종달새의 아마추어햄 그리고 항공우주통신

1. 전파

 

전파란 인공적인 유도없이 공간을 전파하는 3KHz에서 3,000GHz 사이의 주파수를 지니는 전자파를 말한다. 또 주파수는 전파가 공간을 진행할 때 생기는 파동이 1초 동안에 진동하는 횟수, 즉 신호의 주기가 1초 동안에 몇번 반복되었는가를 의미한다.
즉 파동이 1초 동안에 1회 진동하는 경우 이를 1Hz라 하고 1천번 진동하면 1KHz, 1백만 진동하면 이를 1MHz, 10억번 진동하면 이를 1GHz라 한다.

또 파장은 신호 주기의 길이, 즉 신호가 전파되고 있는 동안 주기의 시작점에서 끝점까지의 길이를 나타내며 단위는 거리 단위인 미터(m)를 사용한다. 따라서 주파수와 파장은 반비례하며 주파수 값이 큰 신호는 파장이 매우 짧은 신호가 된다.

 

2. 전파의 구분

 

전파의 구분은 3KHz(1백km의 파장)를 기점으로하여 주파수 값의 10배마다 구분하고 각 구분 사이의 주파수 범위를 주파수대라고 한다. 주파수대는 3KHz ~ 30KHz인 초장파(VLF)를 시작으로 장파(LF), 중파(MF), 단파(HF), 초단파(VHF), 극초단파(UHF), 마이크로파(SHF), 밀리파, 준밀리파 등으로 구분한다.

 

1) ULF (30 ~ 300Hz, ultra low frequency)

 

2) ELF (300 ~ 3000Hz, extremely low frequency, 극초장파)

 

3) VLF (3 ~ 30KHz,very low frequency, 초장파) : 인간의 음성이 여기에 속한다.

 

4) LF (30 ~ 300KHz, low frequency, 장파) : 매우 파장이 길므로 유효하게 이용하기 위해서는 송수신안테나를 크게 하여야 한다. 그러나 지표파(地表波)로서의 전파특성이 좋고 물 속 어느 정도까지 도달하므로 무선항행이나 수중통신 등의 특수목적에 이용된다.

 

5) MF (300 ~ 3000KHz, medium frequency, 중파) : 중파는 근거리에서는 지표면을 따라 전반하는 지표파를 이용하지만, 파장이 길수록 감쇠가 적다. 원거리에서는 전리층파가 주체가 되지만, 주간에는 D층(60∼85㎞ 상공에 존재)이 전파의 흡수층으로 작용하므로 전기장의 세기가 약해져서 거의 이용할 수 없다. 야간에 D층이 소멸하면 E층(90∼110㎞ 상공에 존재)이나 F층(200∼400㎞ 상공에 존재)에서 반사하여 수백㎞ 떨어진 곳까지 이른다. 전리층파와 지표파의 전기장의 세기가 같은 정도인 곳에서는 페이딩(fading)이 있지만, 태양활동이나 계절에 의한 변화는 적다. AM라디오방송·선박통신·무선항행업무 등에 이용되고 있다.

6) HF (3 ~ 30MHz, high frequency, 단파) : 단파는 지표면과 지상 100~300km 높이에 있는 F전리층 사이를 반사전파하는 성질이 있고, 파장이 짧기 때문에 지향성 안테나를 사용할 수 있으므로 작은 전력으로 국제통신 ·국제방송 ·아마추어무선 등에 사용된다. 소전력의 장점을 살려서 고도(孤島)와의 통신, 기상통신, 비상재해통신 등에도 이용된다. 전리층의 변화에 따른 페이딩(fading)의 영향도 있으나, 적당한 다이버시티 방식에 의해 피할 수가 있으며, 또 혼신(混信)을 피하기 위해 국제조약으로 규제하고 있다. 

7) VHF (30 ~ 300MHz, very high frequency, 초단파) : 텔레비젼 방송 VHF 채널이나 FM 방송에 이용됩니다.

8) UHF (300 ~ 3000MHz, ultra high frequency, 극초단파) : 텔레비젼 방송 UHF 채널이나 이동통신 등에 이용됩니다. 텔레비전 전파는 초단파(VHF)와 극초단파(UHF) 2종류가 있습니다. VHF채널은 2~13까지 12개 채널이며, UHF는 14~83까지 70개 채널이 있으나 인접채널 혼신을 방지하기 위해 약47개 채널을 사용할 수 있습니다. 수도권은 남산송신소에서 각 방송을 VHF채널로 송신하고 있고, VHF채널로 TV시청이 불가능한 지역을 위해 UHF채널로 송신을 하고 있습니다.
예를 들면 관악산으로 인해 남산송신소에서 송출하는 방송을 못 보는 안양,수원지역 등은 관악산송신소에서 UHF채널로 각 방송을 송출하고 있기 때문에 이 지역 주민들은 UHF채널로 깨끗한 TV를 시청할 수 있게 되는 것입니다. 그러므로 VHF 전파를 수신하기 위해서는 VHF용 안테나를, UHF 전파는 UHF용 안테나를 설치하여야 선명한 TV를 시청할 수 있습니다.
결론적으로 말씀드리면 VHF 전파가 도달할 수 없는 곳을 위해 UHF 전파를 사용하는 것입니다.

 

9) SHF (3 ~ 30GHz, super high frequency, 마이크로파)

10) EHF (30 ~ 300 GHz, extremly high frequency, 밀리미터파)

 

 

3. FM/AM 방식

FM은 주파수 변조(Frequency Modulation) 방식이며, AM은 진폭 변조(Amplitude Modulation) 방식으로 FM이 AM 보다 주파수가 약간 높지만 주파수의 차이보다는 변조방식의 차이입니다.

주파수가 높을수록 음질이 좋게 전송되는 반면, 수신거리는 짧아진다. 즉, FM(VHF 초단파)은 음질이 깨끗하며, AM 보다 방송이 멀리 전파되지 못한다.

AM(HF 단파)은 음질이 좀 나쁜 대신 주파수 대역이 낮아 FM보다 더 넓어 멀리까지 전파된다.