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[1]전파란 무엇인가?

우리에겐 늘 주변에 있어서 그 존재의 중요함에도 불구하고, 고마움을 모르고 살아가는 것이 많습니다. 물, 공기, 태양, 전기도 그런 경우지만 전파도 마찬가지입니다. 전파는 우리 눈에 보이지도 않고, 냄새도 없지만 그 존재를 인정할 수 밖에 없으며, 만약 전파가 없다면 우리 생활에 막대한 불편함을 초래할 것입니다. 그렇다면 전파란 도대체 어떤 것일까요?

※ 사전적 의미의 전파
우리나라의 전파법 제 2조에 보면, "전파란 인공적 매개물이 없이 공간에 전파하는 3,000GHz 보다 낮은 주파수의 전자파" 라고 정의되어 있습니다.

※ 넓은 의미의 전파
"무선통신에 사용되는 무선 주파수를 포함하여 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 우주선 등을 총칭하는 것"이라고 할 수 있습니다

<전파의 존재를 최초로 예언한 맥스웰>

오늘날 이동통신, 방송 등에서 활발하게 이용하고 있는 전파, 이 전파의 존재를 최초로 예언한 사람은 영국의 맥스웰입니다. 맥스웰은 패러데이의 법칙에 변위전류를 추가하여, 전계가 시간적으로 변하면 자계가 생기고, 자계는 또 전계를 발생시켜 파동(전파)이 발생한다고 1871년에 발표했습니다. 이렇게 발생되는 전파는 이미 태고부터 존재하고 있었지만, 우리 인간이 인지하지 못하고 있었을 뿐입니다. 하지만, 맥스웰도 오늘날 전파가 이렇게 넓은 범위에 활용되어 우리 인간에게 엄청난 도움을 주리라고는 미쳐 생각치 못했을 것입니다.

<사바르/헨리/에디슨과 전파>

1) 사바르 (1824년)
전기 실험을 위해 고안된 콘덴서의 원형인 "라이든(Leyden)병"에 저장된 전기를 방전할 때 불꽃이 점멸하며 진동하고 있는 것처럼 보인다고 말만 했습니다.

2) 헨리 (1842년)
"라이든 병"으로부터 30미터나 떨어진 곳에서도 쇠조각이 자화하는 사실을 발견하고 놀랬을 뿐 그것이 전파인 줄은 몰랐습니다.

3) 에디슨 (1875년)
모르스의 키를 두드릴 때에 가까이 있는 금속에서 불꽃이 튀는 것을 볼 수 있었다고 하였으나, 역시 그것이 전파인 줄은 에디슨도 알지 못했습니다.

<전파를 확인한 훌륭한 헤르쯔>

1) 퓨우즈 (1879년)
퓨우즈는 전기 불꽃의 작용이 전파일 것이라고 판단하고, 전기 불꽃의 신호를 수신하는 장치를 만들어 실험해 보였습니다. 그러나, 전파가 아닌 것 같다는 일부 학자들과의 다툼으로 헤르츠보다 9년 빨리 전파를 발견할 수 있었음에도 불구하고 전파에 대한 연구를 단념해 버립니다. 물론 전기 퓨우즈는 그로부터 발명된 것입니다.

2) 헤르츠 (1888년)
그는 전파를 포착하는 기구를 만들어 전파확인 실험에 착수하였고, 1888년에 전파의 존재확인에 성공합니다. 하지만, 전파의 존재를 최초로 확인 했을 뿐 헤르츠는 전파를 이용한 통신의 실용화까지는 생각하지 못했습니다.

3) 마르코니 (1895년)
그 후 1895년에 마르코니는 무선통신 실험에 성공했습니다. 우리가 자주 보고 듣는 방송국의 주파수 단위인 Hz는 바로 헤르츠의 이름을 딴 것입니다.

[2]전파의 발견

1. 전파의 복사모양

전파는 처음에 누가 어떻게 발견하였을까요?
전파의 존재를 최초로 예언한 사람은 영국의 맥스웰로서, 그는 전류에서 발생하는 전계는 시간적으로 변하면서 자계를 낳고 그것은 또 전계를 낳아 그 변화가 차례차례로 전해가서 파도와 같은 파동이 발생한다는 "맥스웰 방정식"이론을 발표하였고, 1871년 이 파동이 바로 전파라고 발표하였습니다.

2. 헤르츠 전파기초 실험

1888년 독일의 물리학자 헤르츠는 맥스웰의 학설을 기초로 하여 드디어 전파를 포착하는 실험에 성공함으로써 전파를 최초로 발견하였습니다. 헤르츠의 기초실험은 그림과 같이 전선 모양으로 배열한 두줄을 한쪽은 라이든병 (전기실험을 위해 고안된 전기를 저장하는 일종의 콘덴서)의 안쪽에다 접속하고 다른 하나는 바깥쪽에 접속해서 끝부분 AB 사이를 접근시켜 방전하게 하는 방식이었습니다. 이 전자기파 발생장치의 도선의 길이는 2~3미터이고 발생한 전자기파는 발생장치로부터 10미터 이상 떨어진 위치에 있는 루프 CD사이에서 검출되었습니다.

3. 헤르츠의 전파 송수신 장치

이후 헤르츠는 전자기파를 검출하기 위해 그림과 같이 전자 송수신장치를 만들어 전자기파의 속도가 초당 30만 킬로미터로 빛의 속도와 같다는 맥스웰의 예언을 확인하였고 이로인해 우리의 일상생활에 전파가 활용되기 시작하여 현재의 이동통신을 실용화 하는 중요한 수단이 된 것입니다.

4. 전파의 발생원리

전파는 전기에 의해 발생하는 것이기 때문에 우선 전류의 흐름원리를 이해하는 것이 중요합니다.
교류 전원에 전선을 연결하면 전원에서는 항상 전기적인 힘을 발생시키며 그 힘이 전선을 따라가며 전류를 흐르게 합니다. 이것을 전도전류라 하고 전도전류 주위에는 전계와 자계가 생기게 됩니다. 전계는 전선에 있는 양전자에서 음전자로 향하는 힘으로 전선 주위에서 사방으로 퍼지며 자계(전자들이 이동하면서 생기는 주위의 전기적인 힘)은 전계가 있는 곳에서 항상 전계와 직각을 이루면서 존재합니다.
전선을 따라 흐르는 전류는 전선이 끊어진 부분에서 전기적 힘이 어디론가 사라지게 되는데 이 때 없어지는 힘은 공간상으로 퍼지게되며 이것이 바로 전파가 되는 것입니다.

[3]주파수란 무엇인가?

