9급 국가직 무선공학개론 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

17년 1회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1

A4정답 포함← → 키 · 드래그로 넘김

9급 국가직 무선공학개론 기출문제모두CBT · moducbt.com

17년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

다음 변조방식 중 가장 좁은 대역폭을 차지하는 것은?

1VSB(Vestigial Sideband)

2SSB(Single Sideband)

3DSB－SC(Double Sideband-Suppressed Carrier)

4DSB－TC(Double Sideband-Transmitted Carrier)

정답 및 해설

가장 좁은 대역폭을 차지하는 방식은 SSB(단측파대)이다.

메시지 대역폭을 $W$ 라 하면 SSB는 한쪽 측파대만 보내므로 $B=W$ 로, 원래 메시지 대역폭과 같은 최소 대역폭을 쓴다.

VSB: 한쪽 측파대 전체에 다른 측파대의 일부(잔류 측파대)를 더 보내므로 $W\lt B\lt 2W$ 로 SSB보다 넓다.
DSB-SC: 반송파는 억압하지만 양 측파대를 모두 보내므로 $B=2W$ 이다.
DSB-TC: 반송파와 양 측파대를 모두 보내므로 역시 $B=2W$ 이다.

문제 2

다음 위성통신 주파수 대역 중 대기감쇠의 영향이 가장 작은 것은?

1X－밴드

2C－밴드

3Ku－밴드

4Ka－밴드

정답 및 해설

제시된 대역 중 대기감쇠의 영향이 가장 작은 것은 C-밴드이다.

강우·수증기 등에 의한 대기감쇠는 주파수가 높을수록 커진다. 주파수는 C-밴드가 가장 낮고 X, Ku, Ka 순으로 높아진다.

X-밴드: C-밴드보다 높은 주파수라 감쇠가 더 크다.
Ku-밴드: X-밴드보다 높아 강우감쇠가 뚜렷해진다.
Ka-밴드: 제시된 대역 중 가장 높아 강우감쇠가 가장 심하다.

문제 3

최대 가청 주파수가 3[kHz]인 오디오 신호를 FM 변조할 경우, 주파수 편이가 5[kHz]일 때 일반화된 칼슨(Carson)의 법칙에 따른 전송 대역폭[kHz]은?

312

416

정답 및 해설

칼슨 법칙에 따른 전송 대역폭은 16 kHz이다.

칼슨 법칙: $B=2(\Delta f+f_m)$

대입: $B=2(5+3)\,\mathrm{kHz}$
결과: $B=16\,\mathrm{kHz}$

주파수 편이( $\Delta f$ )와 최대 변조 주파수( $f_m$ )를 더한 뒤 2배하는 것이 핵심이다.

문제 4

다음 전파 중 가장 짧은 길이의 안테나를 사용할 수 있는 것은?

1초단파

2단파

3중파

4장파

정답 및 해설

가장 짧은 안테나를 쓸 수 있는 전파는 초단파이다.

안테나 길이는 파장에 비례(반파장 다이폴 등)하고, 파장은 주파수에 반비례( $\lambda=c/f$ )한다. 따라서 주파수가 가장 높은 초단파(VHF)의 파장이 가장 짧아 안테나도 가장 짧아진다.

단파: 초단파보다 주파수가 낮아 파장이 길다.
중파: 단파보다 파장이 더 길다.
장파: 제시된 전파 중 파장이 가장 길어 안테나가 가장 길어진다.

문제 5

시스템에서 30[dBm]의 출력전력은 몇 와트[W]인가?

10.01

20.1

410

정답 및 해설

30 dBm의 출력전력은 1 W이다.

dBm은 1 mW를 기준으로 한 전력 데시벨이다.
$P=1\,\mathrm{mW}\times10^{30/10}=10^{3}\,\mathrm{mW}$

결과: $10^{3}\,\mathrm{mW}=1\,\mathrm{W}$

문제 6

자유공간에서 두 안테나 사이의 간격이 5[km]이고 송신 안테나에서 주파수가 1[GHz]인 신호를 4[mW]의 전력으로 송신하고 있다. 안테나 사이의 간격을 10[km], 신호의 주파수를 2[GHz]로 변경할 때, 이전과 동일한 수신 전력을 얻기 위해 필요한 송신 전력[mW]은?

