20년 3회차

브리지 정류기에서 입력전압이 (+)인 반사이클(양의 반주기) 동안 전류 경로를 추적하면, 상단 좌측과 하단 우측의 2개 다이오드가 순방향 바이어스되어 도통하고, 나머지 2개 다이오드는 역방향 바이어스된다.

이때 입력의 양극이 상단 좌측 다이오드 애노드로, 입력의 음극이 하단 우측 다이오드 캐소드로 연결되어 있으므로, 이 두 다이오드를 통해 순방향으로 전류가 흐르고 부하에는 일정 방향의 출력이 나타난다.

직류 자화는 변압기 2차 전류가 한 방향으로만 흐르는 반파정류에서 생긴다. 전파정류는 두 반주기의 전류가 철심을 서로 반대 방향으로 자화하여 직류 자화가 상쇄된다. 전파정류는 평균 정류전류가 반파정류의 2배($2I_m/\pi$)이다. 또한 리플 주파수가 전원 주파수의 2배이고, 리플률은 약 0.48로 반파정류의 약 1.21보다 작다.

제너다이오드의 도핑 레벨을 높이면 공핍층의 너비가 감소하고 전계 강도가 증가하여 항복 전압이 낮아진다. 1번은 정확한데, 도핑이 높을수록 공핍층이 좁아지므로(2번 정확) 같은 전류에서 저항이 증가한다. 제너저항은 $r_z = \frac{dV_z}{dI}$로 정의되는데, 도핑 레벨이 높으면 공핍층이 얇아져 전계 집중도가 높아지면서 항복 후 전압 변화가 가파르게 되어 제너저항이 증가하지 감소하지 않는다. 따라서 4번이 틀렸다.

계산 오차 범위 내에서 4.25[dB]가 주어진 정답이나, 엄밀한 Friis 공식 적용 결과는 약 4.05[dB] 근처이다.

Friis 공식을 이용하여 종합잡음지수를 구한다. 먼저 dB 값을 선형값으로 변환:
증폭도 $G_1 = 10^{20/10} = 100$, 전치증폭기 잡음지수 $F_1 = 10^{4/10} ≈ 2.512$, 종속증폭기 잡음지수 $F_2 = 10^{6/10} ≈ 3.981$.
Friis 공식
$F_{total} = F_1 + \frac{F_2 - 1}{G_1}$
에 대입하면
$F_{total} = 2.512 + \frac{3.981 - 1}{100} = 2.512 + \frac{2.981}{100} = 2.512 + 0.02981 ≈ 2.542$.
이를 dB로 변환하면
$10\log_{10}(2.542) ≈ 10 × 0.405 ≈ 4.05$[dB]이다.

전치증폭기의 높은 증폭도가 종속단의 영향을 크게 감소시키므로 종합잡음지수는 전치증폭기의 잡음지수(4[dB])에 가깝게 나타난다.

FET(전계효과트랜지스터)는 입력 임피던스가 매우 높다는 특성을 가지므로, 신호원 임피던스가 높을 때 신호 손실 없이 효과적으로 증폭할 수 있다. 초단(첫 단계)에 FET를 배치하면 고임피던스 신호원으로부터 신호를 손실 없이 받아들이고 이후 단계로 전달할 수 있어 가장 이상적이다.

• ‘주파수 안정도를 높일 필요가 있는 증폭기의 끝단’은 끝단에는 출력 임피던스가 낮은 BJT가 적합하다.
• ‘신호원 임피던스가 높은 증폭기의 중간단’과 ‘끝단’은 FET의 높은 입력 임피던스 특성을 사용할 특별한 이유가 없으므로 부적합하다.

저역통과(Low-Pass) RC회로에 스텝 입력이 인가되면 커패시터가 충전되면서 출력이 지수함수적으로 상승하는 특성을 보인다. 스텝 입력의 급격한 변화는 고주파 성분이므로 RC필터에 의해 감쇠되고, 저주파 성분인 DC 값만 통과하여 출력이 시간상수 τ = RC에 따라 부드럽게 상승한다. 따라서 입력이 스텝처럼 순간 변하는 것과 달리 출력은 지수곡선 형태로 최종값에 도달하는 형태가 나타나며, 보기 1번이 이러한 특성을 정확히 나타낸다.

정현파 발진기는 LC 또는 RC 회로를 이용하여 정현파 형태의 출력을 생성하는 발진기다. 하틀리 발진기는 LC 탱크 회로(유도 결합 방식)를 사용하여 정현파를 발생시키는 대표적인 정현파 발진기다. 멀티 바이브레이터는 정형파(구형파) 발진기로, 블로킹 발진기와 톱니파 발진기도 비정현파 발진기에 속한다.

수정 발진기는 압전 현상(Piezo 효과)을 이용한다. 수정 결정에 전압을 가하면 기계적 진동이 발생하고, 역으로 기계적 압력을 가하면 전압이 발생하는 이 압전 특성으로 인해 일정한 주파수의 진동을 발생시킨다. 따라서 수정 발진기는 피에조 현상을 기본 원리로 하며, 과도·지연·히스테리시스 현상은 발진기의 동작 원리와 무관하다.