주파수는 전파가 움직이는 보이지 않는 길이며, 전파의 특성을 통신, 의학에 이용하기 위해 파장 또는 진동수를 기준으로 정한 이용자의 약속입니다.
단위는 "Hz"를 사용하며 1Hz는 1초 동안 1번 진동한 것을 말합니다.

예) 이동전화 800MHz = 1초에 8억번 진동
무선호출 320Mhz = 1초에 3억2천번 진동

<주파수 대역과 대역폭>

GBS가 50~60MHz를 이용해 방송을 한다고 가정할 때, 주파수 대역(Band)은 50~60MHz 이며 주파수 대역폭 (Bandwidth / 두 주파수 간의 간격)은 10MHz입니다.

<주파수와 안테나의 관계>

1) 안테나의 역할
수신 안테나 : 공간을 진행하고 있는 전파를 감지해 효율적으로 흡수하는 기능
송신 안테나 : 장비(기지국)에서 발생시킨 전력을 전파로 변환 공간에 효율적으로 복사하는 기능

2)주파수와 안테나의 관계
파장 (λ) = 전파의 속도 (C) ÷ 주파수 (f)
즉, ( = C/f (주파수가 높을수록 안테나의 짧아진다.)
그러므로, 반파장 안테나를 사용하여, 800 MHz 이동전화의 안테나 길이를 구하면

<주파수 대역별 이용분야>
가청 주파수 ⇒ 수 [Hz] ~ 20,000 [Hz]
음성 주파수 ⇒ 300 [Hz] ~ 3,400 [Hz]
　
[4]주파수란?

1. 주파수와 파장이란?

주파수는 1초 동안에 진동한 횟수, 즉 초당 진동수입니다.
주파수의 단위는 "Hz" 헤르츠이며 기호로는 'f'를 사용합니다. 만약 1초 동안 2회 진동하면 2Hz, 1000회를 진동하면 1000Hz(1KHz)가 됩니다.

파장이란 전파가 한번 진동할 때 진행하는 거리를 말하며 기호로는 'λ' 로 씁니다.

2. 전파의 진행속도

자유공간내에서 전자파의 전파속도는 빛의 속도와 같기 때문에 주파수와 파장을 곱하는 전파 속도는 다음과 같은 식이 성립합니다.

즉, 전파의 파장은 주파수에 반비례하기 때문에 주파수가 높은 전파는 파장이 짧고, 주파수가 낮은 전파는 파장이 깁니다.

3. 주파수에 의한 전파분류

전파는 그 파장에 따라 장파, 중파, 단파 등으로 나눌 수 있으며, 이렇게 분리된 전파는 각각 여러가지 특성을 지니게 되는데, 각 주파수 성질의 크기순으로 배열한 것을 주파수 스펙트럼이라고 합니다. 주파수 스펙트럼은 몇가지 대역으로 나눌 수 있으며, 주파수 대역에 따라 그 활용방법 및 사용용도는 매우 다릅니다.

우리의 음성은 주로 전파의 종류 중 초장파(VLF)에 속하며, 장파(LF)는 선박, 항공기의 통신으로 이용됩니다. 중(MF), 단파(HF)는 주로 AM/FM 등의 라디오 방송으로 활용되며 초단파(VHF)와 마이크로파는 TV 방송, 이동전화, M/W 위성통신, 우주통신 등에 사용되는데, 마이크로파중에서도 30GHz가 넘는 밀리미터파와 테시미터파는 차세대 통신분야에 활용될 수 있는 무한한 개발가능 자원을 포함하고 있습니다.

[5]전파의 발생

전파가 발생하는 것을 알아보기 전에 우리는 먼저, 파동과 관련된 다음의 용어를 이해하는 것이 필수적입니다.

- 파장 : 마루에서 마루까지의 거리 또는 골에서 골까지의 거리

- 마루 : 파동이 진행하면서 그 위치가 변할 때 가장 높은 곳

골 : 변화하는 위치가 가장 낮은 곳

진폭 : 마루의 높이나 골의 깊이

주기 : 한번의 진동에 소요되는 시간 즉, 마루에서 마루 또는 골에서 골까지 이르는데 소요되는 시간

<전파의 발생 및 전파(Propagation)>

① 도선에 전류가 흐르면, 자계가 발생 합니다.
② 자계가 발생하면, 자계를 중심으로 전계가 형성됩니다.
③ 형성된 전계는 시간에 따라 변하기 때문에, 전계를 중심으로 다시 자계가 형성됩니다.
④ 이 자계에 의해 다시 전계가 발생하고, 전계에 의해 자계가 다시 발생합니다.

위와 같은 반복되는 과정을 거쳐서 전자파는 공간으로 직진, 반사, 회절 등을 하면서 멀리 멀리 전파(Propagation)되어 나가게 되는 겁니다. 1초에 30만 Km의 빛의 속도로 말입니다. 우리가 사용하고 있는 휴대폰도 이 전파를 받아 통화를 하는 것이고, 라디오, TV도 같은 개념입니다.

[6]전파와 주파수(1)

인공적인 유도없이 공간을 전파하는 3KHz에서 3,000GHz 사이의 주파수를 지니는 전자파를 말한다. 또 주파수는 전파가 공간을 진행할 때 생기는 파동이 1초 동안에 진동하는 횟수, 즉 신호의 주기가 1초 동안에 몇번 반복되었는가를 의미한다.
즉 파동이 1초 동안에 1회 진동하는 경우 이를 1Hz라 하고 1천번 진동하면 1KHz, 1백만 진동하면 이를 1MHz, 10억번 진동하면 이를 1GHz라 한다.

또 파장은 신호 주기의 길이, 즉 신호가 전파되고 있는 동안 주기의 시작점에서 끝점까지의 길이를 나타내며 단위는 거리 단위인 미터(m)를 사용한다. 따라서 주파수와 파장은 반비례하며 주파수 값이 큰 신호는 파장이 매우 짧은 신호가 된다.
전파의 구분은 3KHz(1백km의 파장)전파의 구분은 3KHz(1백km의 파장)를 기점으로하여 주파수 값의 10배마다 구분하고 각 구분 사이의 주파수 범위를 주파수대라고 한다. 주파수대는 3KHz ~ 30KHz인 초장파를 시작으로 장파, 중파, 단파, 초단파, 극초단파, 마이크로파, 밀리파, 준밀리파 등으로 구분한다.

또 주파수 대역은 전파를 이용하여 통신 및 방송 등의 서비스를 제공할 때 그 서비스에 할당된 주파수 범위를 말한다. 국내의 경우 디지털 이동전화의 주파수대는 800MHz이다.

