(2) 우리나라 지상파방송

1) VHF(Very High Frequency) 대역 : 54~216㎒
① TV Low CH : 54~88㎒(CH2~6)/Analog
② FM CH : 88~108㎒(CH1~100/동일위치 송신소에서의 가용채널-25~33개)
③ TV High CH : 174~216㎒(CH7~13)/Analog
④ T-DMB High CH : 174~216㎒(CH7~13)/Digital QPSK

2) UHF(Ultra High Frequency) 대역 : 470~806㎒(CH14~69)
/Analog & Digital ATSC(8VSB)
UHF의 TV채널은 CH14~83(470~890㎒)이나 우리나라에서는 CH14~69(470 ~806㎒)로 56개의 채널을 사용하고 있다.

(3) 우리나라 종합유선방송(CATV)
1) 하향 대역 : 54~864㎒(CH2~130)/Analog & Digital QAM
2) 상향 대역 : 5.75~41.75㎒(CH T7~T12/6CH)/Digital QPSK

(4) 우리나라 무궁화 위성방송(11.7~12.75(12.9)㎓)
1) BS 다운링크 대역 : Ku-band/11.7~11.95㎓(BW: BS-27㎒)/Digital QPSK
2) CS 다운링크 대역 : Ku-band/12.36~12.9㎓(BW: CS-36㎒)/Digital QPSK

(5) 우리나라에서 많이 시청하는 외국위성
1) 일본 BS Sat - 다운링크 대역 : Ku-band/11.7~12.2㎓/Analog
2) 홍콩 Asia Sat3 - 다운링크 대역 : C-band/3.7~4.2㎓/Digital QPSK




제 4절 전파기초이론

4.1 전파전파 특성

(1) 개 요
① 전파는 3㎑ 이상의 주파수를 지닌 반송파에 정보신호를 실어 자유공간을 통하여 시·청취자에게 전달하게 되는데 여기서 전파의 전달 매개체인 자유공간이 도체의 역할을 하게 되는 것이다.
전파의 특성상 직진, 회절, 반사를 하게 되며 주파수가 높아질수록 반사가 잘 일어난다.

따라서 전파경로의 구조물 및 건축물, 산악 등의 영향을 많이 받으며 날씨, 기후 및 계절에 따라 영향을 많이 받을 수밖에 없다. 특히 온도 및 습도의 영향을 많이 받으며,

② 또한 안테나로 수신한 전파신호를 동축케이블 전송선로를 통하여 전송 시에도 특히 온도의 영향을 아주 많이 받게 되며 순동(구리)을 재료로 하는 동축케이블에 있어서도 동(구리) 자체의 고유저항이 온도에 따라 변하게 된다.

③ 제품을 생살할 때는 테스트온도를 상온 20℃를 기준으로 시험하는 것이 일반적이나 필드에서의 사용 환경은 영화의 추운날씨에서 영상의 더운 날씨가 반복되는 환경에서 사용하게 된다. 실제 동(구리)는 온도가 1℃ 상승할 때마다 자체고유저항 값이 대략 0.4% 정도 올라가게 되는데 이는 곧 전송케이블의 저항 값이 상승하게 되며 온도가 상승할수록 케이블 전송손실의 증가로 이어진다. 예를 들어 상온 20℃에서 5C-HFBT 동축케이블 1㎞의 루프저항 값이 21.5Ω이라고 하면 30℃에서는 (루프저항(20℃) x 온도계수 x 온도차) = (21.5 x 0.004 x 10 = 0.86)가 되어 22.36Ω으로 증가하게 된다.

④ 지금까지 경험으로 볼 때 여름철에 공사를 마친 현장의 경우 겨울이 돌아오면 전반적으로 수신레벨이 상승하여 화면의 일그러짐 등이 발생하게 되며, 반대로 겨울철에 공사를 마친 현장의 경우 여름철이 되면 수신레벨이 낮아져 화면에 노이즈가 생기는 경우가 가끔 있다. 이는 특히 사용 장비에 AGC기능이 없는 MATV방식으로 설계된 현장에서 주로 많이 일어난다.

⑤ 구내 CATV방식으로 설계된 현장에서도 가끔 이러한 일이 발생되는데, 그 원인을 살펴보면 안테나 수신부의 장치함 내에 수용되는 주파수변환기 또는 헤드엔드장비의 자동이득조정증폭기, 신호처리기 등의 입력레벨이 적당하지 않아 발생되는 일이다.
주파수변환기, 자동이득조정증폭기 및 신호처리기에는 AGC(Automatic Gain Control)기능이 내장되어 있어 입력신호레벨이 정해진 범위 내에서 변동되더라도 출력의 변화는 미미하여 전송품질에 거의 영향을 미치지 않도록 되어 있다.

다만 정해진 AGC 범위(일반적으로 ±10㏈)를 초과 또는 미달할 경우에는 그 범위를 벗어나는 만큼의 입력레벨의 변화가 그대로 증폭되어 출력 측에 나타나게 되어 전송품질에 영향을 미치게 때문이다.

