제3부 전파·통신
3.1 전자기파와 스펙트럼 기초: 주파수 대역·편파·데시벨·열잡음
3.1.1 이 장에서 배우는 것 / 선수 지식 / 특히 중요한 독자
이 장은 제3부(전파·통신)의 첫 장이다. 무인기에는 조종사가 없으므로 전파로 이어진 링크가 곧 조종석이다. 링크가 끊기면 2.6의 비상 절차가 시작된다. 이 장은 링크를 따지는 데 필요한 어휘와 단위, 그리고 모든 후속 장이 같이 사용하는 기호표를 세운다. 3.2~3.20은 여기서 정의한 식과 기호를 그대로 사용한다.
배우는 것:
- 전자기파와 대역 이름 — $c=f\lambda$, ITU의 대역 번호와 문자 대역(L·S·C·X·Ku·K·Ka)이 나타내는 범위, 그리고 문자 대역을 믿으면 안 되는 이유.
- 무인기가 사용하는 주파수 지도 — 비면허 ISM 대역, 항공 VHF, 항공 C2 대역, GNSS, 셀룰러, 위성, 군용 UHF가 주파수 축 어디에 놓이는가.
- 편파 — 선형·원형, 편파 불일치 손실 $\cos^{2}\psi$, 원형과 선형을 짝지을 때의 3 dB, 반사에서 뒤집히는 회전 방향.
- 데시벨 — dB·dBm·dBW·dBi·dBd·dB/Hz, 그리고 더하기·합산 규칙. 같은 단위끼리 더하면 안 되는 이유.
- 열잡음과 수신 감도 — $N=kTB$, 잡음지수와 잡음 온도, 잡음 바닥, 수신 감도, $G/T$, 도시 잡음.
- 공통 기호표와 기준 C2 링크 — 자유공간 손실·링크 버짓·$E_b/N_0$·전파 수평선 식을 한 표로 고정하고, 5 km 링크를 끝까지 계산한다.
선수 지식: 고등학교 수준의 로그와 지수, 전자기파가 파동이라는 사실이면 된다. 식이 나오는 절에는 결론을 문장으로 먼저 적는다. 전파가 거리에 따라 약해지는 이유는 3.2, 다중경로와 페이딩은 3.3, 안테나는 3.6, 이 장의 식을 모아 거리를 구하는 일은 3.8가 이어받는다. 이 장의 식이 감시 장에서 사용된 예는 2.13.3.3과 2.13.6.3이다.
특히 중요한 독자: 엔지니어는 3.1.6~3.1.9를 빠뜨리지 않는다. 정책·법무 담당자는 3.1.4의 주파수 지도와 출력 한도 비교, 인증 담당자는 3.1.13의 연결 표를 먼저 본다. 사업 담당자는 3.1.4의 표와 3.1.10의 트레이드오프만 읽어도 어느 대역에 어떤 위험이 있는지 알 수 있다.
기준 시점과 정직성. 이 장은 2026년 10월을 기준으로 작성한 기초 원리 장이며 지식은 2026년 중반까지다. 대역의 이름과 범위는 ITU-R 권고(V.431-9 등) 원문에서 확인했고, 그 밖의 분배·출력 한도·표준 번호는 확인한 것만 단정했다. 원문을 읽지 못하고 2차 자료로 확인한 항목은
(2차 확인), 확인하지 못한 것은(확인 필요)로 표시했다. 수치 예시는 가정을 표로 밝힌 가상의 기준 링크이며 특정 제품의 제원이 아니다. 국가별 주파수 분배와 면허의 세부는 17.19·18.16가 맡는다.
3.1.2 개념·직관 — 링크는 에너지 수지이고 주파수는 땅이다
전파 링크는 에너지 수지다. 송신기가 낸 전력에 안테나 이득을 더하고, 거리와 가림이 깎은 만큼 빼고, 수신 안테나 이득을 더하면 수신 전력이 나온다. 이것을 수신기 안의 잡음과 견주어 남는 여유가 링크의 건강이다. 버짓의 모든 항목이 데시벨로 적히기 때문에 곱셈이 덧셈이 되고, 계산이 한 줄로 끝난다.
버짓을 사용하기 전에 알아야 할 것이 셋이다.
- 어느 주파수를 사용할 수 있는가 — 전파는 땅과 같아서 누군가의 분배(허가된 용도) 안에 있다. 대역마다 보호받는 정도가 다르다(3.1.4).
- 신호가 얼마나 센가 — 전력·이득·손실을 한 단위계로 적는 법이 데시벨이다(3.1.6).
- 얼마나 약해도 읽을 수 있는가 — 열잡음이 잡음 바닥을 정하고, 그 위로 필요한 신호대잡음비를 올린 값이 수신 감도다(3.1.7).
이 세 가지는 세 축에서 서로 다른 무게를 갖는다.
| 축 | 주파수 | 신호와 잡음 | 요구의 핵심 |
|---|---|---|---|
| 군용 드론 | 군용 대역(UHF~Ku 등)과 상용 대역을 함께 사용하고, 분배보다 운용 통제가 먼저다 | 재밍·간섭이 잡음 바닥을 올리는 환경을 전제한다(3.18·5.2) | 거부 환경에서도 끊기지 않는 링크 |
| 민간 UAS | 비면허 ISM(2.4·5.8 GHz)을 공유한다. 보호받지 못하고 출력 상한이 통달거리를 정한다 | 같은 대역의 다른 송신기가 사실상 잡음이다(3.19) | 규정 안에서 충분한 여유 |
| AAM | 항공 안전용으로 분배된 대역과 높은 가용도 요구 | 보호받는 대역이라도 잡음·차폐 여유가 인증 논거가 된다 | 가용도와 연속성의 입증 |
3.1.3 전자기파와 대역 이름
3.1.3.1 파장과 주파수
결론부터: 전파의 주파수와 파장은 반비례하고, 파장이 안테나 크기와 장애물 효과를 정한다.
$$c=f\,\lambda,\qquad \lambda=\frac{c}{f}$$
진공 중 빛의 속도 $c$는 SI 정의로 299,792,458 m/s이고, 이 책은 299,792 km/s를 사용한다. 파장 $\lambda$는 주파수가 높을수록 짧다.