이와같은 전파는 무선통신에 있어 없어서는 안될 중요한 매개체라 할 수 있다. 또 전파를 이용하는 무선통신은 하나의 공간을 공동으로 이용하므로 동일한 주파수의 전파를 동시에 동일 장소에서 사용할 수 없다.
즉 어떤 사람이 일정 주파수의 전파를 발사하는 중에 다른 사람이 동일 전파를 발사하면 혼신으로 인해 통신이 되지 않는다. 따라서 전파는 일정한 규칙에 의해 질서를 유지하면서 이용해야 하는 제약이 따르고 이로인해 전파는 무한한 것이 아니라 유한한 자원이다.
이같은 유한한 자원을 효율적으로 이용하기 위해 각국은 무선통신 사업자에게 일정 기준에 의해 주파수를 할당, 사용토록 하고 있다. 미국의 경우는 경매 방식에 의해 일부 무선분야의 주파수를 할당하고 있다.

또한 전파의 전달에는 국경이 없으므로 인접 국가와의 혼신의 문제가 발생한다. 이를 방지하기 위해 국가간에 정해진 규칙에 의해 전파를 관리 및 활용하고 있는데 국제적으로 전파를 관리하는 기관이 국제연합의 전문기관인 국제전기통신연합(ITU)이다.
ITU는 무선주파수와 위성궤도에 관한 국제적 관리업무를 비롯하여 전기통신, 전파통신 및 방송분야 기술의 국제 표준화, 통신서비스의 기준, 요금원칙 등을 설정하는 업무외에 개발도상국에 대한 기술협력 사업 등을 전개하고 있다.
현재 회원국은 1백80여개국에 이르고 우리나라는 지난 1952년에 가입했다. ITU는 국제전기통신연합 헌장, 국제전기통신연합 협약을 근간으로 국제전기통신규칙, 전파규칙 등을 마련하여 전파를 관리하고 있다. 국제적으로 원할한 통신을 위해 ITU 전파 규칙내에는 지역별 업무별로 사용 주파수대를 나타낸 주파수 분배표가 작성돼 있으며 이를 바탕으로 각국은 전파를 각 서비스에 활용하고 있다.
또 국내의 경우는 정보통신부를 주관청으로하여 전파법에 근거한 전파법 시행령, 전파법 시행규칙, 무선설비규칙, 무선기기형식검정 및 기술 기준확인증명에 관한 규칙, 전자파 장해 검정규칙 등을 기준으로 전파관리를 하고 있다.

전파는 통신에만 이용되는 것이 아니고 공중파 방송에 있어서도 반드시 필요한 것이어서 국내에서 공중파 TV 방송이나 AM 또는 FM 방송을 허가할 경우에도 정보통신부가 주파수 이용상황 등을 검토하여 허가하도록 되어 있다.

[7]전파와 주파수(2)

. 비행기도 떨어뜨리는 전자파 장애

전파가 전기의 일종이다보니 전기를 사용하는 모든 기기에서는 전파가 발생하게 된다. 이것이 상호 간섭을 일으켜 잡음을 만들기도 하고, 심하면 장애가 오기도 하며, 기기의 오동작(잘못 작동하는 것) 등 무서운 결과를 초래할 수도 있다.
최근 국내에서도 병원 근처에서 휴대폰의 사용을 제한하는 병원이 늘고 있다고 한다. 자기공명장치 등 정밀 전자 장비가 전자파 장애에 의해 잘못 작동되는 경우가 발생하기 때문이다. 대부분의 항공기에서는 휴대폰과 노트북의 사용을 금지하고 있다. 몇 가지 항공기 사고가 전자파 장애 때문이라고 의심되는 부분이 있기 때문이다. 또 컴퓨터로 완벽하게 동작하는 로봇이 옆을 지나가고 있던 사람을 때린 사고가 발생하였는데, 이도 전자파 장애에 의해 컴퓨터가 오동작한 것으로 추측되고 있다. 무시할 수 없이 많은 전자파 장애가 발생하고 있는 것이다.
필자가 근무하는 회사는 무전기를 생산하고 시험하는 관계로 전자파가 많은데 전화기들이 오동작하는 경우가 종종 발생하고 있다. 한 예로 유선전화기를 사용하여 통화하고 있을 때 출력 2Watt의 무전기 안테나를 전화기 본체에 대고 PTT를 눌러 송신 주파수를 날리면 전화가 뚝 끊기는 현상이 일어나거나 통화상에 심한 잡음이 발생한다.

2. 전자레인지(전자파 장애의 부산물)

전자파의 '장애'에 의해 탄생한 문명의 이기가 전자레인지다. 영어로 Micro Wave Oven이라고 불리는데, 이는 마이크로파(1-100GHz)로 레이더를 연구하던 한 기술자가 먹으려고 주머니에 넣어 두었던 초콜릿이 완전히 녹아버린 것을 보고, 마이크로파가 물체의 분자를 흔들어 열을 발생시킨다는 원리를 발견하게 된 것이다. 열이란 곧 불질의 분자운동 에너지다. 전자레인지는 마이크로파를 쏘아 음식물의 분자를 흔들어 주어서 내부로부터 골고루 열이 발생하게 만든 것이다.
전자레인지는 2450MHz대 주파수를 사용하고, 출력은 가정용이 400-600W, 영업용이 1-3kW정도다. 음식물에 고주파를 방사하면 식품의 분자가 일종의 회전운동을 하며 열을 발생해 식품이 조리된다. 음식의 분자가 열을 발생하기 이전에 수분부터 가열돼 증발하기 때문에 전자레인지에 음식을 하면 좀 뻑뻑해지는 것이 사실이다. 고구마를 찜통에서 가열하면 겉부터 익으면서 수분차단벽 역할을 해서 고구마 속은 촉촉하면서도 맛이 있지만, 전자레인지에 고구마를 넣고 익히면 속이 무척 뻣뻣해져서 맛은 나지 않는다. 그래서 전자레인지는 또한 좋은 탈수기도 된다. 전자레인지에 젖은 옷을 넣고 좀 가열시킨 다음 꺼내보면 삶은 옷처럼 수분이 많이 증발한다. 털어서 다시 넣고를 10회 정도 반복하면 급할 때 유용하게 사용할 수 있다. 또한 눅눅해진 팝콘, 땅콩, 강냉이 등을 전자레인지에 넣고 해동에 맞추어 놓으면 갓구워낸 것처럼 바삭바삭해진다.