116

232

364

4128

정답 및 해설

동일한 수신 전력을 얻으려면 송신 전력은 64 mW가 필요하다.

Friis 식에서 $P_r=P_tG_tG_r\left(\dfrac{\lambda}{4\pi d}\right)^2$ 이고 $\lambda=c/f$ 이므로 안테나 이득이 같으면 $P_r\propto\dfrac{P_t}{(fd)^2}$ 이다.

거리 2배, 주파수 2배이면 $(fd)^2$ 가 $2^2\times2^2=16$ 배가 된다.
따라서 $P_t=4\,\mathrm{mW}\times16=64\,\mathrm{mW}$

자유공간 경로손실은 거리의 제곱과 주파수의 제곱에 각각 비례한다는 점이 핵심이다.

문제 7

스펙트럼이 M(f)인 메시지 신호를 cos(2πf_ct)의 반송파를 이용하여 DSB－SC 변조할 때, 변조된 신호의 스펙트럼과 전력변화가 옳게 묶인 것은? (순서대로 스펙트럼, 전력변화)

, 절반으로 감소

, 변화 없음

, 절반으로 감소

정답 및 해설

변조된 신호의 스펙트럼은 $\dfrac{1}{2}M(f-f_c)+\dfrac{1}{2}M(f+f_c)$ 이고, 전력은 절반으로 감소한다.

스펙트럼: 오일러 공식 $\cos(2\pi f_ct)=\dfrac{1}{2}\left(e^{j2\pi f_ct}+e^{-j2\pi f_ct}\right)$ 과 주파수 이동 성질에 의해 $m(t)\cos(2\pi f_ct)\leftrightarrow\dfrac{1}{2}M(f-f_c)+\dfrac{1}{2}M(f+f_c)$ 이다. 계수는 1/2이지 1/√2가 아니다.

전력: $\overline{m^2(t)\cos^2(2\pi f_ct)}=\overline{m^2(t)}\cdot\dfrac{1}{2}$ 이므로 변조 후 평균전력은 메시지 전력의 1/2이다.

계수가 1/√2이고 전력이 절반으로 감소: 스펙트럼 계수가 틀렸다.
계수가 1/2이고 전력 변화 없음: 전력 변화가 틀렸다.
계수가 1/√2이고 전력 변화 없음: 스펙트럼 계수와 전력 변화가 모두 틀렸다.

문제 8

마이크로웨이브 전송 시스템에서 사용할 수 있는 페이딩 대처 기술로 옳지 않은 것은?

1암호화

2등화

3공간 다이버시티

4주파수 다이버시티

정답 및 해설

페이딩 대처 기술이 아닌 것은 암호화이다.

암호화는 정보의 보안(기밀성)을 위한 기술로, 전파 경로 변화로 생기는 수신 레벨 변동(페이딩)을 줄이지 못한다.

등화: 다중경로로 생긴 채널 왜곡과 심벌 간 간섭을 수신단에서 보상한다.
공간 다이버시티: 간격을 둔 여러 안테나로 수신해 동시에 깊은 페이딩을 겪을 확률을 낮춘다.
주파수 다이버시티: 서로 다른 주파수로 같은 신호를 보내 주파수별 페이딩 차이를 이용한다.

문제 9

GPS에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1위성은 정지궤도상에 있다.

2위도, 경도, 고도 등의 위치와 시간을 측정하는 데 사용된다.

3항법, 측량, 측지, 시각동기 등의 군용 및 민간용으로 사용되고 있다.

4수신기의 시간오차를 고려해 위치를 측정하기 위해서는 최소 4개의 위성신호가 필요하다.

정답 및 해설

GPS 위성이 정지궤도상에 있다는 설명이 옳지 않다.

GPS 위성은 정지궤도가 아니라 고도 약 20,200 km의 중궤도(MEO)에서 지구를 공전하며, 여러 궤도면에 배치되어 지상 어디서나 다수의 위성이 보이도록 운용된다.

위도·경도·고도 등의 위치와 시간 측정: GPS의 기본 기능으로 옳다.
항법·측량·측지·시각동기 등 군용·민간용 활용: 옳다.
최소 4개의 위성신호 필요: 3차원 위치(x, y, z)와 수신기 시계오차까지 미지수 4개를 풀어야 하므로 옳다.

문제 10

위성통신에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1정지궤도 위성은 적도상공에 떠 있으며, 3개의 위성으로 극지방을 제외한 지구 전체에 서비스할 수 있다.