| 주파수 | 파장 $\lambda$ | $\lambda/2$ | 이 파장이 정하는 것 |
|---|---|---|---|
| 108 MHz | 2.78 m | 1.39 m | 항공 VHF — 반파장 다이폴이 소형 멀티콥터보다 길다 |
| 137 MHz | 2.19 m | 1.09 m | 같은 대역의 위쪽 끝 |
| 915 MHz | 0.328 m | 0.164 m | 900 MHz대 ISM |
| 1,575.42 MHz | 0.190 m | 0.095 m | GNSS L1 |
| 2.4 GHz | 0.125 m | 0.062 m | 기준 C2 링크 |
| 5.03 GHz | 0.060 m | 0.030 m | 항공 C2 대역 아래 끝 |
| 5.8 GHz | 0.052 m | 0.026 m | 영상 링크 |
| 14 GHz | 0.021 m | 0.011 m | 위성 Ku 상향 |
읽는 법: 파장이 기체 크기와 비슷하거나 길어지면 기체 몸체 자체가 안테나의 일부가 된다(3.6). 반대로 파장이 짧으면 건물·나무·사람 같은 작은 물체도 그림자를 만든다(3.2·3.3). 이 두 사실이 대역 선택의 양쪽 끝을 이룬다.
3.1.3.2 대역 이름 — ITU 번호와 문자 대역
ITU는 주파수 범위를 대역 번호 $N$으로 나눈다. 대역 $N$은 $0.3\times10^{N}$부터 $3\times10^{N}$ Hz까지다(하한은 포함하지 않고 상한은 포함한다). 이 장의 범위(ITU-R V.431-9, 2025-10)는 다음과 같다.
| 번호 | 기호 | 이름 | 범위 | 이 책에서 나오는 용도 |
|---|---|---|---|---|
| 7 | HF | 단파 | 3~30 MHz | 전리층 반사 통신(3.5) |
| 8 | VHF | 초단파 | 30~300 MHz | 항공 음성·항법(108~137 MHz) |
| 9 | UHF | 극초단파 | 300~3,000 MHz | 군용 UHF, 셀룰러, GNSS, ISM 900 MHz와 2.4 GHz |
| 10 | SHF | 센티미터파 | 3~30 GHz | 5.8 GHz, 항공 C2, 위성 Ku·Ka |
| 11 | EHF | 밀리미터파 | 30~300 GHz | 밀리미터파 통신·레이더 |
레이더·위성 문헌은 문자 대역을 사용한다. 같은 권고의 표 4에서 문자 기호의 범위는 다음과 같다.
| 문자 | 범위 [GHz] | 무인기와 만나는 곳(범위는 3.1.4) |
|---|---|---|
| L | 1~2 | GNSS, 위성 L대 |
| S | 2~4 | 2.4 GHz ISM, 셀룰러, 무선랜 |
| C | 4~8 | 항공 C2(5.03~5.09 GHz), 5.8 GHz ISM |
| X | 8~12 | 레이더, 군 위성통신 (세부 확인 필요) |
| Ku | 12~18 | 위성 통신 |
| K | 18~27 | 위성 20 GHz대 |
| Ka | 27~40 | 위성 30 GHz대, 5G 밀리미터파 |
문자 대역을 믿고 숫자를 건너뛰면 안 된다. V.431-9 주석 5는 문자 기호와 대역 사이에 표준 대응이 없고 같은 문자가 서로 다른 여러 대역을 가리킬 수 있다고 하며, ITU 문서에서는 사용하지 않기를 권한다. 실제로 위성업계가 말하는 Ku 대역은 10.7~14.5 GHz 부근(표 4의 11/14 GHz대 10.7~13.25 GHz, 12/14 GHz대 14.0~14.5 GHz)이어서 위의 12~18 GHz와 어긋난다. 이 책은 문자 대역을 사용할 때 범위를 GHz로 함께 적는다.
3.1.4 무인기가 사용하는 주파수 지도
결론부터: 무인기 링크는 어느 대역을 쓰든 누군가의 분배 안에 있고, 대역마다 보호 수준이 다르다. 비면허 대역은 사용하기 쉽지만 보호받지 못하고, 항공 안전용 대역은 보호받지만 장비와 제도가 따로 필요하다. 아래 그림은 이 장이 다루는 대역을 로그 주파수 축에 놓은 것이다.
| 대역 | 범위 | 성격 | 무인기에서의 용도 | 상세 |
|---|---|---|---|---|
| 항공 VHF | 108~137 MHz(대략 108~117.975는 항법, 117.975~137은 통신) (2차 확인) | 항공 안전 | 관제 음성, 항법 지원 | 3.15 |
| 군용 UHF | 약 225~400 MHz (2차 확인) — NATO 공통 운용 대역으로 알려짐 | 군용 | 군 항공 음성·데이터링크 | 3.16 |
| 셀룰러 | LTE·5G 예: n28 703~803, n8 880~960, n3 1,710~1,880, n1 1,920~2,170, n7 2,500~2,690, n78 3,300~3,800 MHz (3GPP TS 38.104 표 5.2-1, 2차 확인) | 면허(통신사) | 연결 드론의 C2·영상 | 3.14·9.15 |
| ISM 900 MHz대 | 902~928 MHz, 2지역에서만 (RR 5.150, 2차 확인) | 비면허 | 장거리 원격측정 무전기 | 3.19 |
| GNSS | L5·L2·L1 등 약 1.18~1.28 GHz와 1.56~1.61 GHz(반송파 기준) (2차 확인) | 항법(수신 전용) | 위치·시각 | 4.2 |
| 위성 L대 | 1.525~1.710 GHz(ITU-R V.431-9 표 4의 1.5 GHz대 예) | 면허 | 위성 링크 | 3.13 |
| ISM 2.4 GHz | 2,400~2,500 MHz (RR 5.150, 2차 확인) — 미국 FCC 규칙은 2,400~2,483.5 MHz | 비면허 | C2·영상·무선랜 | 3.19 |
| 항공 C2 | 5,030~5,091 MHz — 무인기 지상 C2용 항공이동(R)업무 분배(WRC-12) (2차 확인) | 항공 안전 | 지상 가시선 C2 | 3.11 |
| ISM 5.8 GHz | 5,725~5,875 MHz (RR 5.150, 2차 확인) — FCC 규칙은 5,725~5,850 MHz | 비면허 | 영상 링크 | 3.12·3.19 |
| 위성 Ku·Ka | Ku 10.7~13.25와 14.0~14.5 GHz, Ka 17.7~20.2와 27.5~30.0 GHz(ITU-R V.431-9 표 4의 위성 대역 예) | 면허 | 대형 무인기의 위성 링크 | 3.13·3.5 |
한국의 소출력 무선기기와 UAS 전용 분배는 이 표와 다를 수 있다. 정확한 한국 대역은 18.16에서 확인한다 (확인 필요).