3. 무선의 관리제도

무선은 눈에 보이지 않으므로 주파수나 출력, 점유대역폭, 스퓨리어스 방사, 전자파 장애 등 관리하지 않으면 타인에게 피해를 주는 부분을 규제 관리하기 위한 제도를 두고 있다. 그 제도에는 무선국 검사, 무선기기 형식검정, 기술기준 확인증명, 전자파 장해검정, 무선국 감시가 있다.
무선국 검사는 타인에게 영향을 주는 불필요한 전파발사 여부와 무선국 운용규정 준수여부 등을 점검하는 것으로서 준공검사, 정기검사, 임시검사 등이 있다. 무선기기 형식검정이란 항공, 해상기기 등 인명안전에 관련된 기기의 안전성을 인증하고, 무선기기의 성능과 형식을 승인하는 것으로서 형식검정에 합격된 제품은 판매가 자유로워진다. 이 형식검정은 전기제품에도 적용된다. 기술기준 확인증명이란 셀룰라폰, TRS단말기, 간이 무전기 등 일반인들이 사용하는 무선통신기기가 다른 주파수의 통신에 나쁜 영향을 주는 전파를 발사하지는 않는지 모든 제품 하나하나를 점검하는 것이다. 증명을 필한 기기는 가허가와 준공검사없이 신속히 허가가 난다. 전자파 장해검정은 무선기기 이외의 기기로부터 발생하는 쓸데없는 전파가 다른 무선통신을 방해하지 않도록 규제치내의 방사가 이루어지도록 규제하는 것이다. PC, 모니터, 프린터, 모뎀 따위 컴퓨터 관련기기 등이 대상이다.

4. 제한없이 사용할 수 있는 미약전파

놀이동산을 가든 부페를 가든 2살이하의 유아는 입장료를 받지 않는다. 이처럼 전파도 미약하여 다른 통신이나 전파사용에 지장을 주지않는 낮은 출력의 주파수는 제한없이 사용할 수 있다. 전파법에는 발사하는 전파가 매우 미약한 무선국은 정보통신부 장관의 허가나 신고없이 사용할 수 있도록 규정되어 있다. 미약무선국은 혼신으로부터의 보호가 없고 현행의 허용치로는 통신거리도 한정되어 있지만 최근 사회전반에 걸쳐 그 수요가 증대되고 있다.
미약무선국의 기준은 1992년 6월부터 발사되는 전파의 전계강도의 측정거리가 100m에서 3m로 개정되었다. 전계강도는 3m의 위치에서 322MHz미만은 500Mv/m이하, 322MHz이상 10GHz 미만은 35mV/m이하로 바뀌었다. 이런 미약전파를 활용하여 많은 무선통신관련 응용기기를 허가절차나 규제없이 사용할 수 있다. 하지만 통달거리가 짧으므로 지나친 기대는 하지 않는 것이 좋다.
미약전파를 활용하여 사무실 또는 가정내의 신호용 케이블류들을 제거하는 응용기기가 많이 고안되고 있다. 요즘 식당에 가면 소리쳐 부르지 않아도 테이블 위에 있는 버튼을 누르면 무선으로 카운터와 연결되어 벨이 울리는 장치도 있고, 아예 초인종을 무선으로 만든 제품도 있다. 선을 제거하고 싶다는 인간의 욕망은 끝이 없어서 앞으로도 많은 제품이 나올 것같다.
전파법 시행령 제 56의 2에서 규정하는 '무선국 허가없이 개선가능한 설비'로는 앞에 설명한 미약전파를 사용하는 기기, 무선 원격조정 모형비행기나 완구 등과 같이 500m에서 전계강도가 200Mv 이하인 무선설비, 형식승인 합격한 무선전화기와 생활무전기 및 100Mv 이하의 구내 무선호출기, 무선 마이크, 무선 LAN, 수신전용 무선기기 등이 있다.

5. 잠수함은 어떻게 통신을 할까?(수중통신)

물속을 돌아 다니는 잠수함과 관련된 기술은 비행기의 그것과 큰 차이를 보이고 있는데, 이는 물속이라는 특수 상황 때문이다. 비행기가 마이크로파를 이용한 레이다를 사용해 주변의 사물을 인식한다는 것은 누구나 알고 있다. 그렇다면 잠수함은 레이다와 같은 기능을 어떻게 수행하는 것인가?
물은 일반적으로 전파를 통과시키지 않기 때문에, 물속을 운행하고 있을 때는 전파를 전혀 사용할 수가 없다. 그래서 잠수함의 레이다는 음파를 사용한다. 영화를 보면 잠수함이 지나가는 장면이 나오면 항상 나오는 소리가 있다. "띠-띠"하는 이 소리는 소나라는 음파 레이다에서 나온다. 음파를 발사해 그 음파가 되돌아오는 방향과 시간을 측정하여 주변의 물체를 인식하는 것이다.
그러나 음파로는 무선통신이 안된다. 할 수 없이 수면 가까이 올라가 안테나를 부이에 매달고 줄을 달아 물위로 올려서 무선통신을 한다. 진 해크만과 던젤 워싱턴이 주연한 '크림슨 타이드'란 영화를 보면 이 안테나 선이 끊어져 핵발사 명령에 관한 무선 암호통신을 받지 못하는 장면이 나온다. 이 안테나가 끊어지면 완전히 물위에 솟아 올라 잠수함의 첨탑에 달린 안테나로 통신을 해야 한다. 이처럼 물속에서는 무선통신을 하지 못하기 때문에 방수 무전기도 없다.
그러나 최근에는 극저주파를 사용해서 물속에서도 통신을 한다고 한다.

6. 누구나 라디오 방송국을 만들 수 있다(해적 방송국)