2정지궤도 위성의 공전주기는 지구의 자전주기와 같아야 하기 때문에 고도 1,000~2,000[km]의 상공에서 운용된다.

3극궤도 위성은 남극과 북극의 상공을 통과하며, 정지궤도 위성보다 고도가 낮아 전파 지연이 작다.

4저궤도 위성 이동통신은 상시 통신을 위해 수십 개의 위성과 핸드오프가 필요하다.

정답 및 해설

정지궤도 위성이 고도 1,000~2,000 km에서 운용된다는 설명이 옳지 않다.

공전주기가 지구 자전주기와 같아지는 정지궤도의 고도는 적도 상공 약 36,000 km이다. 1,000~2,000 km는 저궤도(LEO)에 해당한다.

정지궤도 위성 3개로 극지방을 제외한 지구 전체 서비스: 옳다.
극궤도 위성은 남극·북극 상공을 지나며 정지궤도보다 낮아 전파 지연이 작음: 옳다.
저궤도 위성 이동통신은 위성이 빠르게 지나가므로 수십 개 위성과 핸드오프가 필요함: 옳다.

문제 11

지능화된 사물 간 통신과 인터넷을 기반으로 하는 사물인터넷을 지칭하는 용어는?

1UWB

2MIMO

3IoT

4OFDM

정답 및 해설

사물인터넷을 지칭하는 용어는 IoT(Internet of Things)이다.

IoT는 센서·기기 등 사물이 인터넷으로 연결되어 서로 정보를 주고받는 환경을 말한다.

UWB: 매우 넓은 대역을 쓰는 초광대역 근거리 무선 기술이다.
MIMO: 송수신에 여러 안테나를 쓰는 다중 입출력 기술이다.
OFDM: 다수의 직교 부반송파로 데이터를 나눠 보내는 다중 반송파 변조 방식이다.

문제 12

펄스파가 레이더에서 발사된 후부터 목표물에 반사되어 되돌아 올 때까지 걸린 시간이 6[μs]인 경우 목표물까지의 거리[m]는? (단, 전파의 속도는 3×10⁸[m/s]이다)

1450

2900

31,800

43,600

정답 및 해설

목표물까지의 거리는 900 m이다.

측정 시간은 왕복 시간이므로 2로 나눈다: $R=\dfrac{ct}{2}$

대입: $R=\dfrac{3\times10^8\times6\times10^{-6}}{2}\,\mathrm{m}$
결과: $R=900\,\mathrm{m}$

문제 13

급전선과 안테나 사이에 임피던스 정합이 되었을 때 나타나는 현상으로 옳지 않은 것은?

1정재파비가 무한대이다.

2반사되는 전력이 없다.

3최대로 전력이 전달된다.

4시스템의 신호대잡음비가 향상된다.

정답 및 해설

정합 시 정재파비가 무한대라는 설명이 옳지 않다. 정합되면 정재파비는 1이 된다.

정합 상태에서는 반사계수 $\Gamma=0$ 이므로 $\mathrm{VSWR}=\dfrac{1+|\Gamma|}{1-|\Gamma|}=1$ 이다. 정재파비가 무한대인 것은 개방·단락처럼 전반사가 일어날 때이다.

반사되는 전력이 없음: 반사계수가 0이므로 옳다.
최대로 전력이 전달됨: 반사 손실이 없어 옳다.
신호대잡음비 향상: 안테나로 전달되는 신호 전력이 커지므로 옳다.

문제 14

전통적인 AM 방식인 DSB－TC에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1비동기 복조기 구성이 가능하다.

2다수의 사용자가 수신하는 방송시스템에 적합하다.

3반송파 신호를 추가적으로 보내기 때문에 복조기 구조가 간단해진다.

4같은 메시지 신호 전송 시 DSB－SC 방식보다 더 적은 전력이 소모된다.

정답 및 해설

DSB-TC가 DSB-SC보다 더 적은 전력을 소모한다는 설명이 옳지 않다.

DSB-TC는 정보가 없는 반송파 전력을 추가로 보내므로 같은 메시지를 보낼 때 DSB-SC보다 더 많은 전력이 든다(전력 효율이 낮다).