3.1.4.1 비면허 대역 — ISM의 뜻과 출력 한도
ISM은 산업·과학·의료용 장비(Industrial, Scientific, Medical)를 뜻한다. ITU 전파규칙(RR) 제5.150항은 2,400~2,500 MHz, 5,725~5,875 MHz, 902~928 MHz(2지역만) 등을 이 용도로 추가 지정한다 (2차 확인). 이 대역에서 통신 업무는 ISM 장비가 일으키는 유해 혼신을 감수해야 한다. 무인기 입장에서는 대역이 공짜인 대신 누구에게도 보호받지 못한다는 뜻이다. 그래서 링크 설계는 혼잡을 가정하고 여유를 잡는다(3.8·3.19).
비면허 대역이라도 출력에는 한도가 있고, 그 한도는 지역마다 다르다.
| 규정 | 대역 | 한도 | 의미 |
|---|---|---|---|
| 미국 47 CFR 15.247 | 902~928, 2,400~2,483.5, 5,725~5,850 MHz | 디지털 변조 방식의 최대 피크 출력 1 W(30 dBm), 안테나 이득 6 dBi 초과 시 그만큼 출력 감축(고정 점대점 등 예외 있음) | 안테나 6 dBi와 함께 사용하면 등가 등방 복사 전력(EIRP) 36 dBm(약 4 W) |
| 유럽 ETSI EN 300 328 V2.2.2(2019-07) | 2.4 GHz | 평균 EIRP 20 dBm 이하(100 mW) | EIRP 20 dBm |
두 규칙의 EIRP 차이는 $36-20=16$ dB이다. 자유공간에서는 거리가 $10^{16/20}\approx6.3$배가 된다. 같은 장비라도 통달거리를 정하는 것은 하드웨어보다 규정이다. 지역별 출력 설정을 바꿔 파는 제품이 있는 이유다. 규제의 구조와 한국 규칙은 18.16, 국제 제도는 17.19가 맡는다.
3.1.4.2 항공 안전용 대역
항공 VHF(108~137 MHz)는 관제 음성(진폭 변조)과 항법 보조 시설이 사용하는 대역이다. 무인기에게는 관제사와의 음성 교신과 감시·항법 수신이 걸려 있다(3.15·17.4). 항공 C2 대역은 무인기 지상 가시선 링크를 위해 2012년 세계전파통신회의(WRC-12)가 항공이동(R)업무로 분배한 5,030~5,091 MHz다 (2차 확인). 61 MHz 폭이다. 분배는 보호받는 대역을 열어 주지만 장비 표준과 국가별 면허 제도가 따라와야 사용할 수 있다. 미국은 2017년에 이 대역을 분배했고(2차 확인) 2024년에야 면허 규칙(47 CFR 제88부)의 첫 단계를 정했다. 이 경과와 남은 과제는 3.11이 1차 출처로 확인한다. 한국·유럽의 도입 상태는 (확인 필요). 대역이 분배됐다는 사실과 지금 사용할 수 있다는 사실은 다르다.
3.1.4.3 항법·셀룰러·위성·군용 대역
GNSS 신호는 극히 약하다. GPS L1 C/A 부호의 최소 수신 전력은 $-158.5$ dBW($-128.5$ dBm)로 규정된다 (IS-GPS-200, 2차 확인). 2.046 MHz 대역폭·잡음지수 2 dB 수신기의 잡음 바닥이 $-108.9$ dBm이므로 신호는 잡음 바닥보다 약 20 dB 아래에 있다. 의사 잡음 부호의 확산 이득(3.18)으로 비로소 읽히는 신호라서, 가까운 곳의 약한 간섭에도 끊긴다(4.5). 셀룰러 대역은 통신사에 면허된 대역이어서 무인기가 사용하려면 통신사 망을 거친다(3.14). 위성 대역은 L·Ku·Ka에 걸쳐 있고 강우 감쇠와 지연이 설계를 지배한다(3.5·3.13). 군용 UHF는 NATO 회원국 군이 공통으로 사용하는 대역으로 알려지며(3.16), 군 운용 주파수 계획은 이 책이 다루지 않는다.
3.1.5 편파 — 전파의 진동 방향
결론부터: 송수신 안테나의 편파가 맞지 않으면 신호가 깎인다. 선형 편파끼리는 어긋난 각도의 코사인 제곱만큼, 원형과 선형을 짝지으면 어긋남과 관계없이 정확히 3 dB를 잃는다.
전자기파는 전기장이 진동하는 방향, 곧 편파(polarization)를 갖는다. 전기장이 한 직선 위에서 진동하면 선형 편파(수직·수평), 전기장 끝이 원을 그리며 돌면 원형 편파(우선회 RHCP·좌선회 LHCP), 그 사이는 타원 편파다. 타원의 장축 대 단축 비를 축비(axial ratio, AR)라 하고 1(0 dB)이면 원형이다.
