| 목차 |
| 0. 무선통신 1. 무선 통신의 주파수 대역 ① VLF(Very Low Frequency), 장파(long wave) & LF(Low Frequency),저주파 ② MF(Medium Frequency), 중파(Medium Wave) ③ HF(High Frequency), 단파(Short wave) ④ VHF(Very High Frequency), 초단파 ⑤ UHF(Ultra High Frequency), 극초단파 ⑥ SHF(Super High Frequency), ⑦ EHF(Extreme High Frequency), 밀리미터파(Millimeter wave) |
안테나는 그 안테나가 사용하는
주파수 대역에 따라 용도가 구분된다.
(이름도 구분된다.)
그래서, 각각의 주파수가 가지는 특징을
간단하게 짚고 넘어가는 시간을 가져보려고 한다.
0. 무선 통신
무선통신은 각각의 주파수를 가진
전자기파에 0 또는 1이라는 디지털 신호를 실어서
안테나를 이용해서 송신하고 또 수신하는,
즉, 정보를 무선으로 전달하는 통신 기술이다.(당연한 말이다..)
이때, 각각의 주파수 대역은 위의 표처럼 구분 할 수 있다.
1. 무선통신의 주파수 대역
무선통신의 대역은 장파 ~ 광파로 구분이 되는데,
여기서 장파, 저주파, 중파 등의 한글표기를 구분하는 기준은 파장이다.
즉, 파장이 길고 짧냐에 따라 장파 또는 단파로 구분되는 것이다.
VLF, HF 등을 구분하는 기준은,
Frequency가 들어가 있어서 대충 예상할 수 있겠지만,
주파수이다.
파장과 주파수의 관계가 이처럼 반대가 되는 이유는
빛의 속도를 구하는 식을 보면 이해하기 쉽다.
참고로, 빛의 속도는 약 3 x 10^8 [km/s] 이며
따라서, 파장의 앞자리는 1이고 주파수의 앞자리는 3이 되는 것이다.
① VLF(Very Low Frequency), 장파(long wave) & LF(Low Frequency),저주파
3~300 [kHz] ( = 1~100 [km] )대역은
주로 해상통신에 사용된다.
그 이유는 주파수가 낮기 때문이다.(=파장이 길다.)
주파수가 낮을수록 전자기파의 회절성이 강해지며
따라서 더 멀리, 더 구석구석, 파도나 뭐 등등의 장애물을 피해서
선박에 더 잘 도달할 수 있기 때문이다.
(해상 통신은 넓은 영역에서 전파를 주고 받을 수 있어야 한다.
바다는 넓기 때문이다.)
주 사용 안테나로 λ/4 수직접지 안테나가 있다.
② MF(Medium Frequency), 중파(Medium Wave)
300~3000 [kHz] ( = 100 ~ 1000 [m] )대역은
AM 라디오 방송에 많이 사용된다.
주파수대역과 무관하게, 진폭 변조를 사용하므로
전파간섭이 심해서 음질이 떨어진다.
(잡음의 영향이 크다.)
참고로, FM과 AM라디오 중에 더 멀리까지 전파가 가능한
라디오는 AM이다.
AM라디오는 지구 상층부의 전리층(이온층)에서
굴절 또는 반사되어
멀리까지 전파가 가능하지만,
FM라디오는 직진성이 상대적으로 높아서
전리층을 통과해버리기 때문이다.
직진성이 높기 때문에(회설정↓)
산이나 건물을 만나면 차폐되기도 한다.
그렇다면, 우리나라는 왜 주로 FM라디오를 사용할까?
FM라디오가 신호 간섭이 적고
따라서, 음질이 비교적 좋기 때문이다.
게다가, 땅이 좁아서 굳이 FM방송을 사용하더라도
적당히 높은 곳에
기지국을 슥슥 세워두면
통신이 잘 된다는 장점(?)도 있다.
미국의 경우, 품질이 조금 떨어져도 AM라디오가 더 많다.
③ HF(High Frequency), 단파(Short wave)
3~30[MHz] 대역을 단파라고 한다.
단파도 중파와 마찬가지로 전리층에서 반사가 일어나기 때문에
신호가 멀리까지 전달된다.