이 회로는 좌측 비교기(슈미트 트리거)와 우측 적분기로 구성된 구형파-삼각파 발생회로이다. 출력 진폭은 좌측 비교기의 포화전압(±V_sat)과 R₁, R₂로 결정되는 궤환비에 의해 정해지며, V_s는 비교기 출력 포화전압 크기에 해당하므로 진폭에 직접 영향을 준다. 반면 R은 우측 적분기의 시정수(RC)를 결정하여 발진 주파수(파형의 기울기)에만 영향을 줄 뿐, 출력 진폭 크기에는 직접적인 영향을 주지 않는다.

진폭변조(AM)에서 변조도 $m = 0.3$일 때 반송파 전력은 약 191.4W이다.

총 출력전력과 반송파 전력의 관계식은
$P_{total} = P_c\left(1 + \frac{m^2}{2}\right)$
이다.

주어진 총 출력 $P_{total} = 200\text{W}$를 대입하면
$200 = P_c\left(1 + \frac{0.3^2}{2}\right) = P_c\left(1 + \frac{0.09}{2}\right) = P_c(1 + 0.045) = P_c \times 1.045$
이므로
$P_c = \frac{200}{1.045} \approx 191.4\text{W}$
이다.

진폭변조(AM)에서 출력 신호는 반송파 주파수 ± 신호 주파수 성분을 포함한다. 반송파 $f_c = 1 \text{ MHz} = 1000 \text{ kHz}$, 신호 주파수 $f_m = 2 \text{ kHz}$일 때 상측파대(USB)는 $f_c + f_m = 1000 + 2 = 1002 \text{ kHz}$, 하측파대(LSB)는 $f_c - f_m = 1000 - 2 = 998 \text{ kHz}$이다.
보기 1번의 상측파대 1,002[kHz]가 정확한 계산값이며, 보기 2번 900[kHz]는 계산 오류, 보기 3·4번은 단위 오류(kHz와 MHz 혼동) 또는 잘못된 주파수 값이다. 변조도 m=1은 최대 진폭변조 상태를 나타내며 상·하측파대 크기에만 영향을 줄 뿐 주파수 위치 계산에는 영향을 주지 않는다.

PPM은 펄스의 위치에 정보가 포함되며, 이를 PAM이나 PWM으로 변환하려면 입력 펄스의 위치에 따라 일정한 시간 동안 펄스를 발생시키는 회로가 필요하다. 쌍안정 멀티바이브레이터는 두 안정 상태를 이용해 펄스를 저장·재생하는 회로이고, 단안정 멀티바이브레이터는 트리거에 의해 일정 폭의 단일 펄스를 발생시키는 용도이므로 해당 변환 회로는 3번이다.

PCM 송신측 과정은 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 변환하는 3단계로 이루어진다. 표본화(sampling)는 연속 신호를 일정 간격으로 샘플링하고, 양자화(quantization)는 샘플값을 정해진 레벨로 근사화하며, 부호화(encoding)는 양자화된 값을 이진 코드로 변환한다. 이에 반해 복호화(decoding)는 수신측에서 이진 코드를 다시 아날로그 신호로 복원하는 과정이므로 송신측 PCM 과정에 포함되지 않는다.

펄스의 지연 시간(Delay Time)은 입력 펄스가 인가된 후 출력 펄스가 최대 진폭의 10%에 도달하기까지 걸리는 시간이다. 이는 펄스 응답 특성에서 입력 신호의 시작점부터 출력이 본격적으로 변화하기 시작할 때까지의 시간 간격을 나타낸다. 1번은 상승 시간(Rise Time), 2번은 하강 시간(Fall Time), 4번은 저장 시간(Storage Time) 또는 방출 시간으로 정의되는 서로 다른 시간 파라미터들이다.

무안정 회로(astable multivibrator)는 안정 상태가 없어서 자동으로 진동하며 방형파를 발생하는 회로로, 슈미트 트리거처럼 외부 입력에 의존하여 상태를 전환하지 않으므로 슈미트 트리거와 무관하다.

• 전압 비교회로: 슈미트 트리거는 두 개의 서로 다른 임계전압(상한값과 하한값)을 가진 전압 비교 회로로, 입력신호가 이 두 임계값 사이에서 진동할 때 출력이 안정적으로 전환되도록 설계된다.
• 쌍안정 회로: 비교기(comparator) 구성으로 두 개의 안정 상태(높음/낮음)만을 가지므로 쌍안정 회로이다.
• 방형파 발생회로: 입력에 따라 방형파를 출력하는 특성이 있다.

전가산기는 두 비트와 자리올림을 더하여 합과 자리올림출력을 즉시 출력하는 조합회로로서 상태 저장이 필요 없으므로 플립플롭을 사용하지 않는다.

플립플롭은 상태를 저장하는 순차회로의 기본 소자로서 시간에 따른 상태 변화가 필요한 회로에 사용되며, 다음 회로는 모두 플립플롭을 기본으로 구성된다.

• 시프트 레지스터: 플립플롭을 직렬로 연결하여 데이터를 순차적으로 이동시키는 회로
• 카운터: 클록 신호에 따라 상태를 순차적으로 변경하는 플립플롭의 조합 회로
• 분주기: 입력 신호의 주파수를 나누는 카운터 형태의 회로

회로는 J, K 입력과 현재 출력 Q, Q̅를 되먹임(feedback)시켜 두 개의 AND 게이트와 OR 게이트로 조합한 뒤, 그 결과를 D 플립플롭의 D 입력에 연결하는 구조이다. 이는 J-K 플립플롭의 특성방정식 $Q_{next} = J\bar{Q} + \bar{K}Q$를 조합논리로 구현하여 D 입력에 대입한 것으로, 결국 D 플립플롭을 이용해 J-K 플립플롭 동작을 구현한 회로이다.

