[무선설비산업기사 필기] 17년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

콘덴서 입력형 평활회로는 용량 C가 클수록 방전 시간이 길어져 출력전압의 맥동률이 작아지지만, 다이오드는 더 짧은 시간 동안 콘덴서를 충전하므로 충전 펄스 전류가 커진다. 따라서 정류기 전류는 펄스 파형이며, 용량이 클수록 전류의 도통 시간은 짧아지고 순간 전류의 크기는 증가하므로 1번 설명이 틀리다.

부궤환 증폭기의 왜율은 부궤환 계수와 전압이득의 곱에 의해 감소하므로, 개선 후 왜율은 $D_f=\frac{D}{1+A\beta}$이다. 따라서 $0.02=\frac{0.10}{1+50\beta}$에서 $1+50\beta=5$, $\beta=\frac{4}{50}=0.08$이다. 그러므로 부궤환율은 0.08이다.

4입력 MUX에서 선택신호는 A,B=1,1 → 선택코드 3(I₃)을 의미한다. I₃에 연결된 입력값은 1010이므로 출력 Y는 이 값이 그대로 전달된다.

슈퍼헤테로다인 수신기에서 영상주파수(image frequency)는 국부발진기 주파수로부터 중간주파수만큼 떨어진 위치에 나타난다.
상측 헤테로다인 방식에서 국부발진기 주파수는
$f_{LO} = f_{RF} + f_{IF} = 1000 + 500 = 1500\text{ [kHz]}$
이고, 영상주파수는
$f_{image} = f_{LO} + f_{IF} = 1500 + 500 = 2000\text{ [kHz]}$
이다.
즉, 희망파 1,000[kHz]와 500[kHz] 떨어진 위치(1,500[kHz])에 국부발진기가 있을 때, 그로부터 다시 500[kHz] 떨어진 2,000[kHz]가 영상주파수가 되어 같은 중간주파수로 혼합되므로, 영상주파수 제거 필터로 이를 차단해야 한다.

AM송신기의 기본 구성부는 신호원 → 완충 증폭부 → 체배 증폭부 → 전력 증폭부 → 안테나로 이어지는 단계로 구성된다. 완충 증폭부는 발진기 출력을 안정화하고, 체배 증폭부는 주파수를 증배하며, 전력 증폭부는 최종적으로 신호를 증폭하여 안테나로 송신하는 핵심 구성요소다. 반면 중간주파 증폭부는 AM송신기가 아닌 AM수신기에서 수신된 신호를 중간주파(IF)로 변환하여 증폭하는 부분이므로, AM송신기의 기본 구성부가 아니다.

이득 대역적(Gain Bandwidth Product, GBW)은 증폭기의 증폭 성능을 결정하는 핵심 지표로, 이득(Gain)과 대역폭(Bandwidth)의 곱이 일정한 값으로 유지되는 특성을 나타낸다. 이는 얼마나 넓은 주파수 범위에 걸쳐 일정한 이득으로 신호를 증폭할 수 있는가를 의미하며, 예를 들어 GBW가 1 MHz인 증폭기는 이득이 10배이면 대역폭은 100 kHz, 이득이 100배이면 대역폭은 10 kHz로 제한된다. 보기 2는 다음 단(단계)과의 임피던스 정합을 의미하는 것으로 GBW와는 무관하고, 보기 3, 4는 발진기의 특성을 설명하는 것으로 증폭기의 개념과 혼동된 오답이다.

QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)는 직교(Quadrature) 반송파 2개를 사용하여 동시에 2비트씩 전송하는 방식으로, 4개의 서로 다른 위상 상태를 가진다. PSK의 진수는 전송 가능한 심볼 수로 결정되므로, 4개 심볼 = 4진 PSK에 해당한다. QPSK는 BPSK(2진, 2개 심볼)보다 2배의 대역폭 효율을 가지며, 이는 8진 PSK나 16진 PSK보다 낮은 차수에 해당한다.

레이다의 최소탐지거리는 송신펄스폭(pulse width)에 의해 결정되며, 공식은
$d_{min} = \frac{c \times \tau}{2}$
이다. 여기서 c는 전자파 속도(3×10⁸ m/s), τ는 펄스폭이다.
펄스가 왕복하는 거리의 절반이 송신기에서 목표물까지의 거리이므로 2로 나눈다. 주어진 값을 대입하면
$d_{min} = \frac{3 \times 10^8 \times 0.2 \times 10^{-6}}{2} = \frac{60}{2} = 30$[m]
이다.

위성 통신에서 전자 빔과 진행파 전계의 상호작용으로 마이크로파 전력을 증폭하는 장치는 진행파관(TWT, Traveling Wave Tube)이다.
TWT는 전자 빔이 느린파 구조(slow-wave structure)와 함께 진행하면서 RF 신호와 상호작용하여 에너지를 교환함으로써 신호를 증폭하며, 광대역 증폭 특성으로 위성 통신에 광범위하게 사용된다.
클라이스톤(Klystron): 공진 공동 구조로 좁은 대역폭의 고이득 증폭을 한다.
자전관(Magnetron): 발진기로 작동한다.
반사기: 증폭 기능이 없다.