(2) 전파의 회절 및 반사

1) 전파는 직진한다.
빛의 직진성은 빛을 물건으로 가리면 물건 뒤에 생기는 그림자를 보고 알 수 있다. 눈에 보이지 않은 전파가 직진하는 것도 헤르츠의 실험으로 확인되었다. 전파는 장애물이 없는 한 직진하고 자기 스스로 방향을 바꾸거나 구부러질 수 없다. 전파의 직진성은 주파수가 높으면 높을수록 강하게 된다.

2) 전파는 반사한다.
전파는 반사하지만 반사하는 물질, 전파의 주파수에 따라 다른데, 그렇다고 모든 전파가 다 반사하는 것은 아니다. 일부는 흡수되고 또한 여러 방향으로 난반사를 하는 것도 있다.

3) 전파는 굴절한다.

① 빛이 공기 중에서 물속으로 들어갈 때 수면에 대해 경사진 방향으로 입사하면 빛의 방향이 굴절하는 것은 잘 알고 있다. 전파도 같은 현상이 일어나지만, 전파는 일반적으로 공중파로 상용되기 때문에 일상적으로는 거의 문제가 없다. 즉 공중에서 공기에 의한 전파의 굴절은 없기 때문이다. 전파도 작은 물방울에 닿으면 굴절하는 동시에 감쇠 현상이 생기는 등 물에는 매우 약하지만 수중에서 전파를 사용하는 일은 거의 없다.

② 회절이란 파장이 장애물 되로 돌아 전해지는 현상으로 이런 현상은 전파에도 있다. 예를 들면 건물에 가려 있는 사람에게도 길거리를 달리는 차의 소리가 들리는 것은 소리의 파장이 건물 뒤로 돌아가기 때문이다. 중파를 사용하는 파장이 긴 AM라디오 전파는 산 뒤쪽에서도 회절하기 때문에 라디오 청취가 가능하지만, 초단파 이상의 주파수를 사용하는 파장이 짧은 TV전파나 FM라디오 전파는 건물이나 산에 가로막히면 회절성이 적기 때문에 TV화면 또는 FM라디오가 제대로 나오지 않는 경우가 있다.

③ 산의 전파그늘지역에서도 TV전파를 수신할 수 있는 것은 산 중간을 투과하는 전파가 아니라, 산 정상에서 회절 된 전파가 도달하기 때문이다. 이 회절에 의해 전파의 세기가 약해지는데 이것을 회절손실이라고 한다. 회절손실은 전파가 꺾이는 각도가 크거나 주파수가 높으면 많아진다.

4) 전파는 간섭한다.

① 전파의 경우 2개 또는 그 이상의 전파가 동일한 점에 모여서 중복되면 전파 상호간에 강했다 약했다 하는 현상이 일어나는데 이것을 ‘전파간섭’이라고 한다. 예를 들면, 잔잔한 수면에 어느 정도 거리를 두고 양쪽에서 동시에 돌을 던지면 두 지점에서 일어난 파도는 점점 펴져 가다가 거의 중간쯤에서 파도끼리 중복되는데, 이 때 파도와 파도가 부딪치면서 어느 것은 더 큰 파도를 만들기도 하고, 어느 것은 파도가 작아지는 현상이 일어나는데 이를 간섭이라고 한다.

② 산속의 전파 그늘지역에서 이외로 강한 전파가 도달하는 경우가 있는데 이는 전파가 동 위상으로 서로 합성되어 도달하기 때문이다. 산골짜기에서 산 정상을 향하여 TV 안테나를 설치하는 것을 회절파의 간섭 합성점을 이용하고 있는 것인데, 계절 또는 정상의 상태가 변하면 수신 전계의 차이가 발생한다.

③ 회절파의 간섭 합성점 신호를 사용할 경우에는 텔레비전방송에서는 특히 계절상 및 산악의 수목 등의 변화에 따라 수신레벨 및 고스트 현상 발생 등의 변동이 심하므로 상당한 주의가 요구된다. 회절파는 방송공동수신 시설에 이용되는 전파로는 적합하지 않으며 가능하면 사용을 자제하는 것이 바람직하다.

(3) 반사파 유입에 의한 화면고스트 현상

① 송신소 방향으로 높은 아파트나 건물이 신축될 경우 TV수신에 장애를 받을 수 있다. 디지털TV는 영향이 덜 미치지만 아날로그TV는 아파트의 옆이나 뒤쪽에 큰 건물이 신축되어도 고스트(Ghost) 혼신을 받을 수 있기 때문에 처음 안테나설치 지점 선정이 매우 중요하다.
② 고스트(Ghost)란 다중의 여러 경로를 통하여 수신되는 전파의 도착시간 차에 의하여 화면에 나타나는 그림자로서 유령처럼 따라 다니는 그림자라는 의미에서 유래된 말이며, 이는 수신점에서 먼 지점으로 부터의 반사에 의한 유입파일수록 그림자 간격이 넓게 나타나게 되어 반사지점을 화면의 직접파와 그림자와의 간격을 측정하여 계산해 냄으로서 알아낼 수 있다.
③ 참고로 4:3 비율의 아날로그 TV화면에 나타난 이중상(Ghost)의 간격차를 이용하여 반사물체까지의 거리 (X)를 다음 식으로 구할 수 있다.
(단, 16:9 비율의 TV수상기에서는 다음식이 성립되지 않는다.)