레지스터는 플립플롭 또는 래치 등으로 구성되어 데이터를 일시적으로 저장하는 소자이다. CPU의 연산 결과, 메모리에서 읽은 데이터, 주소 정보 등을 임시로 보관했다가 다음 단계로 전달하는 것이 레지스터의 핵심 기능이다. 스위칭 기능은 트랜지스터나 스위칭 회로의 역할이고, 펄스 발생기와 회로 동기장치는 클록 생성이나 타이밍 제어 기능으로 레지스터의 주기능이 아니다.

디코더는 입력된 BCD 또는 2진수 코드를 해석하여 해당하는 10진수·8진수·16진수 출력으로 변환하는 조합 논리회로이다. 인코더는 반대로 여러 입력을 이진 코드로 부호화하며, 멀티플렉서와 디멀티플렉서는 데이터 선택·분배에 사용된다.

AM 변조도는 변조신호의 진폭을 반송파 진폭으로 나눈 비율로 정의된다. 주어진 식 $V_{AM}=(100+60\cos2\pi400t)\sin2\pi\times10^6t$를 전개하면, 반송파는 $100\sin2\pi\times10^6t$ (진폭 100)이고, 변조신호는 $60\cos2\pi400t$ (진폭 60)이다. 변조도 $m=\frac{m_a}{A_c}=\frac{60}{100}=0.6=60\%$이므로, 변조도는 60[%]이다.

과변조는 신호 처리 과정에서의 왜곡과 대역폭 확산이 주요 문제이지, 수신기 입력 신호의 전력 증가와는 직접 관련이 없다. 과변조는 신호 품질 저하를 야기하지만 수신기에 물리적 과부하를 주지 않으므로 수신기 과부하는 일어나지 않는 현상이다.

진폭변조(AM)에서 과변조는 변조지수가 1을 초과하여 변조파의 포락선이 음수 영역에 진입하는 상태다.

• 피변조파에 많은 고조파 포함 — 과변조로 인한 왜곡으로 기본파 외 다수의 고조파가 발생하므로 맞다.
• 점유 주파수 대역폭 증가 — 고조파 확산으로 대역폭이 넓어지는 것이 핵심 문제이므로 맞다.
• 다른 통신에 혼신 — 대역폭이 넓어져 인접 채널을 침범하므로 맞다.

AM송신기의 기본 구성부는 신호원(마이크) → 저주파 증폭부 → 변조부 → 완충 증폭부 → 체배 증폭부 → 전력 증폭부 → 안테나로 이루어진다. 중간주파 증폭부는 수신기에서 신호를 수신한 후 중간주파수로 변환하여 증폭하는 부분으로, AM송신기에는 포함되지 않는다. 송신기에서는 변조된 신호를 그대로 체배·증폭하여 안테나로 내보내므로 중간주파 증폭 과정이 필요하지 않다.

SSB 수신기에서 스피치 클라리파이어(Speech Clarifier)는 수신된 SSB 신호를 복조할 때 송신측의 반송파 주파수와 수신측의 국부발진 주파수 간의 주파수 편차를 보정하기 위해 사용된다.

SSB는 반송파가 전송되지 않으므로 수신기에서 국부발진으로 반송파를 재생성해야 하는데, 두 주파수가 정확히 일치하지 않으면 음성이 왜곡되거나 음질이 저하된다. 스피치 클라리파이어는 수신된 신호의 음질 변화를 청취하면서 국부발진 주파수를 미세 조정하여 최적의 복조 조건을 만들어 명확한 음성 수신을 가능하게 한다.

FM 변조에서 변조지수(modulation index)는 최대 주파수 편이를 신호 주파수로 나눈 값이다. 공식은 $m_f = \frac{\Delta f}{f_m}$이며, 여기서 $\Delta f$는 최대 주파수 편이, $f_m$은 신호 주파수다. 주어진 값을 대입하면 $m_f = \frac{60 \text{ kHz}}{10 \text{ kHz}} = 6$이다. 반송파 주파수 80[MHz]는 변조지수 계산에 사용되지 않는다.

PLL은 입력 신호의 위상과 주파수를 기준 신호에 동기시키는 회로로, 주파수 변별기처럼 동작하여 FM 신호의 복조에 가장 적합하다. PCM과 DM은 주로 펄스 신호 처리·복호 회로를 사용하며, SSB 신호의 필터는 대역통과 필터가 담당한다.

디지털 데이터의 0과 1을 반송파의 위상 변화로 구분하여 전송하는 방식은 PSK(Phase Shift Keying)이다. ASK는 진폭, FSK는 주파수, PCM은 아날로그 신호를 디지털 부호로 변환하는 방식이므로 해당하지 않는다.

펄스 레이더는 폭이 좁은 펄스를 쓰므로 스펙트럼이 넓게 퍼져 점유 주파수 대역폭이 넓어진다. 따라서 대역폭을 줄일 수 있다는 설명은 펄스식을 쓰는 이유와 거리가 멀다. 펄스식은 송신과 수신을 시간적으로 분리해 간섭이 적고, 짧은 시간에 큰 첨두전력을 내므로 출력 능률이 높다. 예민한 빔으로 방위 분해능도 높일 수 있다.