우리나라 고정위성통신(FSS, Fixed Satellite Service)용 Ku밴드의 주파수 대역은 12~18[GHz]이다. Ku밴드는 국제적으로 위성통신의 주요 대역으로, 상향링크(업링크)는 약 14~14.5 GHz, 하향링크(다운링크)는 약 11.45~12.75 GHz 등으로 운영되며, 전체 할당 범위가 12~18 GHz에 포함된다. 8~12 GHz는 X밴드, 18~27 GHz는 Ka밴드, 27~40 GHz는 Q/V밴드에 해당한다.

SDMA는 공간 분할 다중 접근으로, 안테나의 빔 방향성을 이용해 같은 주파수 대역을 공간적으로 분리하여 사용하는 다중 접근 기술이지 회선을 할당하는 방식이 아니다.
위성 통신의 회선 할당 방식은 사전 할당(Pre-Assigned)과 요구 할당(Demand-Assigned)의 두 가지 원칙으로 분류되며, 다음은 모두 회선 할당 방식에 해당한다.
PAMA: 통신 채널을 미리 정해서 할당하는 방식이다.
DAMA: 필요할 때 요청해서 할당받는 방식이다.
RAMA: 임의로 접근하는 무작위 할당 방식이다.

셀룰러 시스템의 특징을 각 보기별로 검토하면, 1번 셀 단위 분할로 주파수 재사용이 가능해 많은 가입자 수용, 2번 저출력 기지국 사용으로 통화 비용 절감, 4번 셀 추가로 서비스 지역 확장 용이가 모두 장점에 해당한다. 반면 3번 핸드오프는 셀룰러 시스템에서 가입자가 이동하면서 기지국을 자주 바꿔야 하므로 횟수가 증가하는 특성이 있으므로, 이는 장점이 아니라 단점이다.

이동통신용 무선 송수신기의 운용관리 조건에서 스퓨리어스 방사는 최소화해야 하므로 3번이 틀렸다. 스퓨리어스(Spurious)파는 원하지 않는 불필요한 주파수 성분으로, 주변 주파수 대역에 간섭을 일으키기 때문에 방사량을 최소로 설정하여야 한다. 나머지 1, 2, 4번은 모두 운용관리의 기본 조건이다: 발사 주파수의 안정도는 높게 유지하고, 점유주파수 대역은 좁게 하며, 신호의 일그러짐과 내부 잡음은 적어야 한다.

SSB-SC(Single Side Band Suppressed Carrier) 전송방식은 아날로그 음성통신이나 단파 통신에서 주로 사용되는 변조방식으로, 대역폭을 절약하기 위해 한쪽 측파대만 전송하는 기술이지 영상방송 중계의 전송방식이 아니다.
영상방송용 송·수신 중계시스템에서 사용되는 전송방식을 판별하는 문제다. 나머지는 모두 영상방송 중계에 실제 사용된다.
마이크로웨이브 전송방식: 지상 중계국 간 영상신호 전송의 표준 방식이다.
SNG(Satellite News Gathering) 전송방식: 위성을 이용한 뉴스 취재 전송방식이다.
광케이블 전송방식: 광통신을 이용한 장거리 영상 전송방식이다.

부동충전방식은 정류기가 부하에 전력을 공급하면서 축전지에 자기방전을 보충할 정도의 전류를 계속 흘리는 방식이다. 축전지의 충방전 전기량이 적어 수명이 길어진다. 그 밖에 축전지 용량이 비교적 적어도 되고, 부하 변동에 따른 전압 변동에도 안정적이다.

인버터(inverter)는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 전력변환장치다. 보기 1번은 직류를 직류로 변환하는 것으로 컨버터(DC-DC converter)의 기능이고, 3번은 교류를 직류로 변환하는 것으로 정류기(rectifier)의 기능이며, 4번은 교류를 다른 주파수·크기의 교류로 변환하는 것으로 사이클로컨버터나 주파수변환기의 기능이다. 2번은 직류전압을 일정한 주파수의 교류전압으로 변환한다는 점에서 인버터의 정확한 정의에 해당한다.

전압 변동률은 $\varepsilon=\dfrac{V_0-V}{V}\times100$이다($V_0$: 무부하 전압, $V$: 부하 시 전압).
대입하면 $\varepsilon=\dfrac{120-110}{110}\times100\approx 9.09$이므로 약 9.1[%]이다.

접지안테나의 실효 저항을 측정하는 표준 방법은 치환법, 저항삽입법, Q미터법 세 가지다. 치환법은 기준 저항을 안테나와 교체하며 측정하고, 저항삽입법은 안테나 회로에 알려진 저항을 삽입한 후 공명점 변화로 계산하며, Q미터법은 Q값 측정기로 직접 측정한다. 실효리액턴스법은 리액턴스(허수 성분) 측정 방법이므로 실효 저항 측정 방법이 아니다.

