전파의 종류를 알자

[통신대장]

전파의 종류를 알자

♠ 전파는 3000 GHz 이하 주파수를 가진 전자파를 말한다

전파 종류를 설명하기 전에 먼저 전파의 정의를 확인해보자.

일본 전파법에 “전파란 300만 MHz 이하 주파수의 전자파를 말한다” 라고 되어있다.

1MHz는 100만Hz의 주파수 단위이다. 다시 말하면 1초에 30억번 이하로 진동하는 전자파가 “전파” 라는 것이다.

우리들은 아무렇지 않게 전파라는 말을 쓰고 있지만 엄밀히 말하면 전파는 이렇게 정의되어 있다. 한편 전자파는 우리 눈으로 느낄 수 있는 가시광선이나 X선, 감마선을 포함하고 있다. 이러한 전자파는 주파수가 전파의 상한 경계보다 높기 때문에 전파라고 부르지 않는다.

♠ 파장과 주파수의 관계

파장과 주파수 간에는 다음과 같은 관계가 있다. 파장은 주파수에 반비례 하므로 주파수가 높을수록 파장은 짧아진다. 예를 들면 300만MHz (3THz) 전파의 파장을 계산하면 0.1mm가 된다. 빛이나 선의 파장은 더욱 짧아져 0.1mm 이하가 된다.

< 그림 전자파의 주파수 구분 >

♠ 전파의 성질은 파장으로 결정된다

전파는 여러가지 주파수 전파가 있다. 다시 말하면 전파에는 여러가지 파장의 전파가 있다고 말할수 있다. 따라서 전파의 성질은 이 주파수(파장)으로 결정 된다. 전파는 높으면 높을수록 빛과 같이 직진한다 따라서 전송할수 있는 정보량이 많아진다. 또 직진성이 강하므로, 특정방향으로 송신이 유리하게 된다. 그러나 비나 안개는 시야가 나쁘므로 빗방울이나 수증기에 흡수되기 쉽고 비오는 날에는 멀리까지 전할 수 없는 약점도 있다.

한편 주파수가 낮게 되면 직진성이 약해져서 다소간의 장애물은 초과하여 전달된다. 다소간의 계곡에서도 라디오는 잘 들리지만 텔레비전은 보기 어려운 때가 있다. 이것은 라디오의 주파수가 낮기 때문이다. 또 주파수가 낮아질수록 전송 가능한 정보량은 적어지지만 넓은 방향으로 송신하는 데에 유리하게 된다.

♠ 전파의 주파수 구분

전파에는 주파수를 10배 단위로 구분하고 그 주파수 대역을 부르는 이름이 지어져 있다. 다음은 주파수 대역과 그 전파의 성질과 이용 분야에 대해서 간단히 설명한다.

< 그림 전파의 구분 >

♠ 전파의 종류와 그 이용

* 초장파(3~30KHz)

파장이 10~100km 로 가장 긴 전파로서 VLF 라고 부른다. 주로 지표면을 따라 전파되며 낮은 산을 넘어서 전파되는 성질이 있다. 또 전파가 전달되기 어려운 수중에서도 30미터 전후까지 도달된다. 현재 무선 항해용 전파를 발사하고 있는 오메가(10.2KHz) 를 사용하고 있으며, 그 외에 국내에서는 쓰지 않는다. 또 초장파 이하의 주파수의 전파는 거대한 설비가 필요하여 실용성이 떨어지므로 사용하지 않는다.

* 장파(30~300KHz)

파장이 1~10km 전파로서 LF 라고 부른다. 매우 먼 곳까지 전파되는 성질이 있으며 1930년대까지는 전신용으로써 사용되어 왔다. 그러나 대규모의 안테나와 송신설비가 필요하기 때문에 그 후 단파통신의 발전에 따라 전신용으로서 수요는 줄어들고 현재에는 주로 비콘 이나 데카라고 부르는 항공기나 선박의 항로 안내용 전파로서 사용되고 있다. 또 주파수 기준을 표시하는 표준전파로서 40KHz 가 사용되고 있다.

* 중파(300KHz~3MHz)

파장이 100~1000m 전파로서 MF 라고 부른다. 지상에서 약 100Km 에 형성되는 전리층 E층에 반사되어 전파된다. 단파와 같이 지구의 뒤편까지 도달하지는 않지만 전파가 안정되어 있으므로 원거리까지 송신하는 것이 가능하므로 라디오 방송(중파방송) 의 전파로서 옛부터 사용되고 있다. 송신기나 송신안테나가 대규모인 것이 필요하나 수신기는 간단한 것으로도 가능하다. 라디오 이외에도 선박이나 항공기, 통신용 등에 사용되고 있다.