두 안테나의 편파 축이 $\psi$만큼 어긋난 선형-선형 짝의 편파 불일치 손실은 다음이다.
$$\mathrm{PLF}=\cos^{2}\psi,\qquad L_{\mathrm{pol}}=-10\log_{10}\cos^{2}\psi\ \ [\mathrm{dB}]$$
| 어긋남 $\psi$ | 0° | 15° | 30° | 45° | 60° | 75° | 80° | 85° | 90° |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 손실 [dB] | 0 | 0.30 | 1.25 | 3.01 | 6.02 | 11.7 | 15.2 | 21.2 | 이론상 무한 |
90°에서 손실이 무한대가 되는 것은 이상적인 안테나의 결과다. 실제 안테나는 직교 성분을 조금 내보내므로 교차편파 분리도(XPD)가 하한을 형성한다. 일반식은 편파 타원의 타원율각 $\chi$(원형이면 45°, 선형이면 0°)로 사용한다.
$$\mathrm{PLF}=\tfrac12\left(1+\cos2\chi\,\cos2\psi\right)\quad(\text{타원 편파 대 선형 편파})$$
$\chi=45^{\circ}$이면 $\psi$에 관계없이 $\mathrm{PLF}=\tfrac12$, 곧 3.01 dB다. 축비 3 dB의 타원이면 선형 안테나가 장축과 나란할 때 1.8 dB, 직교할 때 4.8 dB(계산)로 3 dB 근처에서 움직인다. 아래 그림은 네 경우를 한 장에 놓았다.
회전 방향이 뒤집히는 반사. 지면처럼 입사각이 얕은 반사에서는 원형 편파의 회전 방향이 반대로 바뀐다(브루스터각 위쪽의 가파른 입사에서는 달라질 수 있다). RHCP로 보낸 신호가 한 번 반사되면 LHCP로 돌아와 RHCP 수신 안테나가 이를 걸러 낸다. 이 억제량은 축비가 정한다. 송수신 축비가 같고 타원 장축이 나란할 때 가장 작은 억제는 축비 1 dB에서 18.8 dB, 3 dB에서 9.6 dB다(계산). 원형 편파 안테나를 짝지어 사용하는 영상 링크가 있는 이유가 이 다중경로 억제다. 대가는 선형 안테나와 만났을 때의 3 dB와, 안테나 축에서 벗어나면 축비가 나빠진다는 점이다(3.6).
무인기에서 편파 문제가 크게 나타나는 곳. 선형 편파(수직 다이폴·모노폴)를 사용한 기체가 롤이나 피치로 기울면 지상 안테나와 편파 축이 어긋난다. 이론상 최악은 90°이고, 여기에 안테나 패턴의 널(3.6)과 기체 몸체의 가림이 중첩된다. 한편 도심 비가시선에서는 건물 반사·산란이 편파를 섞는다. ITU-R P.1411-13 제6절은 SHF 도심 마이크로셀의 교차편파 분리도를 가시선 중앙값 13 dB(표준편차 3 dB)·비가시선 8 dB(표준편차 2 dB)로 싣는다. 비가시선에서는 편파를 맞춘 이득이 상당 부분 사라진다는 뜻이다. 편파 선택은 안테나 설계(3.6)와 다이버시티(3.7)에서 이어진다.
3.1.6 데시벨 — 곱셈을 덧셈으로
3.1.6.1 정의와 단위
결론부터: 데시벨은 전력비의 상용로그에 10을 곱한 값이다. 이득과 손실이 곱해지는 링크 버짓을 덧셈으로 바꿔 준다.
$$x_{\mathrm{dB}}=10\log_{10}x\quad(\text{전력비}),\qquad x_{\mathrm{dB}}=20\log_{10}x\quad(\text{전압·전계비})$$
전압이나 전계는 제곱하면 전력이므로 계수가 20이다. 기준을 붙이면 절대 단위가 된다.
| 단위 | 기준 | 관계 |
|---|---|---|
| dB | 없음(비) | 이득·손실·SNR |
| dBm | 1 mW | $P_{\mathrm{dBm}}=10\log_{10}(P/1\,\mathrm{mW})$ |
| dBW | 1 W | $\mathrm{dBm}=\mathrm{dBW}+30$ |
| dBi | 등방성 안테나 | $\mathrm{dBi}=\mathrm{dBd}+2.15$ |
| dBd | 반파장 다이폴 | $\mathrm{dBd}=\mathrm{dBi}-2.15$ |
| dB/Hz | 1 Hz 대역폭당 | 잡음 전력 밀도($-174$ dBm/Hz) |
| dBHz | 1 Hz | 대역폭(Hz)의 dB 값. $C/N_{0}$의 단위 |
| dB/K | 1 K | $G/T$ |
자주 사용하는 환산은 아래와 같다(계산값).
| 비 | 0.1 | 0.5 | 1 | 2 | 4 | 10 | 100 | 1,000 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| dB | −10 | −3.01 | 0 | 3.01 | 6.02 | 10 | 20 | 30 |
| dBm | −100 | −30 | 0 | 10 | 20 | 27 | 30 | 36 | 46 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 전력 | $10^{-10}$ mW | 1 µW | 1 mW | 10 mW | 100 mW | 0.5 W | 1 W | 4 W | 40 W |
외울 것은 두 개다. 3 dB는 두 배, 10 dB는 열 배다(정확한 값은 1.995배와 10배). 6 dB는 네 배, 20 dB는 백 배다.
3.1.6.2 연산 규칙
- 이득과 손실은 더하고 뺀다. $P_r=P_t+G_t-L-\dots$처럼 한 줄로 나타낸다.
- 절대 단위끼리는 더하지 않는다. dBm에 dBm을 더하는 식은 뜻이 없다. dBm에서 dBm을 빼면 dB(비)가 된다. dBm에 dB를 더하면 dBm이다.
- 같은 대역 안의 전력은 선형으로 합친다. 로그 값을 그대로 더하면 틀린다.
$$P_{\mathrm{합}}=10\log_{10}\!\left(\sum_i 10^{P_i/10}\right)\ [\mathrm{dBm}]$$
| 합치는 두 전력 | 합 |
|---|---|
| −100 dBm과 −100 dBm | −97.0 dBm(같은 두 개는 +3 dB) |
| −100 dBm과 −110 dBm | −99.6 dBm(10 dB 작은 쪽은 +0.4 dB) |
| 잡음 −108 dBm과 같은 크기의 간섭 −108 dBm | −105.0 dBm |
마지막 행이 중요하다. 잡음과 같은 크기의 간섭이 들어오면 잡음 바닥이 3 dB 오른다. 간섭이 잡음보다 10 dB 낮으면 잡음 바닥은 0.4 dB만 오른다. 간섭 분석의 출발이 이 계산이다(3.19).