비동기 복조기 구성 가능: 포락선 검파로 복조할 수 있어 옳다.
다수 사용자가 수신하는 방송에 적합: 수신기가 간단하고 저렴해 옳다.
반송파를 함께 보내 복조기 구조가 간단해짐: 수신측에서 반송파를 재생할 필요가 없어 옳다.

문제 15

펄스변조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1PAM에서 유지회로(holding circuit)는 일정한 폭의 펄스를 생성한다.

2PPM은 표본화 순간의 메시지 신호에 따라 펄스의 위치를 변경한다.

3PWM은 음의 표본값을 갖는 메시지 신호에는 적용이 불가능하다.

4PAM은 표본화 순간의 메시지 신호에 따라 펄스의 높이를 변경한다.

정답 및 해설

PWM이 음의 표본값을 갖는 메시지 신호에 적용할 수 없다는 설명이 옳지 않다.

PWM은 기준 펄스 폭을 중심으로 표본값에 비례해 폭을 넓히거나 좁히므로, 직류 바이어스를 더하는 방식으로 음의 표본값도 펄스 폭으로 나타낼 수 있다.

PAM의 유지회로가 일정한 폭의 펄스 생성: 표본값을 일정 시간 유지해 평탄 펄스를 만들므로 옳다.
PPM은 표본값에 따라 펄스 위치를 변경: 옳다.
PAM은 표본값에 따라 펄스 높이를 변경: 옳다.

문제 16

주파수 대역이 20~40,000[Hz]인 신호를 표본화(sampling)하고 표본당 8비트로 PCM할 때, 에일리어싱(aliasing)이 발생하지 않을 최대 표본화주기[ms]와 최소 데이터 전송속도[kbps]가 옳게 묶인 것은? (순서대로 최대 표본화주기, 최소 데이터 전송속도)

11/40, 320

21/40, 640

31/80, 320

41/80, 640

정답 및 해설

최대 표본화주기는 1/80 ms, 최소 데이터 전송속도는 640 kbps이다.

나이퀴스트 조건: $f_s\ge2f_{max}=2\times40\,\mathrm{kHz}=80\,\mathrm{kHz}$
최대 표본화주기: $T_s=\dfrac{1}{80\,\mathrm{kHz}}=\dfrac{1}{80}\,\mathrm{ms}$

최소 전송속도: $80\times10^3\times8=640\times10^3\,\mathrm{bps}=640\,\mathrm{kbps}$

문제 17

단일 반송파 변조와 비교되는 다중 반송파 변조의 특징으로 옳지 않은 것은?

1더 긴 심벌시간으로 동일한 전송률을 달성할 수 있다.

2PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 낮다.

3주파수 선택적 페이딩을 평탄(flat) 페이딩으로 근사화할 수 있다.

4다중 경로로 인한 심벌 간 간섭의 영향이 더 작다.

정답 및 해설

다중 반송파 변조의 PAPR이 낮다는 설명이 옳지 않다.

다중 반송파(OFDM 등)는 여러 부반송파 신호가 더해지므로 위상이 겹칠 때 순간 첨두값이 크게 솟아 PAPR이 높다. 이는 전력증폭기의 선형성 요구를 키우는 대표적 단점이다.

더 긴 심벌시간으로 동일 전송률 달성: 데이터를 여러 부반송파로 나누므로 옳다.
주파수 선택적 페이딩을 평탄 페이딩으로 근사: 각 부반송파 대역이 좁아 옳다.
다중 경로에 의한 심벌 간 간섭 영향이 작음: 심벌시간이 길어 옳다.

문제 18

반송파 주파수가 1[GHz]인 이동통신 단말기가 108[km/h]의 속도로 이동할 때 발생하는 최대 도플러 주파수[Hz]는? (단, 전파의 속도는 3×10⁸[m/s]이다)

130

236

372

4100

정답 및 해설

최대 도플러 주파수는 100 Hz이다.

공식: $f_d=\dfrac{v}{\lambda}=\dfrac{vf_c}{c}$

속도 환산: $108\,\mathrm{km/h}=30\,\mathrm{m/s}$
파장: $\lambda=\dfrac{3\times10^8}{1\times10^9}=0.3\,\mathrm{m}$

결과: $f_d=\dfrac{30}{0.3}=100\,\mathrm{Hz}$ (진행 방향이 전파 방향과 나란할 때 최대)

문제 19

다음 그림과 같은 위성통신 전송시스템에서 실효등방성방사전력(EIRP)[dBm]은?