라디오 방송국하면 웬지 거대한 기기들이 가득차고 많은 사람이 근무하는 그런 곳으로 생각하기 쉽다. 필자가 미국에서 슈퍼마켓에 갔더니 마이클 잭슨이 애틀란타에 와서 공연을 하는데 콜라 12개들이 한 상자를 사고 응모권을 써서 보내면 애틀랜타 최고의 청취율을 갖고 있는 라디오 방송국과 코카콜라가 협찬하여 추첨에 의해 마이클 잭슨 공연 티켓을 준다고 해서 나도 1장을 공모하였다. 2주일 후 일요일 아침에 잠을 자고 있는데 전화가 왔다. 티켓 2장에 당첨이 되었다는 것이다. 너무도 기뻐서 알려주는 주소로 '애틀랜타에서 가장 유명한 라디오 방송국'을 찾아 나섰는데, 2시간이 되도록 찾을 수가 없었다. 한국에서의 생각으로 KBS, MBC 이렇게 쓴 큰 건물과 옥상을 뒤덮고 있는 안테나 타워를 찾고 있었으니 찾을 수가 없었던 것이다. 힘겹게 찾아간 그 애틀랜타에서 제일 유명한 라디오 방송국은 작은 5층 건물의 4, 5층을 사용하고 있었고, 직원수는 30-40명 정도 되는 것 같았다. 결국 중요한 수업이 있어서 마이클 잭슨 공연은 보지 못하였지만 그 티켓을 팔아 10만원 정도 수입이 생겼던 것은 즐거운 기억인데, 어째서 그렇게 거대하게 생각되던 라디오 방송국이 그렇게 작을 수 있었을까?
답은 '말을 안하면 된다'는 것이다. 그때 애틀란타의 라디오 방송국들은 말 안하기 경쟁을 하고 있었다. "우리 방송국은 2시간 동안 말 한 마디 안하고 음악만 틀어드립니다. 광고는 한데 몰아서 1분도 안 됩니다"하고 광고하던 바로 그 방송국이었던 것이다. 말을 안하면 DJ가 할 일이 없어지고, 유명인이나 달변이 아니어도 상관없고 방송작가가 필요없다. 뉴스를 안하니 기자가 필요없고 아나운서도 필요없다. 이런 식으로 돈 들어갈 일이 없으니까 광고를 덜해도 되고, 광고를 안하니까 음악을 들으려는 사람들이 그 방송만 듣는다. 아침에 일기예보는 TV를 보고 전해주는 정도이니 참 기발한 발상이다.
만약 내가 사용하고 있는 무전기의 주파수가 FM 방송의 한 채널이라면, 내가 무전기에 200Watt 증폭기를 달고 우리 아파트 옥상에 안테나를 달고 말을 하고, 우리집 오디오에 김건모의 '스피드' CD를 걸어 틀면 하나의 완벽한 라디오 방송국이 되는 것이다. 그래서 무전기를 설치하기 위한 허가신청서류 양식 하단에 보면 방송국의 경우 적는 난도 같이 있다. 결국 라디오 방송국 하나 개국하는 거나 무전기 하나 개국하는 것이나 똑같은 것이다.

경기도에 연구소를 가지고 있는 S그룹 연구단지 기숙사에서 실제로 있었던 일이다. 어떤 전자관련 연구를 하던 연구원이 청계천에 가서 재료를 구입해다 무전기를 만들었는데, 허가가 안나는 FM 주파수를 썼으므로 물론 불법이었다. KBS와 MBC FM 방송 주파수 사이를 겨냥해서 주파수를 정하고, 책상에 마이크 하나 놓고 불법 사설 방송국을 연 것이다. 밤 10시만 되면 무전기를 켜고 "여기는 ○○ 사설 방송국입니다. 오늘의 음악은…"하면서 카세트에다 자기가 좋아하는 음악을 틀고 사이사이 멘트는 그냥 생각나는대로 주절거리기 시작하였다. "오늘 점심시간에 동료들과 상의해본 결과 본연구소의 가장 미인은 김아무개로 결정되었다. 그녀의 매력포인트는 이러저러하다고 한다. ○○연구실 이아무개 ○○센티, ○○연구실 최아무개 ○○센티,,,"라는 둥 익명의 이점을 살려 할 소리 안할 소리를 마구 지껄여댄 것이다. 한 달이 못되어 그 기숙사에서는 애청자(?)가 폭발적으로 늘어났다고 한다. 전파감시소에서 걸리기 전에 스스로 폐국(?)을 했는지 언론사 통폐합에 통합이 되었는지 모르겠지만, 이렇듯 라디오 방송국은 원하기만 하면, 또 법을 어길 배짱만 있으면 10만원이면 개국이 가능하다.

[8]전파의 파동 및 성질

1. 전파의 파동

전파는 인공적인 매개체 없이 진동을 하면서 공기속을 퍼져나가는데,이러한 움직임을 파동이라고 합니다. 자연계에서 존재하는 파동은 파동의 방향과 공기 입자의 진행방향이 일치하는 종파(Longitudinal Wave)와 공기 입자의 진행방향과 파동이 직각을 이루며 진행하는 횡파(Transverse Wave)로 분류하는데, 사람의 음성, 소리는 종파에 속하며 전자파는 횡파에 속합니다.

2. 전파의 직진, 반사, 굴절

전파는 빛과 마찬가지로 직진, 반사, 굴절, 회절, 간섭, 감쇠, 편파 등의 성질을 가지고 있습니다. 동일한 매개체를 통과할 경우에는 전파는 직진하는 성질이 있으며 서로 다른 성질의 매개체를 통과할 경우에는 그 경계면에서 빛과 같이 굴절, 반사하거나 회절, 간섭이 일어납니다.

전파는 빛과 마찬가지로 직진,굴절, 반사 등의 성질을 가지고 있습니다.

○ 전파의 직진
동일 매개체를 통과할 경우에는 직진하는데 주파수가 높을 수록 전파는 직진성이 강합니다.

○ 전파의 반사 및 굴절
빛이 물속을 통과할 때처럼 전파 또한 다른 물질로 구성된 매개체를 통과할 경우에는 그 물질의 경계면에서 일부는 반사되고 일부는 진행방향이 변하여 투과되면서 굴절합니다.

우리가 사용하고 있는 단파방송, FM 전파(88MHz ~ 108 MHz)는 그 파장이 짧아서 전파의 직진성과 지구상층부 전리층의 반사파를 이용하여 원거리까지 전파합니다.

3. 전파의 회절

전자파는 빛과 마찬가지로 전파 경로상에 산악 또는 건물 등과 같은 장애물이 있는 경우, 그 뒤쪽에서 전파의 일부가 휘어져 수신되는 현상이 발생하는데 이런 현상을 전파의 회절이라고 합니다. 전파의 회절은 그림과 같이 주파수가 낮을 수록 즉, 파장이 길수록 현저하게 나타납니다.

4. 전파의 간섭

간섭의 종류에는 3가지가 있습니다.

① 시간차에 의한 간섭
동일 기지국에서 방사된 동일한 주파수가 여러 경로를 거치면서 전파의 도달시간에 차이가 생겨 발생하는 간섭

② 인접채널 간섭
서로 다른 기지국으로 부터 방사되는 동일한 주파수로 인해 일어나는 간섭

③ 동일 채널 간섭
여러 단말기가 동시에 통화시도를 하면 같은 채널을 사용하게 되는데, 이때 반대쪽에서 일어나는 간섭

[9]전파의 성질(1)

1. 쓰는 상황에 따라 엿 장수 맘대로 나가는 무전기(전파의 성질)

"이 무전기 몇Km나 나가요?"
"예, 5Km 나갑니다."