3.1.7 열잡음·잡음지수·수신 감도
3.1.7.1 열잡음
결론부터: 수신기가 받는 잡음 바닥의 최솟값은 온도와 대역폭만으로 정해진다. 어떤 수신기도 이 아래로 내려가지 못하고, 실제 수신기는 잡음지수만큼 더 나쁘다.
저항 안 전자의 열운동은 모든 주파수에 고르게 퍼진 백색 잡음을 만든다. 가용 열잡음 전력은 다음이다.
$$N=k\,T\,B$$
| 기호 | 뜻 |
|---|---|
| $k$ | 볼츠만 상수 $1.380649\times10^{-23}$ J/K(2019년 SI 정의값) |
| $T$ | 잡음 온도 [K]. 기준 $T_0=290$ K |
| $B$ | 대역폭 [Hz] |
$T_0=290$ K에서 $kT_0=4.00\times10^{-21}$ W/Hz $=-173.98$ dBm/Hz이고, 이 책은 $-174$ dBm/Hz로 나타낸다. 대역폭이 10배면 잡음이 10 dB 늘고, 1 MHz에서 $-174+60=-114$ dBm이다.
3.1.7.2 잡음지수와 잡음 온도
실제 수신기는 자기 안의 증폭기와 혼합기가 잡음을 더한다. 잡음지수(noise figure, NF)는 수신기를 지나며 SNR이 얼마나 나빠지는가를 dB로 적은 값이다.
$$F=\frac{\mathrm{SNR}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{SNR}_{\mathrm{out}}},\qquad \mathrm{NF}=10\log_{10}F,\qquad T_e=T_0\,(F-1)$$
잡음 온도 $T_e$는 수신기 내부 잡음을 입력에 둔 가상의 온도다(계산).
| NF [dB] | 1 | 2 | 3 | 6 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|
| $T_e$ [K] | 75 | 170 | 289 | 865 | 2,610 |
수신 안테나와 수신기 사이의 케이블이나 필터처럼 상온에 있는 손실 요소는 그 손실 dB만큼의 잡음지수를 갖는다. 앞단 손실이 신호를 깎고 잡음 바닥은 그대로 두므로 SNR이 손실만큼 나빠진다. 여러 단이 이어지면 프리스 식 $F=F_1+(F_2-1)/G_1+\cdots$이 사용되고, 첫 단의 이득이 크고 잡음이 낮을수록 전체가 좋아진다. 그래서 저잡음 증폭기를 안테나 바로 뒤에 둔다.
이중 계산을 피하는 법. 이 책의 공통 기호표(3.1.8)는 수신 케이블 손실 $L_r$을 신호쪽에서 빼고, 잡음지수는 수신기 자체의 값으로 둔다. 상온 케이블이면 두 방식은 같은 SNR을 준다. 케이블 손실을 신호에서도 빼고 NF에도 더하면 두 번 센 것이다.
3.1.7.3 잡음 바닥과 수신 감도
수신기 입력의 잡음 바닥은 다음이다.
$$N=-174+10\log_{10}B+\mathrm{NF}\ \ [\mathrm{dBm}]$$
수신 신호가 읽히려면 신호대잡음비(SNR)가 변조·부호가 요구하는 값 $\mathrm{SNR}_{\mathrm{req}}$ 이상이어야 한다. 이 최소 신호 수준이 수신 감도다.
$$S=N+\mathrm{SNR}_{\mathrm{req}}=-174+10\log_{10}B+\mathrm{NF}+\mathrm{SNR}_{\mathrm{req}}\ \ [\mathrm{dBm}]$$
기준 C2 링크($B=1$ MHz, $\mathrm{NF}=6$ dB)에서는 $N=-108$ dBm이다. $\mathrm{SNR}_{\mathrm{req}}$는 변조·부호율에 따라 달라지고 3.9가 다룬다. 설명을 위해 몇 값을 놓아 본다(가정).
| 필요 SNR [dB] | 5 | 10 | 15 | 20 |
|---|---|---|---|---|
| 감도 $S$ [dBm] | −103 | −98 | −93 | −88 |
감도는 사양서의 숫자이지 현장의 성능이 아니다. 구현 손실, 같은 대역의 간섭, 다중경로가 실제 필요 SNR을 올린다(3.8). 제품이 광고하는 감도는 (공개 주장치)로 읽는다.
3.1.7.4 안테나 잡음과 $G/T$
수신 안테나도 잡음을 받는다. 지면을 바라보면 안테나 잡음 온도 $T_a$가 상온(약 290 K)에 가깝고, 하늘을 바라보는 위성 안테나는 GHz대에서 그보다 훨씬 낮다(대기·우주 배경 — ITU-R P.372의 3부가 지구국용 값을 싣는다). 시스템 잡음 온도와 $G/T$(수신 성능 지수)는 다음이다.
$$T_{\mathrm{sys}}=T_a+T_e,\qquad \frac{G}{T}=G_r-10\log_{10}T_{\mathrm{sys}}\ \ [\mathrm{dB/K}]$$
기준 링크에서 지상 안테나 8 dBi, $T_a=290$ K, NF 6 dB이면 $T_e=864.5$ K, $T_{\mathrm{sys}}=1{,}154.5$ K, $G/T=8-30.6=-22.6$ dB/K다(수신 케이블 손실은 별도). $G/T$는 위성 링크처럼 안테나가 크고 잡음 온도 차이가 큰 경우에 편리하며, 같은 링크를 다음 식으로도 나타낼 수 있다.
$$\frac{C}{N_0}=\mathrm{EIRP}-L_p+\frac{G}{T}-10\log_{10}k\ \ [\mathrm{dBHz}],\qquad -10\log_{10}k=228.6\ \mathrm{dBW/(K\cdot Hz)}$$
위성 링크 버짓은 3.13에서 이 식으로 나타낸다.