C-Band는 국제 위성통신에서 주로 사용하는 4~8 GHz 주파수 대역이다. 2~4 GHz는 S-Band, 8~12 GHz는 X-Band, 18~27 GHz는 K·Ka-Band 계열에 해당한다.

GPS 위성군은 기본적으로 24개 위성(항법용 21개 + 예비 3개)으로 구성되므로 26개(22개 + 4개)라는 설명은 틀렸다. 위성은 고도 약 20,183[km]의 원에 가까운 궤도를 돈다. 6개 궤도면에 각각 4개 이상의 위성이 배치되고, 위성마다 고유한 PRN 코드로 구분된다.

이동통신 시스템에서 HLR(Home Location Register)은 이동국의 가입자 정보와 위치 정보를 영구적으로 저장·관리하는 데이터베이스다.

• VLR(Visitor Location Register): 방문 지역의 임시 위치 정보만 저장한다.
• OMC(Operation and Maintenance Center): 네트워크 운영·관리 시스템이다.
• AUC(Authentication Center): 가입자 인증만 담당한다.

따라서 이들은 정보를 저장·관리하는 시스템이 아니다.

시분할 다중화 접속(TDMA)은 시간축을 슬롯으로 나누어 각 사용자가 할당된 시간대에만 신호를 전송하는 방식이다. 이 구조에서는 좁은 대역폭을 사용하면서도 시간 슬롯 간의 동기화 오류, 타이밍 부정확성, 멀티패스 환경에서의 지연 전파에 의해 심볼간 간섭(ISI)이 심하게 발생한다.

반면 TDMA는 각 사용자가 독립적인 시간 구간을 보장받으므로 호 전환이 상대적으로 용이하고, 광대역폭 CDMA에 비해 하드웨어 구조가 단순하지 않다는 제약이 있다.

CS Fallback은 LTE 단말이 LTE 신호를 수신하지 못할 때 하위 기술(3G 등)으로 폴백되는 기능으로, MIMO의 성능 향상 메커니즘이 아니며 데이터 용량 증가와 직접적인 관련이 없습니다. CS Fallback은 통화 연속성 보장이 목적이지 용량 증대 기술이 아닙니다.

LTE의 MIMO 기술은 다음과 같이 동작합니다.

• Multiple Antenna 사용: 여러 안테나를 송수신 측에 배치하여 동작합니다.
• Transmit Diversity 사용: 신호 중복 전송으로 신호품질을 향상시킵니다.
• Spatial Multiplexing 사용: 같은 주파수 자원에 여러 데이터 스트림을 동시 전송하여 주파수 효율을 높입니다.

스퓨리어스 발사(고조파 및 대역외 방사)를 줄이는 방법을 검토하면, 1번 동작각을 크게 하면 전도각이 감소하여 고조파 성분이 감소하고, 2번 출력결합회로의 Q를 높이면 선택도가 증가하여 기본파만 통과시키고 고조파를 감쇠시키며, 3번 트랩회로는 특정 저조파 대역을 차단하는 직렬 공진회로로 고조파 제거에 효과적이다.
반면 4번은 송신기와 급전선 사이에 HPF(고역통과필터)를 삽입하는데, HPF는 기본파(송신 주파수)보다 높은 고주파는 통과시키고 낮은 주파수를 차단하므로 오히려 기본파를 감쇠시킬 위험이 있고 고조파 제거에 적합하지 않다 — 올바른 방법은 LPF(저역통과필터)를 사용하여 기본파는 통과시키고 고조파를 차단해야 한다.

수신기 대역폭을 넓히면 수신 잡음 전력이 증가하여 S/N 비가 저하되므로 틀린 방법이다. 주파수 변환 이득을 높이고 믹서 전단에 저잡음 증폭기를 설치하면 신호 대 잡음 특성을 개선할 수 있으며, 국부 발진기 출력에 필터를 설치하면 불필요한 잡음 및 스퓨리어스 성분을 줄일 수 있다.

라디오 덕트는 대류권의 온도·습도 역전층에서 발생하는 현상으로, 전리층이 아닌 대류권의 굴절률 변화로 인해 전파가 지표면 근처에 갇혀 먼 거리로 전파되는 현상이다. 따라서 전리층 현상으로 분류되지 않는다.

전리층에서 전파는 자유 전자와 이온에 의해 상호작용하면서 여러 현상을 일으킨다.

• 전파의 굴절: 전리층의 전자밀도 변화로 인한 굴절률 차이로 발생한다.
• 감쇠작용: 충돌에 의한 에너지 손실이다.
• 편파면의 회절(파라데이 회전): 자기장 존재 하에서 전파의 편파면이 회전하는 현상이다.

차량 시거잭의 직류 전원(DC)을 노트북 및 휴대전화 충전기가 사용하는 교류 전원(AC)으로 변환하려면 인버터(Inverter)가 필요하다. UPS는 정전 시 무정전 전원을 공급하고, AVR은 전압을 일정하게 조정하며, 정류기는 교류를 직류로 변환하는 장치이므로 해당 용도에 적합하지 않다.

영상주파수 선택도(image frequency selectivity)는 수신기가 영상주파수(image frequency)를 얼마나 잘 거르는지를 나타내는 수신기의 특성이므로, 송신기의 종합 특성이 아니다.

무선송신기의 종합 특성은 송신 신호의 품질과 성능을 평가하는 지표들로, 다음은 모두 송신기 자체의 종합 특성에 해당한다.