136

244

346

454

정답 및 해설

실효등방성방사전력(EIRP)은 46 dBm이다.

입력신호 세기 0.1 W를 dBm으로 바꾸면 $10\log_{10}\dfrac{100\,\mathrm{mW}}{1\,\mathrm{mW}}=20\,\mathrm{dBm}$ 이고, 증폭도 100배는 $10\log_{10}100=20\,\mathrm{dB}$ 이다.

EIRP는 안테나에 공급되는 전력에 안테나 이득을 더한 값이다.
$\mathrm{EIRP}=20-2-2+20+10=46\,\mathrm{dBm}$

주파수 변환 손실 2 dB와 필터 삽입 손실 2 dB는 빼고, 증폭기 이득과 안테나 이득 10 dB는 더한다.

문제 20

1.5[GHz]의 마이크로파 신호가 자유공간에서 10[cm] 진행하였을 때 발생하는 위상변화[rad]는? (단, 전파의 속도는 3×10⁸[m/s]이다)

1π/4

2π/2

33π/4

4π

정답 및 해설

10 cm 진행했을 때의 위상변화는 π [rad]이다.

파장: $\lambda=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3\times10^8}{1.5\times10^9}=0.2\,\mathrm{m}$

위상변화: $\Delta\phi=\dfrac{2\pi d}{\lambda}=\dfrac{2\pi\times0.1}{0.2}=\pi\,\mathrm{rad}$

즉 진행거리 10 cm가 반파장에 해당하므로 위상이 π만큼 변한다.

9급 국가직 무선공학개론 기출문제모두CBT · moducbt.com

17년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

다음 변조방식 중 가장 좁은 대역폭을 차지하는 것은?

1VSB(Vestigial Sideband)

2SSB(Single Sideband)

3DSB－SC(Double Sideband-Suppressed Carrier)

4DSB－TC(Double Sideband-Transmitted Carrier)

정답 및 해설

가장 좁은 대역폭을 차지하는 방식은 SSB(단측파대)이다.

메시지 대역폭을 $W$ 라 하면 SSB는 한쪽 측파대만 보내므로 $B=W$ 로, 원래 메시지 대역폭과 같은 최소 대역폭을 쓴다.

VSB: 한쪽 측파대 전체에 다른 측파대의 일부(잔류 측파대)를 더 보내므로 $W\lt B\lt 2W$ 로 SSB보다 넓다.
DSB-SC: 반송파는 억압하지만 양 측파대를 모두 보내므로 $B=2W$ 이다.
DSB-TC: 반송파와 양 측파대를 모두 보내므로 역시 $B=2W$ 이다.

문제 2

다음 위성통신 주파수 대역 중 대기감쇠의 영향이 가장 작은 것은?

1X－밴드

2C－밴드

3Ku－밴드

4Ka－밴드

정답 및 해설

제시된 대역 중 대기감쇠의 영향이 가장 작은 것은 C-밴드이다.

강우·수증기 등에 의한 대기감쇠는 주파수가 높을수록 커진다. 주파수는 C-밴드가 가장 낮고 X, Ku, Ka 순으로 높아진다.

X-밴드: C-밴드보다 높은 주파수라 감쇠가 더 크다.
Ku-밴드: X-밴드보다 높아 강우감쇠가 뚜렷해진다.
Ka-밴드: 제시된 대역 중 가장 높아 강우감쇠가 가장 심하다.

문제 3

최대 가청 주파수가 3[kHz]인 오디오 신호를 FM 변조할 경우, 주파수 편이가 5[kHz]일 때 일반화된 칼슨(Carson)의 법칙에 따른 전송 대역폭[kHz]은?

312

416

정답 및 해설

칼슨 법칙에 따른 전송 대역폭은 16 kHz이다.

칼슨 법칙: $B=2(\Delta f+f_m)$

대입: $B=2(5+3)\,\mathrm{kHz}$
결과: $B=16\,\mathrm{kHz}$

주파수 편이( $\Delta f$ )와 최대 변조 주파수( $f_m$ )를 더한 뒤 2배하는 것이 핵심이다.

문제 4

다음 전파 중 가장 짧은 길이의 안테나를 사용할 수 있는 것은?