3.1.7.5 외부 잡음 — 인공 잡음과 우주 잡음
수신 잡음은 수신기만이 만드는 것이 아니다. ITU-R P.372-18(2026-09 승인으로 표시됨)은 0.1 Hz~100 GHz에서 번개·대기·강우·지표·은하·인공 소스의 배경 잡음을 싣는다. 도시·주거지의 인공 잡음(전기·전자 장비가 내는 광대역 잡음)은 안테나 잡음지수 $F_{am}$(kT₀b 대비 dB)의 중앙값을 주파수의 직선으로 근사한다.
$$F_{am}=c-d\log_{10}f\ \ [\mathrm{dB}],\quad f\ [\mathrm{MHz}],\ \ 0.3\le f\le250\ \mathrm{MHz}$$
| 환경 | $c$ | $d$ | 30 MHz | 100 MHz | 130 MHz | 250 MHz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 도시 | 76.8 | 27.7 | 35.9 | 21.4 | 18.2 | 10.4 |
| 주거지 | 72.5 | 27.7 | 31.6 | 17.1 | 13.9 | 6.1 |
| 농촌 | 67.2 | 27.7 | 26.3 | 11.8 | 8.6 | 0.8 |
$c$·$d$는 P.372-18 표 1의 값이고 나머지 열은 이 식으로 계산했다. 같은 표의 조용한 농촌(곡선 D)과 은하 잡음(곡선 E)은 유효 범위가 달라 여기서 계산하지 않았다(은하 잡음 식은 약 100 MHz까지이고 2 GHz 위의 우주 배경은 2.7 K 수준이다).
시사점이 크다. 항공 VHF(108~137 MHz)의 도시 잡음 $F_{am}\approx18$ dB는 수신기 잡음지수 5 dB보다 훨씬 크다. 시스템 잡음지수는 $F_{\mathrm{sys}}=F_a+F_r-1$(선형)이므로 외부 잡음이 지배하면 수신기를 개선해도 소용이 없다. 130 MHz 도시에서 수신기 NF를 5 dB에서 2 dB로 줄여도 시스템 잡음지수는 18.4 dB에서 18.3 dB로 거의 같다(계산). 25 kHz 음성 채널의 잡음 바닥은 수신기만 보면 $-125.0$ dBm이지만 도시 잡음을 넣으면 $-111.6$ dBm이다.
세 가지를 조심한다. 첫째, 곡선은 250 MHz까지만 정의된다. 2.4 GHz에서는 광대역 인공 잡음보다 같은 대역을 사용하는 다른 송신기의 간섭이 먼저 문제이고, 그 분석은 3.19의 몫이다. 둘째, P.372의 인공 잡음 곡선은 지상에 놓인 짧은 수직 모노폴 기준(그림 39)이며, 높은 고도에서 넓은 지역의 잡음원을 한꺼번에 보는 기체 안테나의 값은 따로 확인해야 한다 (확인 필요). 셋째, 같은 권고는 실내 인공 잡음 모형(80 MHz~2 GHz)도 싣는다. 측정 방법은 3.20으로 넘긴다.
3.1.8 공통 기호표와 기준 C2 링크
이 표가 제3부의 공통 어휘다. 3.2~3.20은 이 정의를 바꾸지 않고 사용한다. 다른 값이 필요하면 해당 장이 바뀐 값을 표로 밝힌다.
| 항목 | 정의 |
|---|---|
| 데시벨 | $x_{\mathrm{dB}}=10\log_{10}x$(전력비). dBm = 1 mW 기준, dBW = 1 W 기준, dBi = 등방성 안테나 기준(dBd = dBi − 2.15), dB/Hz = 대역폭당 |
| 열잡음 | $N=kTB$. $kT_0=-174$ dBm/Hz($T_0=290$ K). 수신 잡음 바닥 $N=-174+10\log_{10}B+\mathrm{NF}$ [dBm] |
| 자유공간 손실 | $L_{fs}=20\log_{10}(4\pi d/\lambda)=32.44+20\log_{10}d_{\mathrm{km}}+20\log_{10}f_{\mathrm{MHz}}$ [dB] |
| 링크 버짓 | $P_r=P_t+G_t-L_t-L_p+G_r-L_r$ [dBm], $\mathrm{SNR}=P_r-N$, 링크 여유 $M=\mathrm{SNR}-\mathrm{SNR}_{\mathrm{req}}$ |
| 등가 등방 복사 전력(EIRP) | $P_t+G_t-L_t$ |
| $E_b/N_0$ | $E_b/N_0=\mathrm{SNR}+10\log_{10}(B/R_b)$ |
| 수신 감도 | $S=-174+10\log_{10}B+\mathrm{NF}+\mathrm{SNR}_{\mathrm{req}}$ |
| 전파 수평선 | $d\approx4.12(\sqrt{h_1}+\sqrt{h_2})$ km($h$ [m], 유효 지구 반경 계수 4/3) |
| 파장 | $\lambda=c/f$, $c=299{,}792$ km/s. 2.4 GHz에서 $\lambda=0.125$ m |
기호의 뜻: $P_t$ 송신 전력, $G_t$·$G_r$ 송신·수신 안테나 이득(dBi), $L_t$·$L_r$ 송신·수신 케이블·커넥터 손실, $L_p$ 전파 경로 손실(자유공간 손실에 대기·차폐·편파 불일치 등을 더한 것), $R_b$ 비트율, $M$ 링크 여유.
상수에 대하여. 자유공간 손실의 상수 32.44는 $c=3\times10^{8}$ m/s로 계산한 값이다. 정확한 $c$를 사용하면 32.45이고(32.4478), ITU-R P.525-5는 32.4로 적는다. 차이는 0.01 dB로 이 책의 어떤 계산에도 영향이 없다. 전파 수평선 식의 근거와 확장은 3.2, 감시 장에서 사용된 예는 2.13.3.3이다.
