정보통신의 기초지식

  전파의 종류와 이용되는 곳

전파법에는 "전파란 3백만 메가헤르츠 이하의 주파수"라고 규정하고 있다.    1메가 헤르츠(MHz)는 100만 헤르츠로 주파수의 단위이다.    즉 1초간에 진동수가 3조회 이하의 전자파가 전파이다.   보통 전파의 범주에는 엄밀히 말하면 우리 눈에 감지되는 가시광선과 X선, 감마선도 포함된다.  그러나 이들 전자파는 주파수가 전파의 상한치 보다도 높기 때문에 전파라고 하지 않는다.

파장과 주파수 간에는 다음과 같은 관계가 있다.    즉 파장은 주파수에 반비례하기 때문에 주파수가 높으면 파장이 짧게 된다.

예를 들면, 300만 MHz(3THz)의 전파의 파장은 계산하면 0.1 밀리가 된다. 빛과 X선의 파장은 더욱 짧아 0.1밀리 이하이다.

파장(λ)= 광속(c)/주파수(f)

(단,광속=30만 Km/Sec)

전파는 파장이 각기 다른 여러 전파들이 있다.    따라서 전파의 성질은 주파수(파장)가 결정한다.    전파는 주파수가 높으면 높을수록 빛과 같이 직진성이 강하다.    따라서 정보의 전송량도 많으며 특정 방향으로의 송신이 유리하다.    반면에 비 또는 안개 낀 날에는 물방울과 수증기에 전파가 흡수되기 쉬워 멀리 전파될 수 없다는 약점도 있다.

한편 주파수가 낮은 전파는 직진성은 약하지만 장애물을 뛰어넘는 특성을 가지고 있어서 넓은 지역으로 송신하는 데에는 유리하다.    하지만 주파수가 낮으면 낮을수록 전송할 수 있는 정보량이 적은 것이 흠이다.

전파에는 주파수를 10배 단위로 구분해서 그 주파수대마다 부르는 명칭이 있다.    그러면 주파수대마다 전파의 성질과 이용 분야에 대한 것을 알아보자.

1. 초장파(3~30KHz)

파장이 긴 전파로 파장 10~100Km이며, VLF(Very Low Frequency)라고 한다.    주로 지표면을 따라 전파되거나 낮은 산을 넘어서 전파되는 성질이 있다.    현재 무선 항해용 전파를 발사하고 있는 오메가(10.2KHz)에 사용하고 있는 외에는 사용되지 않는다.

2. 장파(30~300KHz)

파장이 1~10킬로미터의 전파로 LF(Low Frequenty)라 한다.    아주 멀리까지 전파되는 성질이 있어 1930년 경까지는 전신용으로 사용되었다.   규모의 안테나와 송신설비를 필요로 하기 때문에 그 후 단파 통신의 발전에 따라 현재는 주로 비콘(beacon)과 항공기, 선박 항로 안내용 전파로 사용되고 있다.

3. 중파(300KHz~3MHz)

파장이 100-1000m의 전파로 MF(Medium Frequency)라고 부른다.    지상으로부터 약 100Km에 형성된 전리층인 E층에 반사시켜 전파한다.    단파와 같이 지구의 뒤쪽까지 도달할 수는 없으나 전송이 안정적이고 원거리까지 송신할 수 있기 때문에 라디오 방송 전파로 예부터 사용하고 있다.

송신기와 송신 안테나 등 대규모 설비가 필요하며, 라디오 외에 선박 및 항공기 통신용으로 사용되고 있다.

4. 단파(3~30MHz)

파장이 10-100m의 전파로 HF(High Frequency)라고 한다.    지상에서 약 200~400Km에 형성된 전리층인 F층에 반사했다가 지표로, 다시 F층으로의 반사를 반복하면서 지구의 뒤쪽까지 전파하는 성질이 있다.

원양 선박 통신 및 국제선 항공기 통신 외에 세계 각국의 국제방송에 사용되며, 아마추어 무선에도 매력 있는 밴드로 사용되고 있다.

5. 초단파(30~300MHz)

파장이 1~10m의 전파로 VHF(Very High Frequence)라고 부른다.    전리층에서의 반사는 약하고 직진성이 강한 성질을 가지고 있다.   산과 건물이 있더라도 어느 정도 돌아서 전달되는 전파성이 높은 전파이다.

이 전파는 단파에 비해 많은 정보를 전송할 수 있기 때문에 TV방송(VHF)과 FM방송에 사용된다.    또한 근거리 이동통신에도 적합하며, 콜택시, 무선호출, 항공관제 등에도 사용된다.

6. 극초단파(300MHz~3GHz)

파장이 10cm~1m의 전파로 UHF(Ultra High Frequency)라고 한다.    초단파에 비해 직진성이 더 강해서 정보의 전송량이 많으며, 소형 안테나와 송,수신 설비로 통신 할 수 있기 때문에 이동통신에 가장 많이 사용하고 있는 전파이다.

휴대전화, PCS, MCA, 퍼스널 무선 등 많은 육상 이동통신에 사용되고 있다.   또한 UHF TV도 이 전파를 사용하고 있으며, 전자레인지에 사용되는 전파(2,450MHz)도 극초단파이다.   극초단파 중에서 마이크로파에 가까운 1GHz 이상의 준 마이크로파라고 하는 것도있다.

7. 마이크로파(3~30GHz)

파장이 1~10cm의 전파이다. 마이크로파란 파장이 짧다는 의미로, SHF(Super High Frequency)라고 한다.

정보 전송량이 매우 많고 또한 직진성이 강한 성질이 있다.    따라서 특정 방향을 향해 전파를 발사하는 것에 적합하며, 주로 고정지점간(수km~수십km)통신에 사용되고 있다.

전화국 첨탑에서 흔히 볼 수 있는 파라볼라(Parabola) 안테나는 마이크로파용으로 전화국과 전화국을 연결하는 중계용으로 사용하고 있다.     또한 위성통신, 위성방송 외에 비행장 또는 항구 등에서 사용하고 있는 각종 데이터도 이 주파수대 전파의 직진성을 이용하고 있다.    마이크로파 중에도 10~30GHz를 준 밀리파라고 한다.

8. 밀리파(30~300GHz)

파장이 1mm~1cm로 매우 짧은 전파로 EHF(Extremery High Frequency)라고 한다.    빛과 같이 직진성이 강하지만 비나 안개에 의해 영향을 많이 받아 비가 올 때는 전파가 멀리 전달되지 않아 근거리 통신에 이용된다.    이 전파는 영상 전송용 간이 무선과 우주 관측용 전파 망원경 등 한정된 분야에서만 이용되어 왔으나, 최근 자동차 충돌방지 레이더 등에 실용화되고 있다.

9. 서브 밀리파(300GHz~3THz)

파장이 0.1~1mm의 전파로 빛의 영역 주파수대에 들어가는 전파이다.    현재의 기술로는 거대한 설비가 필요하고 안개나 수증기 등에도 흡수되기 때문에 통신용 전파로 사용하기에는 부적합하다.    현재까지는 미사용 주파수대이다.

<그림 1> 전자파의 주파수 구분

※ 출처 - http://www.bazi.pe.kr