이 대화는 필자의 주변에서 무척이나 많이 듣는 대화다. 여기서 질문하는 사람은 무선에 대해 문외한임이 확연히 드러나며, 대답하는 사람도 별로 정직하지 않거나 무식함을 알 수 있다. 왜냐하면 무선은 그 성질 때문에 단 1m에서도 통화가 안되는 수가 있고 십여Km까지 통화가 되는 등 변화무쌍하기 때문이다.

첫째, 무선전화는 산, 돌, 바위, 철판, 철망사(모기장), 콘크리트 벽, 인체, 물 등을 통과하지 못한다. 그리서 무전기의 조정이나 테스트는 철판과 쇠그물창으로 된 전파암실에서 한다.
둘째, 무선전파는 통과하지 못하는 경우엔 일부 반사되거나 가장자리에서 회절한다 (굽어진다). 지하 1층과 지상 4층간에 무전기로 통화를 하고 있다면 그 전파는 무전기와 무전기를 잇는 직선거리로 전달되고 있는 것이 아니라, 일단 4층의 창문밖으로 나가 앞건물에 반사된 뒤 현관을 통해 계단을 따라 계속 반사되어 전달되고 있는 것이다. 지하는 완전히 땅속이고 쇠로 된 방화벽이 입구를 완벽하게 막고 있으며, 앞, 뒤, 옆으로 아무 건물도 없다면 지하 1층과 지상 1층이 직선거리로 1-2m 떨어져 있어도 통화가 안된다. 산에서는 산봉우리 이편과 저편간이나, 산모퉁이 바로 돌아 송학사에 간 사람과 통화가 안되는 수가 자주 있다. 산모퉁이를 돌아 저편에 전파를 반사시켜줄 아무런 물체가 없는 경우다.
무선전파가 인체를 통과하지 못하기 때문에 무선전화기는 안테나가 머리에 가리지 않게 방향을 잡아야 하고, 휴대폰은 그 주변 중계국 안테나와 자신의 안테나간에 머리가 위치하지 않게(어디 있는지 모르므로 빙빙 돌다가 감도가 제일 좋은 위치), 무전기는 통화하는 상대방 방향으로 서서 통화를 해야 한다. 또한 무선전화기는 본체의 안테나를 수직으로 똑바로 세우고 완전히 뽑아주어야 하며, 휴대폰은 모든 중계국 안테나가 수직으로 설치되어 있으므로 안테나가 수직이 되도록 신경을 쓰며 통화해야 한다. 무선전화기든 휴대폰이든 잡음이 많은 경우, 조금만 자리를 이동해도 감도가 좋아지는 것을 느끼실 것이다.

따라서 위의 질문과 답을 바르게 다시 한다면,
"이 무전기 출력이 몇 W(Watt:와트)입니까?"
"예, 2W입니다."
"음…그러면 도심에서는 1-2Km, 교외에서는 3-4Km, 해상에서는 7-8Km 정도 통달이 되겠구먼."
또는 "이 무전기 몇 Km나 나가요?"
"어떤 용도로 어디에서 사용하실지 몰라 잘 모르겠구만유. 지가 나가는 만큼 나가겠지유. 쓰는 놈이 알지, 파는 놈이 뭐알겠시유."

2. 불법적인 고출력도 소용없다(무선의 도달거리와 출력)

무전기의 출력을 세게 하면 전파가 멀리 가지 않겠는가 하는 생각이 들 수 있다. 그런데 그게 그렇지가 않다. 주파수는 결국 한정되어 있고, 어떤 무선 전화기가 한국 전역을 커버한다고 하면 결국 전국에서 동시에 사용할 수 있는 무선전화기는 일반 무선전화기용으로 허가된 주파수 하나당 하나씩 15개와 고급 무선기용 주파수 40개를 합쳐 55개밖에 되지 않을 것이다. 그래서 출력을 제한하는 것이다.
대부분의 무선전화기는 0.01Watt이하이고 휴대폰은 0.6 Watt, 차량용 셀룰라폰은 3 Watt이다. 경찰들의 휴대용 무전기도 5 Watt를 넘지 않는다.
또한 출력이 세면 소모전류가 많다. 따라서 배터리가 많아져 무거워지므로 휴대기의 경우 이 무게와 비용과 출력간에 적정선을 찾게 되는 것이다. 휴대폰의 출력도 정확히 0.6 Watt가 아니다. 내부에 출력조정 스위치가 있어 기지국과의 거리에 따라 출력이 자동조정되며, 가장 상황이 나쁠 때 0.6 Watt가 나오도록 조정을 하고 있다.
일부 몰지각하고 나쁜 사람들이 이 내부 출력조정 스위치에 손을 대어 출력을 높인다고 한다. 그래봐야 휴대폰 사용시간만 짧아질 뿐이다. 이 뿐만 아니라, 아예 일본에서 불법으로 수입해온 출력 증폭기를 구입하여 출력 2 Watt의 무전기를 50이나 100 Watt로 증폭하여 사용하는 경우도 있다. 생각을 해보시라, 무전기 한 대의 출력이 방송국 출력만큼 세다니. 그래서 정부에서는 전파감시소를 운영하고 있으며 이동 전파감시차량도 보유하고 있다. 불법으로 출력을 증폭하여 사용하는 사람이나 허가없이 무전기를 사용하는 사람을 찾아내는 것이다.
모든 무선통신을 감청하여 불법의 내용을 확인하고 그 위치를 찾아내는 방법은 2차대전 때나 지금이나 같다. 지향성 안테나를 360도 빙빙 돌리면서 이동 감시차량을 움직이면 전파수신감도가 가장 센 방향을 알 수 있다. 서로 다른 위치에 있는 두 차량에서 전파수신강도가 가장 센 방향으로 직선을 그어 두 직선이 만나는 지점이 위치가 된다. 최근 이 전파감시국의 활동이 강화되어 많은 불법이 적발되고 있다. 가장 많은 것이 장거리 무선전화기의 불법사용이라고 한다.
그러면 전파의 통달거리는 출력에 따라 정비례하여 늘어나는가 하면 그렇지가 않다. 통상 개념적으로 늘어나는 출력의 제곱근의 값만큼 늘어난다고 생각하면 이해가 쉽다. 즉 1 Watt가 1Km의 통달거리를 가진다고 하면 3 Watt인 경우 1.732Km가 통달된다고 보면 된다. 그런데 배터리 소모는 출력이 2 Watt면 1 Watt인 경우보다 2배, 3 Watt는 3배로 정비례하여 더 소모되므로, 졀국 배터리 크기와 무게, 가격을 고려할 때 휴대용 무전기의 출력은 적정선을 찾지 않을 수가 없다.