1초단파

2단파

3중파

4장파

정답 및 해설

가장 짧은 안테나를 쓸 수 있는 전파는 초단파이다.

단파: 초단파보다 주파수가 낮아 파장이 길다.
중파: 단파보다 파장이 더 길다.
장파: 제시된 전파 중 파장이 가장 길어 안테나가 가장 길어진다.

문제 5

시스템에서 30[dBm]의 출력전력은 몇 와트[W]인가?

10.01

20.1

410

정답 및 해설

30 dBm의 출력전력은 1 W이다.

dBm은 1 mW를 기준으로 한 전력 데시벨이다.
$P=1\,\mathrm{mW}\times10^{30/10}=10^{3}\,\mathrm{mW}$

결과: $10^{3}\,\mathrm{mW}=1\,\mathrm{W}$

문제 6

116

232

364

4128

정답 및 해설

동일한 수신 전력을 얻으려면 송신 전력은 64 mW가 필요하다.

Friis 식에서 $P_r=P_tG_tG_r\left(\dfrac{\lambda}{4\pi d}\right)^2$ 이고 $\lambda=c/f$ 이므로 안테나 이득이 같으면 $P_r\propto\dfrac{P_t}{(fd)^2}$ 이다.

거리 2배, 주파수 2배이면 $(fd)^2$ 가 $2^2\times2^2=16$ 배가 된다.
따라서 $P_t=4\,\mathrm{mW}\times16=64\,\mathrm{mW}$

자유공간 경로손실은 거리의 제곱과 주파수의 제곱에 각각 비례한다는 점이 핵심이다.

문제 7

, 절반으로 감소

, 변화 없음

, 절반으로 감소

정답 및 해설

변조된 신호의 스펙트럼은 $\dfrac{1}{2}M(f-f_c)+\dfrac{1}{2}M(f+f_c)$ 이고, 전력은 절반으로 감소한다.

전력: $\overline{m^2(t)\cos^2(2\pi f_ct)}=\overline{m^2(t)}\cdot\dfrac{1}{2}$ 이므로 변조 후 평균전력은 메시지 전력의 1/2이다.

계수가 1/√2이고 전력이 절반으로 감소: 스펙트럼 계수가 틀렸다.
계수가 1/2이고 전력 변화 없음: 전력 변화가 틀렸다.
계수가 1/√2이고 전력 변화 없음: 스펙트럼 계수와 전력 변화가 모두 틀렸다.

문제 8

마이크로웨이브 전송 시스템에서 사용할 수 있는 페이딩 대처 기술로 옳지 않은 것은?

1암호화

2등화

3공간 다이버시티

4주파수 다이버시티

정답 및 해설

페이딩 대처 기술이 아닌 것은 암호화이다.

암호화는 정보의 보안(기밀성)을 위한 기술로, 전파 경로 변화로 생기는 수신 레벨 변동(페이딩)을 줄이지 못한다.

등화: 다중경로로 생긴 채널 왜곡과 심벌 간 간섭을 수신단에서 보상한다.
공간 다이버시티: 간격을 둔 여러 안테나로 수신해 동시에 깊은 페이딩을 겪을 확률을 낮춘다.
주파수 다이버시티: 서로 다른 주파수로 같은 신호를 보내 주파수별 페이딩 차이를 이용한다.

문제 9

GPS에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1위성은 정지궤도상에 있다.

2위도, 경도, 고도 등의 위치와 시간을 측정하는 데 사용된다.

3항법, 측량, 측지, 시각동기 등의 군용 및 민간용으로 사용되고 있다.

4수신기의 시간오차를 고려해 위치를 측정하기 위해서는 최소 4개의 위성신호가 필요하다.

정답 및 해설

GPS 위성이 정지궤도상에 있다는 설명이 옳지 않다.

위도·경도·고도 등의 위치와 시간 측정: GPS의 기본 기능으로 옳다.
항법·측량·측지·시각동기 등 군용·민간용 활용: 옳다.
최소 4개의 위성신호 필요: 3차원 위치(x, y, z)와 수신기 시계오차까지 미지수 4개를 풀어야 하므로 옳다.

문제 10

위성통신에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1정지궤도 위성은 적도상공에 떠 있으며, 3개의 위성으로 극지방을 제외한 지구 전체에 서비스할 수 있다.

2정지궤도 위성의 공전주기는 지구의 자전주기와 같아야 하기 때문에 고도 1,000~2,000[km]의 상공에서 운용된다.

