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방송공동수신설비의 이해⑥
방송공동수신설비의 이해⑥
  • 차종환 기자
  • 승인 2009.12.18 19:09
  • 호수 483
  • 댓글 0
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김일선 웨이브사이언스 대표
③ 양자화(quantization) : 디지털신호란 시간 축 및 진폭 축 상에서 이산적인 신호 값을 취하는 것으로 정의되며 아날로그 신호의 진폭들을 하나의 대표 값(이산 값)으로 나타내는 조작하는 과정을 말한다.
즉, 진폭 축을 따라 양자화 계단(이산 값)으로 변환하는 과정이라고 할 수 있다.

④ 부호화(coded) : 원천정보를 이진코드로 변환ㆍ압축하는 과정(소스부호화)과 이를 처리 전송하는 과정에서 오류를 줄이는 변환과정(채널부호화)을 총칭한다.

ⓐ 소스 부호화 (Source Encoding) : 소스를 디지털로 변환(A/D변환) 및 압축하는 기법 원천 정보 형태에 따라 영상부호화, 음성부호화, 파형부호화 등이 있으며 원 데이터 손실 유무에 따라 비손실(lossless) 압축방식, 손실(lossy) 압축방식이 있다.

ⓑ 채널 부호화 (Channel Encoding) : 전송로에서의 오류를 줄이고자 한 부호화 기법으로서 에러검출(패리티검사 등), 에러정정(블록부호, 길쌈부호, 터보부호등)이 있다.


 

※ 디지털TV는 똑같은 프로그램을 압축해서 보내므로 아날로그 TV 보다 많은 정보량을 보낼 수 있고, 이를 위해 아날로그 TV에는 없던 엔코더가 필요하다.



제 2장 방송공동수신설비 기술특성의 이해

1. 공동시청 시설기기의 종류

1.1 방송공동수신안테나 설비

(1) 안테나(지상파)/(Terrestrial Antenna)
(2) 안테나(위성방송)/(Satellite Antenna)
(3) LNB/(Low Noise Block down Converter)
(4) 보호기(Surge Protector)
(5) 혼합기(Mixer)
(6) 대역통과여파기(Band Pass Filter)
(7) 대역제거여파기(Ch Trap/Notch Filter)
(8) 전치증폭기(Pre Amplifier)
(9) 주파수변환기(Ch Converter)
(10) 레벨조정기(Level Setter)
(11) 방향성결합기(Directional Coupler)


1.2 전송선로설비

(1) 구내전송증폭기(Indoor Amplifier)
(2) 분배기(Distributor/Splitter)
(3) 분기기(Directional Coupler)
(4) 직렬단자(Serial Port Directional Coupler)
(5) 방송통신 중계용 소 출력 무선기기(Low Power Repeater)
(6) 동축케이블(Coaxial Cable)
(7) 증폭기(주간선용)/(Trunk Line Amplifier)


1.3 헤드엔드설비

(1) 분리기(Divider)
(2) 중첩전원 신호분리기(Power Splitter)
(3) 다채널 혼합기(Combiner)
(4) 자동이득조정증폭기(CH AGC Amplifier)
(5) 광대역형 에프엠라디오방송 신호처리기(Wide B-FM Signal Processor)
(6) 채널형 에프엠라디오방송 신호처리기(Ch type FM Signal Processor)
(7) 아날로그 텔레비전방송 신호처리기(Analog Signal Processor)
(8) 8VSB 디지털 텔레비전방송 신호처리기(8VSB Digital Signal Processor)
(9) 주 전송증폭기(Head Amplifier)
(10) 전력분배기(Power Distributor)
(11) 전원공급기(Power Supply)
(12) 랙 캐비닛(Rack Cabinet)
(13) 위성방송수신기(Satellite Receiver)
(14) 방송방식변환기(Broadcasting Method System Converter)
(15) 진폭변조기(AM Modulator)
(16) 디지털변조기(Digital Modulator)
(17) IRD 부호화디지털변조기(Encode Integrated Satellite Receiving Digital 8VSB Modulator)



2. 방송공동수신설비 기기특성

2.1 방송공동수신안테나 설비

2.1.1 지상파방송 수신안테나

안테나의 성능을 나타내는 것은 이득, 지향성(반치폭, 전후비), 대역 및 전압정재파비(VSWR)의 전기적 특성과 내 부식성 등 기계적 성능이 있다.

(1) 안테나의 이득(Gain)
안테나의 주축방향에 대한 감도를 말하며 보통 반파장(半波長) Dipole 안테나의 이득을 기준으로 해서 ㏈로 표시한다.
일반적으로 소자가 많을수록 이득도 크고 동일 소자수라면 대역이 넓어질수록 이득이 떨어진다.

(2) 반치폭(半値幅) 또는 반치각(半値角)
안테나의 지향성을 나타내는 것으로 이는 안테나 주축방향의 이득전압이 1/√2(약 70.7%)가 되는 곳의 폭의 각도를 말하며 이 값이 적으면 지향성이 예민하고 소자가 많을 경우에는 반치폭(반치각)이 적어진다.

(3) 전후 비(FBR : Front - to - back ratio)
안테나의 최대감도방향과 그 반사방향 180°± 60°의 범위 내에 있는 최대감도의 비를 dB로 표시한다.
전후 비는 지향성과 같이 수신안테나 방해파(ghost, 잡음전파 등)의 배제능력을 나타내는 척도가 된다.
(4) 전압정재파비(VSWR : Voltage Standing Wave Ratio)
안테나에 유기된 전력이 부하에 능률이 좋게 전송되기 위해서는 안테나 측과 부하 측(케이블포함)의 임피던스가 다르면 전송된 신호는 일부 반사되어 진행파 사이에 정재파(定在波)가 된다. 그 정재파의 최대치와 최소치의 비를 정재파비라 한다.
정재파가 존재하면 손실과 Ghost가 발생하며 정재파비는 1에 가까울수록 신호가 능률적으로 전송되는 것이다.

