더, 통신망, 송전선, 산업용 무선설비, 기타 항공기의 무선 통신 등에서 발생하며,
도심 고밀도 지역일수록 그 강도와 빈도는 높아진다.

내부 EMI의 경우는 더욱 정교한 설계가 필요하다.
UAM 기체는 모터 제어 인버터, 배터리 관리 시스템(BMS), 통신모뎀, GPS 안테나, 비행 제어 컴퓨터, 라이다/레이다 센서 등
고주파 부품이 다수 탑재되어 있고,
이들 간의 간섭이 발생하면 시스템 전반에 연쇄적인 오류를 일으킬 수 있다.

특히 eVTOL 기체에서 자주 문제되는 영역은

1. 전력 전자 장비의 스위칭 노이즈
2. GPS 수신 안테나와 고출력 송신기 간의 근접배치
3. 배터리 방전 중 고주파 노이즈
4. 모터 회전 속도와 동기화되지 않은 제어신호 간 간섭 등이다.

이 외에도 EMI는 비행 전자시스템뿐 아니라
기내 네트워크, 탑승자 통신(인터넷), AI 비행 경로 분석 시스템에도 영향을 줄 수 있어,
기체 설계 단계에서부터 EMI 차폐, 접지, 필터링 설계를 통합하는 EMI-Ready 설계 전략이 필수적이다.
단순히 ‘오작동을 막는다’는 차원을 넘어서,
비행 안정성, 운항 효율성, 에너지 사용량에도 영향을 줄 수 있기 때문이다.

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3. 전자기 간섭 문제 해결을 위한 기술과 정책 방향

전자기 간섭을 줄이기 위한 기술은
① 기체 구조 설계,
② 회로 간 신호 처리,
③ 외부 환경에서의 방호,
④ 주파수 관리 등 네 가지 축에서 진화하고 있다.

첫째, 기체 내 EMI 방지를 위해 EMI 차폐 소재(Shielding Materials) 사용이 확대되고 있다.
알루미늄 기반 차폐함, 전도성 폴리머, 카본 복합소재는
기체 무게를 최소화하면서 전자파 흡수율을 높이는 역할을 한다.
또한 회로 설계 시에는 노이즈 필터, EMI 필터, 공통모드 초크코일 등을 활용해
민감한 신호선을 보호하고 있다.

둘째, AI 기반 EMI 분석 시뮬레이터가 실시간 노이즈 발생 경로를 예측하고,
적절한 회로 차단 또는 재경로 설정을 자동화하는 기술도 실험 단계에 있다.
이는 특히 자율비행 시 예상치 못한 전자기 환경 변화에 능동적으로 대응할 수 있도록 돕는다.

셋째, 기체 외부에서의 EMI 문제를 줄이기 위해
지상국 및 도시 인프라와의 공공 협의 체계도 중요하다.
도심 내 5G/6G 기지국, 고전력 산업시설, 방송 송신탑 등과
UAM 항로 간 일정 거리(EMI Buffer Zone)를 확보하는
**‘도심 항공전자파 관리구역 제도’**가 필요하다.
미국 FAA는 일부 지역에서 이를 시범 적용하고 있고,
한국 역시 버티포트 허가 시 전자기 환경 평가를 의무화할 필요가 있다.

마지막으로, 각국은 EMI 대응을 위한 항공전자 인증 체계 강화와 함께
EMC(전자파 적합성) 테스트 기준 고도화,
도심 EMI 위험지수 시각화 지도 구축 등으로 정책 방향을 확장하고 있다.
이는 UAM이 고밀도 도시 내에서도 안전하고 예측 가능한 자율비행을 실현하는 데 필수 조건이 될 것이다.

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✅ 핵심 요약

• UAM은 전자장비 집약 구조와 도심 항로 환경으로 인해 EMI 위험에 크게 노출된다.
• 외부 간섭뿐 아니라 내부 시스템 간 간섭도 항법, 통신, 센서에 중대한 오류를 유발할 수 있다.
• 차폐소재, 회로설계, AI 기반 노이즈 예측, EMI 보호구역 설정 등 다각적인 기술·정책 대응이 필요하다.