3극궤도 위성은 남극과 북극의 상공을 통과하며, 정지궤도 위성보다 고도가 낮아 전파 지연이 작다.

4저궤도 위성 이동통신은 상시 통신을 위해 수십 개의 위성과 핸드오프가 필요하다.

정답 및 해설

정지궤도 위성이 고도 1,000~2,000 km에서 운용된다는 설명이 옳지 않다.

공전주기가 지구 자전주기와 같아지는 정지궤도의 고도는 적도 상공 약 36,000 km이다. 1,000~2,000 km는 저궤도(LEO)에 해당한다.

정지궤도 위성 3개로 극지방을 제외한 지구 전체 서비스: 옳다.
극궤도 위성은 남극·북극 상공을 지나며 정지궤도보다 낮아 전파 지연이 작음: 옳다.
저궤도 위성 이동통신은 위성이 빠르게 지나가므로 수십 개 위성과 핸드오프가 필요함: 옳다.

문제 11

지능화된 사물 간 통신과 인터넷을 기반으로 하는 사물인터넷을 지칭하는 용어는?

1UWB

2MIMO

3IoT

4OFDM

정답 및 해설

사물인터넷을 지칭하는 용어는 IoT(Internet of Things)이다.

IoT는 센서·기기 등 사물이 인터넷으로 연결되어 서로 정보를 주고받는 환경을 말한다.

UWB: 매우 넓은 대역을 쓰는 초광대역 근거리 무선 기술이다.
MIMO: 송수신에 여러 안테나를 쓰는 다중 입출력 기술이다.
OFDM: 다수의 직교 부반송파로 데이터를 나눠 보내는 다중 반송파 변조 방식이다.

문제 12

1450

2900

31,800

43,600

정답 및 해설

목표물까지의 거리는 900 m이다.

측정 시간은 왕복 시간이므로 2로 나눈다: $R=\dfrac{ct}{2}$

대입: $R=\dfrac{3\times10^8\times6\times10^{-6}}{2}\,\mathrm{m}$
결과: $R=900\,\mathrm{m}$

문제 13

급전선과 안테나 사이에 임피던스 정합이 되었을 때 나타나는 현상으로 옳지 않은 것은?

1정재파비가 무한대이다.

2반사되는 전력이 없다.

3최대로 전력이 전달된다.

4시스템의 신호대잡음비가 향상된다.

정답 및 해설

정합 시 정재파비가 무한대라는 설명이 옳지 않다. 정합되면 정재파비는 1이 된다.

반사되는 전력이 없음: 반사계수가 0이므로 옳다.
최대로 전력이 전달됨: 반사 손실이 없어 옳다.
신호대잡음비 향상: 안테나로 전달되는 신호 전력이 커지므로 옳다.

문제 14

전통적인 AM 방식인 DSB－TC에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1비동기 복조기 구성이 가능하다.

2다수의 사용자가 수신하는 방송시스템에 적합하다.

3반송파 신호를 추가적으로 보내기 때문에 복조기 구조가 간단해진다.

4같은 메시지 신호 전송 시 DSB－SC 방식보다 더 적은 전력이 소모된다.

정답 및 해설

DSB-TC가 DSB-SC보다 더 적은 전력을 소모한다는 설명이 옳지 않다.

DSB-TC는 정보가 없는 반송파 전력을 추가로 보내므로 같은 메시지를 보낼 때 DSB-SC보다 더 많은 전력이 든다(전력 효율이 낮다).

비동기 복조기 구성 가능: 포락선 검파로 복조할 수 있어 옳다.
다수 사용자가 수신하는 방송에 적합: 수신기가 간단하고 저렴해 옳다.
반송파를 함께 보내 복조기 구조가 간단해짐: 수신측에서 반송파를 재생할 필요가 없어 옳다.

문제 15

펄스변조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1PAM에서 유지회로(holding circuit)는 일정한 폭의 펄스를 생성한다.

2PPM은 표본화 순간의 메시지 신호에 따라 펄스의 위치를 변경한다.

3PWM은 음의 표본값을 갖는 메시지 신호에는 적용이 불가능하다.

4PAM은 표본화 순간의 메시지 신호에 따라 펄스의 높이를 변경한다.