* 단파(3~30MHz)

파장이 10~100m 의 전파로서 HF 라고 부른다. 상공 약 200~400km 에 형성되는 전리층 F층에 반사되어, 지표와의 반사를 반복하면서 지구의 뒤편까지 전달되어가는 성질이 있다. 장거리 통신이 간단히 가능하므로 원양어선 통신이나 국제선 항공기 통신 등 세계각국의 국제방송에 사용되고 있다. 아마추어 무선에도 매력있는 밴드로서 잘 사용되고 있다. 한편 태양풍 등의 영향으로 전리층이 파괴되므로서 일시적으로 통신이 되지않는 델린저 현상이 알려져 있다.

* 초단파(30~300MHz)

파장이 1~10m 의 전파로서 VHF 라고 부른다. 전리층에서 반사가 약하고 직진하는 성질을 가지고 있다. 산이나 건물이 있어도 어느 정도는 회절하여 전파되는 특성이 높은 전파이다. 단파에 비하여 많은 정보를 전파에 실을 수가 있어서 텔레비전 방송(VHF)이나 FM 방송에 사용된다. 또 근거리 이동통신에도 적합하여 택시무선이나 무선 호출기, 항공관제 등의 전파에 사용되고 있다.

* 극초단파(300MHz~3GHz)

파장이 10cm~1m 전파로서 UHF 라고 부른다. 초단파에 비해 직진성이 매우 강하지만 약간의 상이나 건물 등을 회절하여 전달되는 성질이 있다. 전송 가능한 정보량이 많고 소형안테나와 송수신 설계로 통신이 가능하기 때문에 이동통신에 많이 사용되고 있는 전파이다. 휴대전화, PCS, TRS, 개인무선 통신 등 수많은 육상 이동통신에 사용되고 있다. 또 UHF TV에도 이 전파를 사용하고 있다. 전자레인지 전파도 극초단파이다. 또 극초단파 중에도 마이크로 파와 가까운 1GHz 이상을 준 마이크로파 라고 부르기도 한다.

* 마이크로파(3~30GHz)

파장이 1~10cm 전파이다. 마이크로파라는 말은 파장이 짧다는 의미이며 SHF 라고도 부른다. 전송 가능한 정보량이 매우 높고 또 직진성이 강하다는 성질이 있다. 이 때문에 특정 방향을 향하여 발사하는데 적합하며 주로 고정 지점 간에 (수km~ 수십km) 통신에 사용되고 있다.

전화국의 철탑에서 자주 볼 수 있는 파라보라 안테나는 마이크로파 용으로서 전화국과 전화국을 연결하는 중계용으로 사용되고 있다. 또 위성통신, 위성방송에서도 사용되는 외에 비행장이나 항구 등에서 사용되고 있는 각종 레이더도 이 주파수 대역에 전파의 직진성을 이용하고 있다. 마이크로파 중에서도 10~30GHz 를 특히 준 밀리파라고 부르기도 한다.

* 밀리파(30~300GHz)

파장이 1mm~1cm 로 매우 짧은 파장으로 EHF 라고도 부른다. 빛과 같이 강한 직진성이 있으며 비나 안개에 의한 영향을 강하게 받으므로 강우 시에는 먼 곳까지 전달되지 않으므로 근거리용 통신에만 이용되고 있다. 지금까지 영상 전송용의 간이 무선이나 우주 관측용 전파망원경 등 제한된 분야에서 이용되어 왔으나 최근에는 자동차 충돌 방지 레이더 등이 실용화 되므로서, 앞으로 차차 이용이 진행되는 주파수 대역이다. 사무실 내의 무선 LAN이나 위성간 통신용 등 밀리파를 이용하여 실험단계에 있는 것이 많다.

* 서브밀리파(300GHz~3THz)

파장이 0.1~1mm 의 전파로서 빛의 영역 주파수 대역에 해당하는 전파이다. 현재 기술로서는 거대한 설비가 필요하며, 안개 등의 수증기에도 흡수되기 때문에 통신 등에 사용하기는 불가능하며 현재까지도 아직 미개척 주파수 대역이다.

[호랭이]

이전에 이론상으로 잠깐 배운기억이 나는데 상세히 잘 정리된것 같습니다. 참고자료 감사합니다.

[도리]

그림이 안보임 ^^;