• 점유주파수대폭(occupied bandwidth): 송신 신호가 차지하는 주파수 범위
• 스퓨리어스 발사강도(spurious emission): 원하지 않는 고조파나 잡음의 강도
• 주파수 안정도(frequency stability): 송신 주파수의 정확성

더미안테나는 실제 안테나 대신 연결하여 수신기 입력에 안테나의 임피던스와 전기적 특성에 해당하는 등가회로를 구성하는 장치이다. 따라서 표준입력 신호 공급, 부차적 전파 발사 억제, 입력레벨 감쇠가 주된 목적이 아니다.

λ/4 수직접지안테나의 실효고는 λ/(2π)이다. 이는 접지면에 대한 영상으로 λ/2 쌍극자를 구성한 뒤, 수직 안테나의 전류 분포를 적분하여 얻는 값이므로 보기 2의 식과 일치한다.

εE는 전기장에 유전율을 곱한 전기변위(D)로서 임피던스와 무관한 물리량이므로, εE가 특성 임피던스를 잘못 표현한 것이다.

자유공간의 특성 임피던스 $Z_0$는 전자기파의 전기장과 자기장의 비로 정의된다. 정답을 결정짓는 올바른 표현은 H/E 또는 E/H의 역수이며, 약 120π(≈377Ω)이다.

• E/H: 전기장을 자기장으로 나눈 값으로 특성 임피던스의 정의이다.
• 이미지의 공식: $Z_0 = \sqrt{\frac{\mu_0}{\epsilon_0}} = 120\pi$를 나타낸다.
• 120π: 특성 임피던스의 수치값이다.

주어진 식 $\nabla \cdot \vec{D} = \rho$는 가우스 법칙의 미분형으로, 전속밀도의 발산이 그 지점의 전하밀도와 같다는 의미다. 즉 전계(전속)는 전하에 의해 형성됨을 나타내는 식이므로 4번이 옳다. 나머지 보기들은 자계와 관련된 설명으로, 이 식(전계와 전하의 관계)과는 무관하다.

전계와 자계의 기본 성질을 맥스웰 방정식과 에너지 관점에서 검토하면, "전계와 자계 모두 에너지 보존법칙이 성립한다"가 옳다. 전자기장의 에너지는 포인팅 벡터(Poynting vector)로 표현되며, 에너지 밀도는 전계 에너지 $\frac{1}{2}\epsilon_0 E^2$와 자계 에너지 $\frac{1}{2\mu_0}B^2$의 합으로 주어지므로 둘 다 에너지를 저장하고 보존법칙을 따른다.

• 자기력선은 발산이 있으나 전기력선은 없다: 틀렸다. 자기력선은 발산이 없다(∇·B=0, 자기 단극자 부재)는 것이 맥스웰 방정식의 기본이며, 전기력선은 전하에서 발산한다.
• 전계는 전류 및 자하에 의하여 형성된다: 틀렸다. 전계는 전하에 의해 형성되고 자계는 전류에 의해 형성되며, 자하는 실제로 존재하지 않는다.
• 전기력선은 항상 폐곡선을 형성한다: 틀렸다. 전기력선은 양전하에서 발산하여 음전하로 수렴하므로 폐곡선이 아니다.

정재파비(SWR)는 $SWR = \frac{1+|\Gamma|}{1-|\Gamma|}$ 공식으로 구하며, 여기서 반사계수 $\Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0}$이다. 특성 임피던스 $Z_0 = 50 + j0.01\,\Omega$, 부하 임피던스 $Z_L = 73 - j42.5\,\Omega$를 대입하면 $\Gamma = \frac{(73-j42.5)-(50+j0.01)}{(73-j42.5)+(50+j0.01)} = \frac{23-j42.51}{123-j42.49}$이다. 분자의 크기: $|23-j42.51| = \sqrt{23^2 + 42.51^2} = \sqrt{529 + 1806.1} = \sqrt{2335.1} = 48.32$, 분모의 크기: $|123-j42.49| = \sqrt{123^2 + 42.49^2} = \sqrt{15129 + 1805.4} = \sqrt{16934.4} = 130.13$이므로 $|\Gamma| = \frac{48.32}{130.13} = 0.371$이다.
따라서 $SWR = \frac{1+0.371}{1-0.371} = \frac{1.371}{0.629} = 2.18 \approx 2.21$이다.

정재파비(VSWR)의 정의와 특성을 판단하는 문항이다. 정합 시 S=0이라는 설명이 틀린 근거는 임피던스가 완전히 정합된 경우 VSWR = 1이기 때문이다. 이때 진행파만 존재하고 반사파가 없으므로 전압과 전류가 모두 일정하여 최대값과 최소값의 비가 1이 되며, S = 0이 아니다.

• 전압 정재파비: $S = \frac{V_{max}}{V_{min}}$로 정의되므로 참이다.
• 전류 정재파비: $I = \frac{I_{max}}{I_{min}}$로 정의되므로 참이다.
• 최대치 간격: 정재파의 연속된 최대치(또는 최소치) 사이의 거리는 반파장(λ/2)이므로 참이다.

두 매질의 임피던스가 $Z_1$, $Z_2$일 때, 전압투과계수 $\tau$는 $\tau = \frac{2Z_2}{Z_1 + Z_2}$로 정의된다.