기준 C2 링크. 3.1·3.2·3.6·3.8가 공유하는 가정이다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 주파수 | 2.4 GHz($\lambda=0.125$ m) |
| 송신 전력 $P_t$ | 20 dBm(100 mW) |
| 기체 안테나 $G_t$ | 2 dBi(무지향) |
| 지상 안테나 $G_r$ | 8 dBi |
| 케이블·커넥터 손실 | 송수신 합 2 dB(이 장에서는 $L_t=L_r=1$ dB로 나눔) |
| 수신 잡음지수 NF | 6 dB |
| 대역폭 $B$ | 1 MHz |
| 잡음 바닥 $N$ | −108 dBm |
| 필요 SNR $\mathrm{SNR}_{\mathrm{req}}$ | 10 dB(이 장의 설명용 가정 — 3.9가 변조·부호별로 정한다) |
합이 2 dB이므로 수신 전력은 어떻게 나눠도 같다. 나누는 방식에 의존하는 것은 EIRP뿐이고, 1 dB씩 나누면 EIRP가 21 dBm이다. 송신 쪽에 2 dB를 모두 두면 EIRP는 20 dBm이어서 유럽 2.4 GHz 한도(20 dBm, 3.1.4.1)를 넘지 않는다(3.8.7).
3.1.9 워크스루 — 기준 C2 링크 한 번 끝까지
거리 5 km의 기준 링크를 한 줄씩 계산한다(파이썬 math로 검증, 자유공간 가정).
| 단계 | 계산 | 값 |
|---|---|---|
| 송신 전력 | $P_t$ | 20.0 dBm |
| 송신 안테나·케이블 | $+G_t-L_t=+2-1$ | +1.0 dB |
| EIRP | 위 두 줄의 합 | 21.0 dBm |
| 자유공간 손실 | $32.44+20\log_{10}5+20\log_{10}2400$ | −114.0 dB |
| 수신 안테나·케이블 | $+G_r-L_r=+8-1$ | +7.0 dB |
| 수신 전력 $P_r$ | $21.0-114.0+7.0$ | −86.0 dBm |
| 잡음 바닥 $N$ | $-174+60+6$ | −108.0 dBm |
| SNR | $P_r-N$ | 22.0 dB |
| 필요 SNR(가정) | 10 dB | |
| 수신 감도 $S$ | $N+10$ | −98.0 dBm |
| 링크 여유 $M$ | $P_r-S=22.0-10$ | 12.0 dB |
세 가지가 읽힌다. 첫째, 자유공간 가정에서 5 km의 여유는 12 dB다. 둘째, 같은 링크의 $C/N_0=P_r-(-174+\mathrm{NF})=-86.0+168=82.0$ dBHz이고, $B=1$ MHz를 빼면 SNR 22.0 dB로 앞의 값과 같다(검산). 셋째, 비트율을 가정하면 $E_b/N_0$가 나온다. 예로 $R_b=250$ kbit/s이면 $E_b/N_0=22.0+10\log_{10}(1\,\mathrm{MHz}/250\,\mathrm{kHz})=28.0$ dB다.
여유가 거리를 정한다. 위 링크의 허용 경로 손실은 $20+2+8-2-(-98)=126$ dB이므로, 여유를 $M$만큼 남기고 사용할 수 있는 자유공간 거리는 다음과 같다(계산).
| 남기는 여유 | 0 dB | 6 dB | 10 dB | 12 dB | 20 dB |
|---|---|---|---|---|---|
| 자유공간 거리 | 19.9 km | 9.9 km | 6.3 km | 5.0 km | 2.0 km |
여유 20 dB를 잡으면 통달거리가 10분의 1이다. 페이딩과 가림에 얼마를 남겨야 하는가가 3.3·3.8의 질문이 된다. 같은 식으로 2.13.6.3의 Remote ID 방송 링크(10 dBm, 감도 $-97$ dBm, 2,440 MHz)를 사용하면 여유 0 dB에서 2.19 km, 20 dB에서 0.22 km가 나와 그 장의 표와 일치한다.
밴드를 바꾸면. 안테나 이득을 그대로 두고 5 km에서 주파수만 바꾸면 자유공간 손실이 915 MHz에서 105.6 dB, 2.4 GHz에서 114.0 dB, 5.03 GHz에서 120.5 dB, 5.8 GHz에서 121.7 dB다(계산). 5.8 GHz는 2.4 GHz보다 7.7 dB 불리하다. 이 차이가 안테나 이득이 같다는 가정의 산물이라는 점은 3.2에서 풀린다.
3.1.10 설계 트레이드오프 — 어느 대역에 링크를 둘 것인가
비가시권이 아닌 지상 가시선 C2 링크의 대역을 고른다고 하자. 선택지는 넷이다.
① 900 MHz대 ISM(또는 UHF) — 파장이 길어 같은 이득의 안테나에서 2.4 GHz보다 자유공간 손실이 8.4 dB 작고 수목·지형 회절에 유리하다. 대가는 대역폭이 좁고(26 MHz) 2지역에서만 ISM이며, 안테나가 커진다(반파장 16 cm). 한국·유럽에서는 별도 규정을 찾아야 한다 (확인 필요).
② 2.4 GHz ISM — 세계 공통이고 부품과 안테나가 풍부하다. 대역폭 83.5~100 MHz로 영상도 수용할 수 있다. 대가는 혼잡이 가장 심해 무선랜·블루투스·다른 드론이 모두 같은 대역에 있다.
③ 5.8 GHz ISM — 150 MHz 폭(RR 기준)으로 채널이 많고 2.4 GHz보다 한산하다. 대가는 손실 +7.7 dB와 수목·지형 차폐에 약한 점이다.