3. 전파와 전리층

지구상의 상층대기를 구성하고 있는 분자나 원자는 태양으로부터 오는 자외선, X선에 의해 전리된다. 이 분자, 원자 이온과 전자가 혼재하는 영역을 전리층(Ionosphere)이라 부른다. 전리층은 D층(70-90Km), E층(90-130Km), F층(130-수백Km)으로 분류된다.
전리층의 전자밀도는 태양활동의 정도, 계절, 시각, 위치, 경도 등에 의해 변화한다. 지구자계의 영향으로 극지방과 적도지방에서는 큰 차이가 난다. 또 고위도의 전리층은 강하입자에 의한 전리작용도 더해져 특히 복잡하게 변화한다. 극지방에서 전리층과 관계하여 발생하는 하늘의 빛의 마술을 오로라라고 한다. 여름에는 F층이 둘로 나뉘어지며, E층에서도 상황에 따라 불규칙하게 출현하는 층이 있어 초단파의 이상전파현상을 일으키기도 한다. 이 전리층은 계절과 기후에 따라 생겼다 없어지므로 지구반대편과 통화하기 위해 아마추어 HAM들은 전리층 예보에 귀를 기울인다.

4. 차세대 이권이 걸려 있는 주파수 경매

전파의 단위로서 전파의 종류를 구분하는 이름인 주파수란 눈에 보이지 않는 무형의 것이며, 무선의 발달과 함께 세상에 없었던 것이 생겨난 것이라고 볼 수 있다. 그럼에도 불구하고 이제 주파수는 소유의 대상이 되었으며 개인의 것이 아니면 국가의 것이라는 개념으로 국가가 관리하고 있다. 이미 전세계가 서로 주파수를 할당하고 조정하여 상호간 간섭이 없도록 하고 있는 등 주파수는 부동산이나 지적 재산권처럼 엄청난 이권이 개입된 주요 물권이 되었다.
현재 우리나라는 정부가 통신사업을 심사에 의해 지정해주고 있다. 겉으로는 통신사업을 해도 좋다는 단순한 허가에 불과한 것으로 보이나, 사실은 그 금싸라기같은 주파수를 할당해 준다는데 더 큰 의미가 있는 것이다. 따라서 통신사업을 허가받은 업체는 허가를 받는 즉시 사업의 성패를 떠나 엄청난 미래의 이익을 보장받은 것이나 다름없다.
무선 주파수는 갈수록 고갈되고 있다. 이미 1GHz대역 미만의 주파수는 더 이상 나누어줄 것이 없을 정도로 포화되었다. 최근에 AFKN이 VHF 채널 2번에서 UHF 채널 34번으로 옮긴 것도 그 좋은 VHF 대역을 더 이상 미군에게 할당할 수 없다는 정부의 판단에 의한 것이다. 용산기지가 가족공원으로 바뀐 것과 같다.
만약에 96년 6월에 무선통신 사업을 허가받은 업체가 사업이 잘 안되어 이익을 전혀 내지 못하고 5년이 지났다고 하자. 5년간 전혀 이익도 손해도 보지 않고 사업을 포기하기로 하면, 그 회사에서 가장 값나가는 것은 땅값이 올랐다면 부동산이 있겠고 영업권도 있겠지만 그보다도 주파수가 천정부지의 가격으로 입찰의 대상이 될 것이다.
미국에서는 정부가 사업권 획득에서 탈락한 업체들의 군소리도 듣기싫고 정부의 재정적자도 메꿀겸해서 주파수를 경매에 붙인다. 돈을 가장 많이 써낸 업체가 그 주파수의 주인이 되는 것이다. 앞으로 이 주파수에도 투자하는 장영자같은 큰 손이 나올지도 모른다. 믿거나 말거나.
우리나라에서는 주파수 사용료를 받는다. 정부가 길을 닦고 공원을 만들고 사용료를 받는 것은 당연하겠지만 하늘에 그냥 있던 전파를 사용했다고 주파수 사용료를 부과하고 있다. 걸국 모든 국가가 전파를 정부의 재산으로 규정하고 있는 것이다. 그런데 우리나라 정부가 주파수 사용료를 부과하기 시작하면서 약간의 혼란이 생겼었다. 일반 무전기를 기준으로 특정주파수를 한 개 사용하면 얼마, 두개 사용하면 두배, 이런 식으로 부과를 하다 보니 그렇다면 여러 주파수를 공용해 사용하는 TRS나 셀룰라폰은 어떻게 값을 매기느냐로 문제가 된 것이다. TRS나 셀룰라폰이 아무리 주파수를 공용한다고 해도 한 순간에 하나밖에 안쓰기 때문에 한 개의 주파수 값만 내도 된다면, 아무리 일반 무전기에 20개의 주파수를 넣어도 한 번에 한 주파수만 사용하는 것은 마찬가지이기 때문이다. 그러다가 목적계수라는 개념을 도입하여 주파수의 활용효율이라는 측면에서 가감해주는 방법으로 해결하였다.
하여튼 공짜로 사용하던 주파수에 사용료가 붙으니 처음 당하는 사람은 아무래도 억울한 생각이 들게 마련이다. 이러다가는 강에서 수영하면 강사용료, 숨쉬면 공기사용료도 부과되는 날이 오지 않는다고 누가 보장하겠는가?

[10]전파의 성질(2)

<전파의 직진성>

- 사전적인 의미의 직진 : 하나의 점에서 또 다른 점으로 최단거리를 이동하는 것이라 할 수 있습니다. 전파는 빛과 유사한 성질을 갖고 있으며, 이러한 직진성은 전파에 국한하지 않고 파동 전반에 공통적으로 나타나는 성질입니다.
- 실질적인 예 (휴대폰) : 많은 경로의 전파가 휴대폰의 안테나를 통해 도착되게 되는데, 이때 휴대폰은 통화하기에 유리한 가장 강한 전파를 잡을 수 있는 메커니즘을 가동하여 통화로를 설정하게 됩니다.
<전파의 간섭성>

연못에 돌멩이 두 개를 동시에 던져 넣으면, 돌멩이가 물속에 떨어진 곳으로부터 두 개의 동심원이 퍼져 나갑니다. 이 때 파동이 겹쳐지는 곳을 살펴보면, 다음과 같은 현상이 발생합니다.

i) 역위상의 경우
한 쪽 물결의 마루와 다른 물결의 골이 겹쳐지는 곳에서는 양쪽 물결(파동)이 서로 상쇄하여, 그 합쳐진 물결은 그 마루와 골이 작아집니다 .

ii) 동위상의 경우
마루와 마루가 겹쳐지는 곳 : ⇒ 마루가 한층 더 높아집니다.
골과 골이 겹쳐지는 곳 : ⇒ 골이 더 낮아집니다.