전송선로에서 전압투과계수(voltage transmission coefficient)는 입사파에 대한 투과파의 전압 비율을 나타낸다. 이는 경계면에서의 전압 연속 조건($V_i + V_r = V_t$)과 임피던스 정의를 결합하여 유도되며, 입사 전압을 기준으로 투과 전압의 크기를 나타낸다.

공동 공진기(cavity resonator)는 특정 주파수에서 공진하여 임피던스 변환이나 정합보다는 필터링이나 주파수 선택성을 목적으로 사용되며, λ/4 변환기를 통한 실수 임피던스 변환 방법으로는 활용되지 않는다.

λ/4 변환기를 이용한 임피던스 정합에서 복소 부하 임피던스를 실수 임피던스로 변환할 때는 직렬 또는 병렬 리액티브 스터브를 사용하거나 부하와 변환기 사이의 거리를 조정하여 허수 성분을 제거할 수 있다.

• 직렬·병렬 리액티브 스터브: 스터브의 리액턴스를 이용해 허수 임피던스 성분을 상쇄시키는 표준적인 방법이다.
• 부하와 변환기 사이의 길이 조정: 전송선로 상의 위치를 변경하여 임피던스의 허수 부분을 0으로 만드는 방법이다.

무손실 선로에서 전압 최대점은 전류 최소점과 같으므로 $V_{max} = I_{max}Z_0$이다. 따라서 전송 전력은 $P = V_{max}I_{min} = I_{max}I_{min}Z_0$이다. 값을 대입하면 $P = 0.5 \times 0.4 \times 75 = 15$[W]이다. 전송 전력은 15[W]이다.

안테나의 방사효율은 방사저항을 총저항(방사저항+손실저항)으로 나눈 비율이다. 방사효율 $\eta = \frac{R_r}{R_r + R_l} \times 100\%$에서 $\eta = \frac{75}{75 + 20} \times 100\% = \frac{75}{95} \times 100\% = 0.789 \times 100\% \approx 79\%$이다. 따라서 방사효율은 약 79[%]이다.

거리가 10배 증가하면 손실은 20dB 증가하는 것이 자유공간 전파 특성의 기본 원칙이다.

자유공간 전송손실(Free Space Path Loss)은 거리의 제곱에 비례하며, 데시벨 기준으로는 $PL(dB) = 20\log_{10}(d) + \text{상수}$ 형태다.
거리가 1km에서 10km로 변할 때 손실 증가량은
$\Delta PL = 20\log_{10}(10) - 20\log_{10}(1) = 20 \times 1 - 0 = 20\text{[dB]}$이다.

이 안테나의 복사저항은 $R_r \approx 0.32\,[\Omega]$이다.

파장은 $\lambda = \dfrac{3\times10^8}{3\times10^6} = 100\,[\text{m}]$이다.
루프 안테나 복사저항 공식 $R_r = 31171\left(\dfrac{NA}{\lambda^2}\right)^2$에 대입하면
$R_r = 31171\left(\dfrac{50\times0.636}{100^2}\right)^2 = 31171\times(3.18\times10^{-3})^2$이다.

대수주기 안테나는 광대역 특성과 비교적 낮은 이득을 지니고 있어 위성통신보다는 TV 수신이나 측정 장비 같은 광대역 응용에 주로 사용되므로 통신위성의 고이득·고지향성 요구사항에 부적합하다.

통신위성에 장착하는 안테나는 좁은 주빔폭과 높은 지향성을 가져야 특정 지역으로 집중된 신호 송수신이 가능하다.

• 헤리컬 안테나: 원편파 특성과 중등도의 이득을 제공하며 위성통신에 사용된다.
• 파라볼라 안테나: 높은 이득과 좁은 빔폭으로 위성통신의 표준 안테나이다.
• 무지향성 안테나: 전 방향 균등 수신으로 초기 신호 획득이나 비상통신에 활용된다.

안테나 대지 아래 목탄과 동판을 깊은 구덩이에 매설하여 접지저항을 낮추는 방식으로, 지하 깊숙이 매설한다는 의미에서 심굴 접지라 한다. 다중 접지는 여러 지점에 접지선을 분산 연결하는 방식이고, 방사상 접지는 접지선을 방사형으로 여러 가닥 매설하는 방식이므로 그림의 목탄과 동판을 깊게 묻는 구조와는 다르다.

장중파대는 긴 파장 때문에 접지 저항이 매우 크고(작지 않고), 안테나 효율이 낮아 이득도 결코 높지 않습니다. 따라서 접지 저항이 작고 이득이 높다는 설명은 장중파대 안테나의 특징과 반대됩니다.

장중파대(LF·MF 대역) 안테나의 나머지 특징은 다음과 같습니다.

• 주요 전파는 지표파: 지표파 전파가 주요 전파 모드로 맞습니다.
• 전력 효율이 떨어지고 설치비가 높음: 매우 긴 파장으로 인해 효율적인 안테나 설계가 어렵고 높은 구조물이 필요해 설치비가 높은 것이 맞습니다.
• 기본 안테나: λ/4 수직 접지 안테나인 것이 맞습니다.

전파투시도(지형단면도, Profile Map)는 전파통로 상의 수직방향 장애물(지형, 건물 등)을 살펴보는 데 사용되므로, 1번의 "수평방향의 장애물"은 오류다. 2번은 Profile Map이 정확한 영문 표기며, 3번의 등가지구 반경계수 K(통상 4/3)는 지구 곡률을 보정하여 전파경로를 직선으로 근사시키는 핵심 개념, 4번도 K값 적용으로 직선 취급이 가능해진다는 정의와 일치한다.