정답 및 해설

PWM이 음의 표본값을 갖는 메시지 신호에 적용할 수 없다는 설명이 옳지 않다.

PAM의 유지회로가 일정한 폭의 펄스 생성: 표본값을 일정 시간 유지해 평탄 펄스를 만들므로 옳다.
PPM은 표본값에 따라 펄스 위치를 변경: 옳다.
PAM은 표본값에 따라 펄스 높이를 변경: 옳다.

문제 16

11/40, 320

21/40, 640

31/80, 320

41/80, 640

정답 및 해설

최대 표본화주기는 1/80 ms, 최소 데이터 전송속도는 640 kbps이다.

나이퀴스트 조건: $f_s\ge2f_{max}=2\times40\,\mathrm{kHz}=80\,\mathrm{kHz}$
최대 표본화주기: $T_s=\dfrac{1}{80\,\mathrm{kHz}}=\dfrac{1}{80}\,\mathrm{ms}$

최소 전송속도: $80\times10^3\times8=640\times10^3\,\mathrm{bps}=640\,\mathrm{kbps}$

문제 17

단일 반송파 변조와 비교되는 다중 반송파 변조의 특징으로 옳지 않은 것은?

1더 긴 심벌시간으로 동일한 전송률을 달성할 수 있다.

2PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 낮다.

3주파수 선택적 페이딩을 평탄(flat) 페이딩으로 근사화할 수 있다.

4다중 경로로 인한 심벌 간 간섭의 영향이 더 작다.

정답 및 해설

다중 반송파 변조의 PAPR이 낮다는 설명이 옳지 않다.

더 긴 심벌시간으로 동일 전송률 달성: 데이터를 여러 부반송파로 나누므로 옳다.
주파수 선택적 페이딩을 평탄 페이딩으로 근사: 각 부반송파 대역이 좁아 옳다.
다중 경로에 의한 심벌 간 간섭 영향이 작음: 심벌시간이 길어 옳다.

문제 18

반송파 주파수가 1[GHz]인 이동통신 단말기가 108[km/h]의 속도로 이동할 때 발생하는 최대 도플러 주파수[Hz]는? (단, 전파의 속도는 3×10⁸[m/s]이다)

130

236

372

4100

정답 및 해설

최대 도플러 주파수는 100 Hz이다.

공식: $f_d=\dfrac{v}{\lambda}=\dfrac{vf_c}{c}$

속도 환산: $108\,\mathrm{km/h}=30\,\mathrm{m/s}$
파장: $\lambda=\dfrac{3\times10^8}{1\times10^9}=0.3\,\mathrm{m}$

결과: $f_d=\dfrac{30}{0.3}=100\,\mathrm{Hz}$ (진행 방향이 전파 방향과 나란할 때 최대)

문제 19

다음 그림과 같은 위성통신 전송시스템에서 실효등방성방사전력(EIRP)[dBm]은?

136

244

346

454

정답 및 해설

실효등방성방사전력(EIRP)은 46 dBm이다.

입력신호 세기 0.1 W를 dBm으로 바꾸면 $10\log_{10}\dfrac{100\,\mathrm{mW}}{1\,\mathrm{mW}}=20\,\mathrm{dBm}$ 이고, 증폭도 100배는 $10\log_{10}100=20\,\mathrm{dB}$ 이다.

EIRP는 안테나에 공급되는 전력에 안테나 이득을 더한 값이다.
$\mathrm{EIRP}=20-2-2+20+10=46\,\mathrm{dBm}$

주파수 변환 손실 2 dB와 필터 삽입 손실 2 dB는 빼고, 증폭기 이득과 안테나 이득 10 dB는 더한다.

문제 20

1.5[GHz]의 마이크로파 신호가 자유공간에서 10[cm] 진행하였을 때 발생하는 위상변화[rad]는? (단, 전파의 속도는 3×10⁸[m/s]이다)

1π/4

2π/2

33π/4

4π

정답 및 해설

10 cm 진행했을 때의 위상변화는 π [rad]이다.

파장: $\lambda=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3\times10^8}{1.5\times10^9}=0.2\,\mathrm{m}$

위상변화: $\Delta\phi=\dfrac{2\pi d}{\lambda}=\dfrac{2\pi\times0.1}{0.2}=\pi\,\mathrm{rad}$

즉 진행거리 10 cm가 반파장에 해당하므로 위상이 π만큼 변한다.