즉, 전파도 동일 주파수에 대한 2개 이상의 파동이 동위상인 경우에는 합성되는 현상이 발생하고, 역위상인 경우에는 간섭현상을 일으키게 됩니다.

<전파의 회절성>

전파는 빛과 같이 직진하지만, 전파가 도달할 수 없는 산이나 건물 뒷면에서도 라디오나 TV가 수신 되고 휴대폰 통화도 되는 것은 전파의 회절성 때문입니다. 즉, 파동(전파의 흐름)이 진행하다가 장애물을 만나면, 장애물을 돌아 뒤쪽까지 도달하는 현상을 말합니다.
흔히 휴대폰을 사용할 때 건물이나 산 등에 가려 기지국 안테나가 보이지 않는 곳에서 통화하는 경우가 훨씬 더 많습니다. 만약 전파가 회절성 없이 직진성만 가지고 있다면, 휴대폰 통화는 물론 이동전화의 대중화는 상당히 어려움에 봉착했을 것입니다. 그러므로, 전파의 회절성은 이동통신에 있어서 없어서는 안될 중요한 특성이라 할 수 있습니다.

<전파의 반사성>

철창으로 만들어진 울타리 속에 있을 때 빛은 철창 사이로 비추어 들어오지만, 라디오는 수신이 잘 안 되는 현상이 발생합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

- 고스트 현상 (Ghost) : 텔레비전 화상이 이중, 삼중으로 겹쳐져 보이는 현상으로, 방송국에서 날아온 전파가 빌딩 등과 같은 전파 반사체에 의해 반사된 전파와 합쳐져 나타납니다.
- 다중경로 페이딩 (Multi-path fading) : 이동통신에서 일어나는 전파의 반사 현상으로, 통화에 지장을 줍니다.

<전파의 전반사 현상>

마르코니의 대서양 횡단 무선통신이 성공하고 난 후, 사람들은 새로운 의문이 생겼습니다. "지구는 둥근 구면인데, 어째서 직진파인 전파가 보이지 않는 멀리까지 도달할 수 있는가?" 학자들은 2종류의 전파경로가 있으며, 그 이유는 다음과 같다고 생각했습니다.

2종류의 전파경로...
① 지구의 구면을 따라가는 경로
② 하늘에서 반사되는 경로 : 전자로 이루어진 전리층이라는 도체의 성질을 가진 부분이 있기 때문입니다.

그 이유...
① 전파의 회절을 생각하더라도 수신측에 도착하는 전파가 예상보다 훨씬 강하다.
② 전파의 세기가 강해졌다 약해졌다 하는 현상(페이딩)이 생긴다.

<전파의 굴절성>

빛이 다른 물질에 침입하여 투과할 때에는
① 본래의 방향과는 약간 다른 방향으로 전행합니다.
② 진행속도가 달라지게 됩니다.

전파가 공중에서 물속으로 투과할 때에는
① 물속을 들여다 볼 때에 물체가 휘어져 보이는 것은 굴절현상 때문입니다.
② 물속에서의 진행속도는 공기에서의 속도보다 느려지게 됩니다.

<전파의 최후>

음파도 어느 정도의 거리에 이르면 사라지는(들리지 않는)것과 같이 전파도 전파하는데 따라 확산하고 감쇄되어 갑니다. 전파는 마치 물이 흐르다가 점점 땅속으로 스며드는 것과 같이 지상의 여러 물체와 대기에 흡수되어 다른 에너지로 바뀌고, 그것으로써 전파의 역할은 끝나게 됩니다.

[11]주파수와 도달거리의 관계

자유공간이 아닌 대지에서의 수신 신호세기는 William C.Y.Lee 저서의 Mobile Cellular Telecommunications Systems의 사용 주파수와 반비례 관계를 갖습니다. 그러나 실제로 이동통신 환경은 주위의 건물과 지형지물에 의하여 도달거리가 중요하게 결정됩니다.
예를들어 기존의 Cellular 이동통신 시스템은 전파가 평지에서 15km정도 도달하고, PCS 시스템은 10km정도 전파가 도달합니다. (위 수치의 근거는 전파전파 모델인 LEE 모델식에 근거하여 계산한 값임) 그러나 우리나라의 경우 대부분이 산으로 둘러싸여있으므로 10km 이상 평지로 연결되어있는 지역이 드물기 때문에 10km 이상의 전파 도달 거리가 필요한 지역은 거의 없습니다. 기존의 이동통신 기지국들의 간격도 대부분이 10km 이내라는 점은 이러한 주장을 뒷바침해줍니다.
또한, 전파의 도달거리는 기지국의 위치에 의하여 크게 좌우되는 사항입니다. 당사는 필요한 수준의 도달 거리를 만족시키기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션과 수많은 전파 테스트를 실시하여 적절한 위치에 기지국을 설치하여 원하는 도달거리를 충분히 얻고있습니다.

<주파수와 전파 투과성 및 회절성의 관계는?>

먼저 전파의 투과성은 대부분 실험에의한 실험식과 데이터들이 여러가지 문서와 논문에 나와있습니다.
그중 1993년 12월 발행된 IEE Proc.-I, Vol.140에 A.M.D.Trukmani와 A.F.de Toledo가 쓴 "Modeling radio transmissions into and within multistory buildings at 900,1800 and 2300MHz"라는 논문을 보면 주파수가 증가 할수록 건물 투과 손실은 감소한다는 결과를 보여주는 실험 데이터를 확인할 수 있습니다. 또 이러한 사실은 Kazimierz Siwiak의 저서 Radiowave Propagation and Antennas for Personal Communications. 회절성에 대한 관계식은 여러 이동통신 문헌에서 찾아볼 수 있습니다.
이중 회절에 의한 손실은 회절을 유발하는 물체를 간단히 edge로 간주하여 분석한 Knife-edge 모델에서 주파수와의 관계를 알 수 있습니다. William C.Y.Lee 저서의 Mobile Cellular Telecommunications Systems을 인용하면 주파수가 증가할수록 회절에 의한 손실은 증가한다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 당사에서는 주파수 증가에 따른 회절손실 증가와 투과손실의 감소를 설계에 반영하여 효율적인 무선망 설계를 하였습니다.