자유공간 전파손실은 $L = 20\log_{10}(4\pi d f/c)$ 형태로, 거리 $d$와 주파수 $f$에 대해 $L = 20\log_{10}d + 20\log_{10}f + \text{상수}$로 표현된다.

따라서 거리가 2배, 주파수가 1/4배로 변할 때 손실 변화는
$\Delta L = 20\log_{10}(2) + 20\log_{10}(1/4) = 20\log_{10}(2) - 20\log_{10}(4) = 20\log_{10}(2) - 40\log_{10}(2) = -20\log_{10}(2)$이다.
$\log_{10}(2) \approx 0.301$이므로 $\Delta L \approx -20 \times 0.301 = -6.02 \text{ dB}$이다.

초기 손실이 130 dB이므로 최종 손실은 $130 - 6 = 124 \text{ dB}$이다.

파장은 $\lambda = \frac{c}{f}$로 주파수에 반비례하므로, 두 파의 파장 비는 주파수의 역비다. A와 B의 파장 비는 $\lambda_A : \lambda_B = \frac{1}{f_A} : \frac{1}{f_B} = \frac{1}{720} : \frac{1}{640}$이다. 분모를 통분하면 $\lambda_A : \lambda_B = 640 : 720$이고, 최대공약수 80으로 나누면 8:9가 된다.

야간에 중파 라디오가 잘 들리는 이유는 D층의 흡수가 적기 때문이다.

중파(MF, 300kHz~3MHz)는 주간에 태양 자외선에 의해 전리층 D층이 형성되어 전파를 강하게 흡수하므로 원거리 전파가 어렵다. 야간에는 태양 복사가 없어 D층이 소멸하고 흡수가 급격히 감소하면서, E층과 F층에서 반사된 천파(sky wave)가 원거리까지 전파되어 수신 감도가 크게 향상된다.

• 지표파: 거리에 따라 급격히 감쇠하므로 원거리 전파의 주요 원인이 아니다.
• 산란파·페이딩 현상: 야간 개선의 근본 이유가 아니다.

레이더가 목표물으로부터 반사된 신호를 수신하는 데 걸린 시간은 편도 거리의 왕복 시간이므로, 목표물까지의 거리는 $d = \frac{c \times t}{2}$로 구한다.

여기서 $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$(전파의 속도), $t = 0.1 \text{ μs} = 0.1 \times 10^{-6} \text{ s} = 10^{-7} \text{ s}$이다.
대입하면 $d = \frac{3 \times 10^8 \times 10^{-7}}{2} = \frac{3 \times 10}{2} = \frac{30}{2} = 15 \text{ m}$이다.

중파방송(AM 라디오, 540~1600 kHz)은 지표파(ground wave)를 주로 이용하여 전파된다. 지표파는 지표면을 따라 전파가 구부러지면서 전파되므로 전리층이 없어도 원거리 통신이 가능하며, 장애물 우회 능력이 우수하다. 단파방송은 공간파(sky wave)를 이용하여 전리층에서 반사되는 방식을 사용하므로 중파와 구별된다.

동적 램(DRAM)의 특징을 정적 램(SRAM)과 비교하면, DRAM은 회로가 단순(1개 트랜지스터+1개 커패시터)하여 집적도가 높고, 대용량 구현에 유리하며, 주기적 재충전이 필요해 소비전력이 적은 편이다. 그러나 DRAM은 SRAM에 비해 속도가 느리다 — SRAM은 6개 트랜지스터 구조로 충전 지연이 없어 접근 속도가 훨씬 빠르기 때문이다. 따라서 보기 2번 "SRAM에 비하여 속도가 빠르다"는 DRAM의 특징이 아니다.

10진수 20을 각 진법으로 변환한다. 2진법: 20 ÷ 2 = 10 나머지 0, 10 ÷ 2 = 5 나머지 0, 5 ÷ 2 = 2 나머지 1, 2 ÷ 2 = 1 나머지 0, 1 ÷ 2 = 0 나머지 1 → 역순으로 10100. 8진법: 20 ÷ 8 = 2 나머지 4 → 24. 16진법: 20 ÷ 16 = 1 나머지 4 → 14. 따라서 20(10) = 10100(2) = 24(8) = 14(16)이다.

두 자료에 대해 비트 단위 AND 연산을 수행한다. AND 연산은 대응하는 두 비트가 모두 1일 때만 결과가 1이고, 그 외는 0이다.
첫 번째 자료: 11101100
두 번째 자료: 01101110
각 자리를 AND 연산하면: 1∧0=0, 1∧1=1, 1∧1=1, 0∧0=0, 1∧1=1, 1∧1=1, 0∧1=0, 0∧0=0
결과: 01101100 — 정답은 4번이다.

트리(③)와 그래프(⑤)는 노드 간 계층적·망형 관계를 표현하는 비선형 구조이며, 스택(①), 큐(②), 연결 리스트(④)는 자료가 순차적으로 나열되는 선형 구조이다. 따라서 비선형구조는 ③,⑤이고 선형구조는 ①,②,④로 짝지어진 것이 옳다.