단파대역은 중,장파에서 요구되는 큰 송신장치가 필요하지 않기 때문에
가격이 저렴하고
작은 전력으로도 지구의 반대편까지 통신이 가능하기 때문에
주로 대륙간 통신, 아마추어 무선통신에 많이 사용된다.
예전에,, 그러니까 휴대폰이 상용화되기 전에는
HAM 무전기를 많이 사용했다.
(나도 보지는 못했다..)
HAM 무전기가 HF대역을 사용한다.
이외에도 국제통신, 국제방송, 해양,
항공, 이동 통신등 다양하게 사용되었으나
단파는 전리층 불안정에 따라
통신품질이 저하 될 수 있다는 단점이 있어서
위성통신을 본격적으로 이용하게 되면서
단파의 사용이 많이 줄었다.
④ VHF(Very High Frequency), 초단파
초단파는 30~300[MHz]대역을 사용하며,
지상파TV나 FM라디오 등으로 사용된다.
전송 도중에 산이나, 건물 등의 차폐물이 있는 경우
전파손실이 발생하기 때문에
일반적으로 가시권 내의 근거리 전송에 사용된다.
초단파용 안테나로 Helical 안테나, Whip 안테나 등을 쉽게 볼 수 있다.
⑤ UHF(Ultra High Frequency), 극초단파
극초단파는 300~3000[MHz]를 사용한다.
주파수가 높으므로 강한 직진성을 가진다.
470~890[MHz]대역은 지상파TV,
800[MHz] 대역은 TRS 주파수로 사용된다.
근데 이상한게, 그냥 대역으로만 보면
지상파TV와 TRS주파수가
겹치는거 같긴 한데, 알아서 잘 피해서 쓰고 있나 보다.
참고로, 우리나라 이동통신 사업자의
주파수 할당 현황은 그림과 같다.
통신사마다 조금씩 다르지만 4G(LTE)의 경우
800~2600[MHz] 대역을 사용하고 있으며,
3400~3700[MHz](=3.5GHz 대역),
26500~28900[MHz](=28GHz 대역)은 5G로 사용된다.
다만, 5G는 주파수가 높다보니
직진성이 높은데다 아직 인프라가 확실히 구성돼 있지 않아서
아직은, 원활한 사용이 쉽지 않다.
⑥ SHF(Super High Frequency), 마이크로웨이브(Microwave)
SHF는 3~30[GHz]이다.
근데, 사실 무선설비기사 책에는
이 대역을 마이크로웨이브라고 적어놓긴 했는데,
실제로 마이크로웨이브(Microwave) 대역은
300[MHz]~300[GHz]이다.
즉, UHF, SHF, 그리고 EHF를 모두 포함하는 대역인 것이다.
다만,,, 마이크로파에서 실제로 사용되고 있는 대역은 1~40[GHz]이며
(실생활에서 사용되고 있는 부분)
이 부분의 대부분은 SHF가 차지하고 있어서
마이크로파로 부르는 경우가 종종 있다.
(적어도, 한국에서는 그렇다.)
쨋든, 그냥 SHF라고 표현하겠다.
SHF대역은 레이더와 인공위성 통신에 많이 사용되고,
28[GHz]대역은 5G에도 사용된다.(상용화는 아직이다.)
⑦ EHF(Extreme High Frequency), 밀리미터파(Millimeter wave)
밀리미터파는 주파수가 30~300[GHz]인 전파이다.
주파수가 높으므로 광대역 전송이 가능하고
(주파수가 높을수록 많은 데이터를 실을 수 있다.)
마찬가지로 주파수가 높아서(=파장이 짧아서)
송수신장치의 소형화·경량화에 유리하다.
(다만 주파수가 높아서 사용부품은 대체로 고가이다.)
지향성이 좋은데,(=직진성↑=회절성↓)
다른 말로 직진성이 커서 point-to-point 방식의
고정통신 방식으로 사용된다.
마찬가지로 회절성이 낮아서 장거리 전송에 불리하다.
사실, 아직은,, 미래통신 먹거리이다.
기본적으로 저전력을 사용해서,
인체에 미치는 영향이 작다고 하는데,,
그래도 주파수가 높은데,, 잘 모르겠다.
주 사용 안테나로 혼 안테나, 파라볼라 안테나, 카세그레인 안테나가 있다.
(참고로, 해당 안테나들은 극초단파대(UHF) 이상에서 사용된다.)
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