④ [그림 2-10]은 반사파에 의한 각종 고스트화면으로서 (a)는 반사파의 신호가 직접파신호보다 강하여 반사파신호가 주 수신 화면이 되고 직접파신호는 고스트로 나타나는 화면이며, (b)는 수신점 후방 한 지점의 반사파 유입에 의한 고스화면이다. (c)는 수신점 후방의 거리가 다른 두 지점으로부터 반사(Multi pass)되어 유입되는 반사파에 의한 2중 고스트화면이다. 이 밖에 후방 여러 경로를 통한 반사파 유입으로 화면에 다중고스트가 발생하는 경우가 있다.

⑤ 수신점 안테나에 유입된 반사파가 아닌 동축케이블 전송로에 유입되어 나타나는 고스트화면은 이 신호보다 헤드엔드 등을 통하여 전송되는 직접파신호를 상대적으로 월등히 강하게 전송하면 CNR 상승효과를 가져와 화면의 고스트를 현저히 경감 시킬 수 있다.

⑥ [그림 2-10]의 (a), (b), (c) 어느 것이나 주 화면과 그림자간의 간격을 측정하면 다음 식으로 반사지점을 계산해 낼 수 있다.
다중 고스트 화면일 경우 제1고스트(d1)와 제2고스트(d2)..의 간격을 각각 측정하여 따로 계산하면 된다.

X [㎞] ≒ 16 x d [㎝] / w [㎝]

(여기서, d : 화면의 고스트 간격, w : 화면의 가로 폭 길이)


4.2 전파이론

(1) 전계강도와 수신입력
  전파의 전계강도는 수신점에서 전파의 세기를 나타내는 것으로 실효고 1m의 도체막대기에 몇 마이크로볼트의 고주파 전압이 유기되는가 하는 것을 그 지점의 전계강도로 나타낸다. 단위는 ㎷/m 또는 ㎶/m을 사용한다.
  그러나 방송공동수신설비의 설치 현장에서 수신신호의 전계강도를 측정하는 것은 매우 번잡하기 때문에 보통 수신안테나에서 측정한 신호전파의 레벨로 전파의 세기를 측정한다. 이때 단위는 ㏈㎶를 사용한다.
기관이나 업체에서 사용하는 전파측정기는 고성능의 스펙트럼분석기나 거의일반적인 공사용「레벨메타-Level meter」로 단위는 ㏈㎶. 그냥 줄여 “㏈” 라고 부르기도 한다.

  참고로 지상파 아날로그 텔레비전은 보통가정에서 사용하는 안테나로 수신했을 경우 U/V 공히 도시잡음이 없는 시골지역에서는 38㏈㎶ 이상만 수신되면 시청이 가능하고, 디지털은 이보다 조금 약해도 시청이 가능하다.
  단, 도시지역은 네온사인, 전기기구 등에서 발생되는 주변 전기잡음이 많아 수신환경이 열악하여 조금 사정이 다르며, 이 보다 높은 수신레벨이 필요하다. 여기서 전파의 수신레벨 보다 가장 중요한 것은 전파의 원 신호에 잡음신호 성분이 얼마나 혼입되어 있는지의 척도를 대수적으로 표현한 신호 대 잡음비(SNR) 이다. SNR이 높으면 다소 수신레벨이 낮더라도 화질상태는 양호하다.

(2) 데시벨(decibel-㏈)의 정의
  사람의 청각이나 시각은 물리량이 어떤 규정레벨의 10배, 100배가 되어도 감각적으로는 수배에서 몇 십 배 정도밖에 느끼지 못하는 성질을 갖고 있다. 이러한 감각은 정확히「대수」에 비례되므로 대수의 값이 소리의 세기를 표현하는데 대단히 편리한 값이 된다. 사람이 들을 수 있는 가장 큰 소리와 가장 작은 소리의 비(Ratio)의 범위가 너무 커 이를 더 작은 범위의 측정눈금으로 표현하기 위해서 두 개 출력의 비를 대수 값으로 표현하는 "Bel"이라는 단위가 만들어 졌다. 그러나 실제적으로 Bel의 단위는 너무 커서 1/10로 줄인 decibel(㏈) 단위가 주로 사용되기에 이르렀다.

  TV전파의 측정과 관련해서는 안테나에 수신되는 수신전파 레벨부터 증폭기, 분배기 및 각 가정의 TV수상기 입력신호까지 TV신호의 세기를 측정할 때 단위를 "㏈㎶"로 표시하고 있다.