FCFS(First Come First Served)는 도착(요청) 순서대로 CPU를 할당하는 스케줄링 방식이므로, 표에 제시된 프로세스 번호 순서인 P1-P2-P3-P4 순서 그대로 완료된다. CPU 요구시간(24, 3, 3, 10)은 각 프로세스의 처리시간일 뿐 순서 결정에는 영향을 주지 않는다.

Memory Mapped I/O는 I/O 장치를 메모리 주소 공간의 일부로 취급하여 일반 메모리 명령어로 접근하는 방식이다. 보기 2번이 틀렸다: Memory Mapped I/O에서는 메모리와 I/O 제어가 통합되어 있으므로 제어선이 분리되지 않고 동일한 메모리 제어선을 공유한다. 반면 I/O Mapped I/O(Isolated I/O) 방식에서만 메모리 제어선과 I/O 제어선이 분리되어 독립적으로 동작한다. 보기 1, 3, 4는 모두 Memory Mapped I/O의 핵심 특징으로서 정확하다.

프로그램의 에러 추적이나 디버깅 목적으로 메모리의 내용을 화면, 프린터, 파일 등으로 출력하는 기법을 메모리 덤프(Memory Dump)라고 한다. 링커는 목적파일을 연결하는 도구, 로더는 실행파일을 메모리에 적재하는 도구, 디버거는 프로그램 실행 중 오류를 찾기 위한 도구이지만, 메모리 덤프는 구체적으로 메모리 내용 자체를 출력하여 상태를 분석하는 기법으로 디버깅에 직접 활용된다.

3-주소 명령어 ADD R1, R2, R3는 목적 오퍼랜드 R1에 두 원본 오퍼랜드의 연산 결과를 저장하는 형식이다. 문제 조건에서 R2, R3은 Source Operand, R1은 Destination Operand이므로, 이 명령어는 R2와 R3을 더하여 그 결과를 R1에 저장하는 동작을 의미한다.

방송법상 '데이터 방송'이란 방송사업자의 채널을 이용하여 데이터(문자·숫자·도형·도표·이미지 등)를 위주로 하여 이에 따르는 영상·음성·음향 및 이들의 조합으로 이루어지는 방송을 말한다고 정의되어 있다. 따라서 괄호 안에는 영상·음성·음향이 들어가야 한다.

전파법 제30조는 통신보안의 원칙과 책임을 규정하는 상위 법이며, 통신보안 책임자 지정, 교육 이수 등 구체적인 이행 방법과 세부 기준은 하위 규정인 과학기술정보통신부 고시에서 정하도록 위임하고 있다. 전파법시행령은 전파법의 일반적인 행정사항을 규정하지만 통신보안 교육의 구체적 내용·방법·기준 같은 세부 운영 사항까지 상세히 정하지는 않으며, 무선설비규칙은 무선설비의 기술 기준을 주로 다루기 때문이다.

주파수 분배 시에는 전파이용 기술의 발전추세, 주파수의 이용현황 등 국내의 주파수 이용여건, 전파를 이용하는 서비스에 대한 수요 등을 고려한다. 반면 국내의 주파수 사용 동향은 주파수 분배 시 고려사항으로 명시된 항목이 아니므로 해당하지 않는다.

고정 아마추어국의 안테나공급전력은 1,000와트 이하이어야 한다. 따라서 1,000와트가 기준에 해당한다.

전파사용료 면제 대상은 공공성·비영리성을 기준으로 정하며, 전기통신역무 제공 무선국은 이에 해당하지 않는다. 국가·지방자치단체가 개설한 무선국(2, 3번)과 비영리 방송국(4번)은 전파사용료를 전부 면제할 수 있으나, 전기통신역무를 제공하기 위한 무선국(1번)은 일반적으로 영리사업을 목적으로 하므로 면제 대상이 아니다. 따라서 정답은 1번이다.

정보통신공사 사용전검사 신청서에는 신청인, 시공자, 공사종류 등을 기재하지만, 감리인은 해당 신청서의 기재사항이 아니다.

정보통신공사의 공사비 산정 기준은 표준품셈, 공사업 실태 조사결과, 공사원가 산정기준 조사결과 등 객관적·통계적 근거에 기초하여 정하도록 규정되어 있다. 반면 '일반 시장단가'는 시장 변동성이 크고 공급자에 따라 편차가 커서 공사비 산정의 기준으로 하기에 객관성과 일관성이 떨어지므로 적합하지 않다.

적합성평가기준 변경신고 미이행은 경미한 위반에 해당하며, 1차 위반 시 행정처분은 시정명령이다. 적합성평가기준 관련 신고 의무는 제품의 안전·성능 유지를 위한 절차적 요건으로, 즉시적인 생산·수입 중단이나 파기를 요구하는 수준의 중대 위반이 아니라 일정 기간 내 시정을 통해 해결 가능한 사항이기 때문이다. 파기명령, 수입중지, 생산중지는 제품 결함, 기준 부적합 등 안전상 위해가 확인된 경우의 고도 행정처분이다.

108~118 MHz 대역의 전파를 전방향으로 발사하는 회전식 무선표지는 전방향표지시설(VOR)이다. 글라이드 패스는 착륙 진입각 정보를, 마커 비콘과 Z 마커는 특정 지점 통과 정보를 제공하므로 해당하지 않는다.

의료용 전파응용설비의 안전시설기준에 따르면, 의료전극 및 그 도선과 발진기·출력회로·전선 등 사이의 절연저항은 500V용 절연저항계로 측정하여 50MΩ 이상이어야 한다.