2신호법에서 근접 방해파가 수신기에 입력될 때 수신기의 비직선(비선형) 소자가 과부하되어 원하는 신호의 증폭 이득이 감소하는 현상을 감도 억압 효과(sensitivity suppression)라 한다.
이는 강한 방해파의 에너지가 증폭기의 이득을 자동으로 감소시켜(AGC 동작 강화 등) 같은 강도의 희망신호 출력이 감소하는 메커니즘으로, 희망신호 자체의 전력이 억압되는 직접적인 효과를 특징으로 한다.
혼변조 특성: 혼합기에서 두 신호의 비선형 혼합으로, 감도 억압 효과와는 다르다.
상호 변조 특성: 3차 이상의 고차 비선형 성분으로, 감도 억압 효과와는 다르다.
인입현상: 약한 신호에 강한 신호가 섞여 신호가 숨어버리는 다른 메커니즘이므로 구분된다.

고니오미터(Goniometer)는 전파의 도래각(Direction of Arrival, DoA)을 측정하는 기기다. 이는 수신된 전파 신호가 어느 방향에서 오는지를 결정하기 위해 안테나 배열을 이용하여 신호의 입사각을 측정한다. 선박·항공기의 무선 위치결정, 전파감시, 통신 시스템의 빔포밍 등에서 광범위하게 사용되는 방향탐지 장비다.

전계강도 60[dB]은 1[㎶/m]를 기준(0[dB])으로 한 값이므로 $E=10^{60/20}=1000$[㎶/m]이다. 유기 기전력은 $V=E\cdot h_e$로 구한다.
대입하면 $V=1000\times2=$2,000[㎶]이다.

정류효율은 입력교류전력에 대한 출력직류전력의 비로 정의되며, 정류 장치가 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 효율성을 나타내는 파라미터다. 맥동률은 출력 직류 전압의 변동 정도를 나타내고, 한계변환율은 정류소자의 전압 강하로 인한 손실을 반영하는 이론적 파라미터이며, 최대역전압은 정류소자가 견딜 수 있는 최대 역방향 전압이므로 모두 다른 의미의 파라미터다.

코올라우시 브리지(Kohlrausch bridge)는 전해액의 저항을 정밀하게 측정하는 교류 브리지 회로로, 직류 전원 대신 교류 전원을 사용하는 이유는 전극 표면에서 발생하는 분극작용(polarization)을 방지하기 위함이다.
직류를 통전하면 양극과 음극에서 이온이 축적되어 전극 표면에 쌍극층(double layer)이 형성되는데, 이는 시간에 따라 변하는 전극 전위 편이(drift)를 일으켜 측정값의 오차를 크게 증가시킨다.
교류 전원을 사용하면 전류의 방향이 주기적으로 바뀌므로 이온 축적이 억제되고, 일정한 측정 조건을 유지할 수 있어 정확한 저항 측정이 가능하다.

정전계·유도 전자계·복사 전자계가 같아지는 경계거리는 파장과 관련하여 약 λ/(2π)로 본다. 파장은 $\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8}{150\times10^3}=2000\ \mathrm{m}$이므로, 경계거리는 $\frac{2000}{2\pi}\approx318\ \mathrm{m}$이다. 따라서 약 320 m이다.

직접파·지표파·회절파는 지표면이나 장애물 등 지상 전파통로를 통해 전달되는 전파인 반면, 전리층파는 전리층에서 반사·굴절되어 전달되는 공중파이므로 유형이 다르다.

지표파는 지면을 따라 전파되므로 지표의 전기전도도가 높을수록 감쇠가 작다. 해수는 염분으로 인해 전기전도도가 가장 높아 장파·중파대 지표파의 감쇠가 가장 적으며, 사막·건지는 전도도가 낮아 감쇠가 크다.

라디오 덕트는 대기의 굴절률이 높이와 함께 급격히 변해 전파가 특정 층에 갇혀 전파되는 현상으로, 발생 원인에 따라 전선(복사 냉각), 이류, 침강 등에 의한 덕트로 구분한다. 주간 냉각은 일반적인 라디오 덕트의 발생원인 분류에 해당하지 않는다.

근거리 에코는 송신소 부근에서 발생하는 산란파에 의한 에코로, 주전파가 지표파일 때 주로 나타난다. 역회전 에코는 전파의 이상 굴절, 장시간 지역 에코는 지속적인 전파 경로 이상, 지자극 에코는 지자기 현상과 관련된 에코이다.

허가받지 않은 무선국에서 발사한 전파의 탐지는 전파감시 업무가 아니라 불법 무선국의 단속·조사에 해당한다. 전파감시 업무에는 무선국 전파의 품질 측정, 무선기기의 적합성평가를 위한 시험·측정, 무선국의 통신방법 준수 여부 확인 등이 포함된다.

감리업자 대표자는 기성부분검사원 또는 준공계를 접수하면 30일 안이 아니라 3일 이내에 소속 감리원 중 적정한 자를 검사자로 임명하고, 그 사실을 통보하여야 한다. 따라서 검사자 임명 기한을 30일로 규정한 3번이 틀리다. 예비준공검사는 준공 예정 2개월 전에 시행할 수 있으며, 감리사가 확인한 정산설계도서 등에 따라 준공검사에 준하여 실시한다.