(5) 대역폭(Band width)
안테나가 대응하는 주파수의 폭을 말하며 VHF, UHF로서 각각 채널전용과 광대역용 등이 있다

(6) 기계적 성능(Mechanical performance)
안테나의 강도, 내 부식성을 나타내는 것으로 풍압하중시험, 정부하중시험, 진동시험, 염수분무시험, 내후폭로시험 등을 실시해 전기적 및 기계적 성능이 열화하지 않는 것을 판정한다.


2.1.2 지상파수신 안테나의 종류와 특성

(1) VHF용 안테나

1) Low Channel(저 대역)용 안테나
5소자 야기안테나로 VHF Low 채널(Ch2~6)대용으로 이득은 5~6.5dB정도이고 아파트, 빌딩용으로 도시 및 지방의 강. 중전계 지역에 쓰이고 있다

2) High Channel(고 대역)용 안테나 8소자 야기 안테나로 VHF High 채널(Ch7~13)대용으로 이득은 7.7~10.8㏈ 정도이고 아파트, 빌딩용으로 도시 및 지방의 강. 중 전계지역에 쓰이고 있다

(2) UHF용 안테나
UHF대는 파장이 VHF대의 1/3~1/8이므로 안테나 실효장이 짧아지며 안테나의 유기전압도 VHF대의 1/3~1/8로 낮게 된다.
또한 UHF전파는 건물 및 수목에 의해 감쇠가 크기 때문에 UHF대용의 안테나는 이득이 큰 것이 요구된다.
UHF용 수신용 안테나는 22소자 야기 안테나, Loop안테나, Parabola안테나 및 Corner 안테나가 많이 사용되고 있다.

(3) 지상파수신 안테나의 특성
항 목 단위 54~88㎒ 88~108㎒ 174~216㎒ 470~608㎒ 608~806㎒
이 득 ㏈i 이상 7 8 8 9 10
반 치 각 ° 이내 ±30 ±32 ±30 ±23 ±20
전후방비 ㏈ 이하 15 15 12 22 22
임피던스 ohm(Ω) 75 75 75 75 75
반사손실 ㏈ 이상 8 8 8 8 8

[표 3-1] 지상파텔레비전방송 및 에프엠라디오방송 수신용 특성 
(위에서 단위 “ ㏈i ” 라 함은 는 등방성표준안테나(isotropic antenna)의 이득을 기준으로 한 경우를 의미함.)

(4) 지상파수신 야기안테나의 구조
1) 도파기(Element)
안테나에서 전파도래방향의 맨 앞쪽에 설치되며, 일반적으로 VHF LOW 안테나에서는 5~6개의 소자로 구성되어 있으며, VHF HIGH안테나는 6~8개의 소자로 구성되어 있고, UHF안테나는 16~26개의 소자로 구성되어 있어 전파의 길 역할을 하며, 송신소로부터 송출된 전파가 수신되면 각각의 도파기 소자에 전압이 유기되어 [그림 3-2]에서 보는 바와 같이 e1~e6의 기전력이 발생되어 방사기로 보내지며 급전부인 방사기의 유기전압에 더해져 안테나 전체 의 이득이 올라가게 된다.
또한 소자(Element)의 길이는 이론상 λ/2(반파장)가 원칙이나 안테나의 제작 상 특정채널만을 수신하는 채널전용안테나에서는 길이를 보정하여 제작하며, 이는 방사기로부터 전파도래방향으로 갈수록 도파기의 길이를 점차 짧아지도록 λ/2에 보정율(α) (약 0.95)를 곱한 길이로 제작하고 있으며, 도파기의 배치간격은 λ/4로 제작하고 있으나, 이 또한 보정율(α)을 감안하여 안테나의 실제 이득을 올리는데 주안점을 두고 제작하는 것으로 알려져 있다.


2) 복사기(Radiator)
복사기에는 크게 나누어 2종류로서 종단 단락형과 종단 개방형이 사용되며, 종단 단락형은 종단 개방형보다 수신 전력의 이득이 4배가 높으며, 주파수가 아주 높아지면 이 이론은 성립되지 않는 것으로 알려져 있으며, 안테나에서 전파의 수신 또는 방사에 주 역할을 하는 소자로서 일명 복사기라고도 하며, 송신소에서 송출된 전파를 수신하여 급전하는 급전부가 부착된 가장 중요한 소자로서 복사기(Radiator)의 길이는 λ/2(반 파장)이며, 도파기와의 간격은 약 λ/4로 제작되고 있다.

3) 반사기(Reflector)
전파도래방향의 맨 뒷부분에 설치되며, 전파도래방향의 맨 앞쪽의 도파기(道波器)로부터 안테나의 후방으로 유도된 전파신호를 반사하여 방사기(放射器)에 보내어 방사기의 이득을 올려주는 역할을 하며, 안테나의 후방전파의 유입을 막아 2중상(ghost)을 경감해 주는 역할을 한다. 또한 이보다 앞에 설치되는 방사기와 거리는 약 λ/2(반 파장)이상으로 제작되고 있다.

4) 암(Arm)
안테나의 몸체로서 도파기, 방사기, 반사기 등을 지지 및 고정하는 역할을 하며, 이는 전파의 도래방향의 전파의 수신각도와 전기적으로 (Sin 0° = 0)에 해당됨으로 이론상으로는 전파의 수신전압이 유기되지 않으므로 안테나의 전파수신에 영향을 주지 않는다.



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