④ 분배된 안전 대역(항공 C2 5,030~5,091 MHz, 군용 대역, 셀룰러 면허 대역) — 보호받고 가용도 요구를 논증하기 쉽다. 대가는 장비·면허·비용이고 국가별 도입 상태가 다르다.
| 선택 | 얻는 것 | 잃는 것 | 어울리는 곳 |
|---|---|---|---|
| ① 900 MHz대 | 도달·회절 | 대역폭·지역 한정·안테나 크기 | 농촌·산악 장거리 원격측정 |
| ② 2.4 GHz | 보편성·비용 | 혼잡 | 취미·상용 소형 UAS |
| ③ 5.8 GHz | 한산·채널 수 | 손실·차폐 | 단거리 영상 링크 |
| ④ 안전 대역 | 보호·논증 | 비용·제도 | 사람 위 운용·AAM·군 |
견해: 인명과 재산에 영향을 주는 운용(사람 위 비행, 비가시권)의 C2 링크는 한 개의 비면허 대역에만 의존하지 않는 편이 낫다고 본다. 근거는 두 가지다. 첫째, 같은 대역의 혼잡은 모든 링크에 동시에 영향을 주는 공통 원인이어서 같은 대역의 다중화는 가용도를 거의 올리지 못한다(2.5의 공통 원인 고장 논리, 3.11). 둘째, 비면허 대역은 보호받지 못하므로 사고 뒤 간섭이 원인으로 지목되면 책임을 돌릴 곳이 없다. 반대로 취미·단거리 용도에서는 ②의 보편성과 비용이 압도하므로 이 판단이 과하다. 정답은 위험과 비용의 균형이다.
3.1.11 세 축 비교
| 항목 | 군용 드론 | 민간 UAS | AAM |
|---|---|---|---|
| 주 사용 대역 | 군용 UHF~Ku, 군 위성, 상용 대역 병용(공개 개요만) | 2.4·5.8 GHz ISM, 셀룰러, 일부 위성 | 항공 안전 대역, 셀룰러, 위성 |
| 보호 수준 | 군 분배와 운용 통제 | 비면허는 보호 없음 | 안전 대역은 보호 |
| 출력·EIRP 결정 요인 | 임무와 은밀성(3.18) | 규정의 EIRP 한도(미국 36 dBm, 유럽 20 dBm 예) | 형식 인증과 분배 규칙 |
| 잡음·간섭 환경 | 재밍·의도적 간섭 전제 | 혼잡한 ISM, 도시 | 보호된 대역이지만 도심 차폐 |
| 편파·안테나 관행 | 지향·추적 안테나, 군용 편파 선택 | 무지향 선형, 영상에 원형 병용 | 다중화된 안테나 배치(3.6) |
| 요구의 형태 | 거부 환경 생존 | 규정 적합 | 가용도·연속성 입증 |
| 관련 장 | 3.16·5.1 | 3.19·18.16 | 15.15·17.19 |
3.1.12 관련 규격·프로토콜
| 문서 | 발행 | 무엇을 정하나 | 상세 |
|---|---|---|---|
| ITU-R V.431-9(2025-10) Nomenclature of the frequency and wavelength bands used in telecommunications | ITU-R | 대역 번호·기호·이름, 문자 대역 표 | 17.19 |
| ITU-R P.372-18(09/2026) Radio noise | ITU-R | 번개·대기·은하·인공 잡음의 배경 수준과 잡음지수 | 3.19 |
| ITU-R P.525-5(11/2024) Calculation of free-space attenuation, P.341-7(08/2019) | ITU-R | 자유공간 손실, 기본 전송 손실 개념 | 3.2 |
| ITU-R P.310-11(09/2025) | ITU-R | 전파 용어(교차편파 분리도 정의 포함) | A.1 |
| ITU 전파규칙(RR) 제5.150항 | ITU | ISM 대역 지정 (원문은 2차 확인) | 17.19 |
| 47 CFR 15.247 | 미국 FCC | 902~928·2,400~2,483.5·5,725~5,850 MHz 디지털 변조 장비의 출력·안테나 규칙 | 18.16 |
| ETSI EN 300 328 V2.2.2(2019-07) | ETSI | 2.4 GHz 광대역 변조 장비의 조화 표준(EIRP 20 dBm 등) | 18.16 |
IS-GPS-200 (판 확인 필요) | 미국 | GPS 신호 규격, L1 C/A 최소 수신 전력 | 4.2 |
ICAO Annex 10 Vol. III·V (판 확인 필요) | ICAO | 항공 VHF 음성·무선 주파수 스펙트럼 활용 | 3.15 |
유료 표준의 본문은 옮기지 않았다. 규격의 지형은 9.1, 찾는 법은 0.9, 부록 색인은 A.6에 있다.
3.1.13 관련 규제·인증 요구와의 연결
이 장의 원리는 규제에서 다섯 가지 요구로 나타난다.
| 요구 | 이 장의 원리 | 상세 |
|---|---|---|
| 주파수 분배·면허 | 대역마다 보호와 용도가 다르다 | 17.19·18.16 |
| 송신 출력·EIRP 한도·적합성평가 | 출력과 안테나 이득의 합이 규정 한도에 묶인다 | 18.16·17.18 |
| 전파 교란의 합법성 | 간섭이 잡음 바닥을 올린다는 물리와 법적 금지 | 18.9·19.10 |
| 링크 성능의 입증 | 감도·잡음은 시험으로 확인한다 | 3.20·20.6 |
| 항공 안전 대역의 보호 | 항공 VHF와 C2 대역은 무선 간섭에서 보호된다 | 17.2·17.4 |
링크 설계와 성능 표준(필요통신성능)은 3.11과 9.13에서 이어지고, 전자파적합성(EMC)은 8.10이 다룬다.
3.1.14 함정과 한계
| 오해 | 실제 | 더 볼 곳 |
|---|---|---|
| "dBm을 dBm에 더하면 합이 된다" | 절대 단위끼리는 더하지 않는다. 합산은 선형으로 한다 | 3.1.6.2 |
| "$-174$ dBm/Hz는 언제나 잡음 바닥이다" | $T_0=290$ K 기준이다. 하늘을 보면 낮고, VHF 도시에서는 외부 잡음이 훨씬 크다 | 3.1.7.5 |
| "수신 감도는 사양서 값만큼 현장에서 난다" | 구현 손실·간섭·다중경로가 필요 SNR을 올린다 | 3.8 |
| "2.4 GHz가 5.8 GHz보다 항상 멀리 간다" | 안테나 이득이 같다는 가정에서만 7.7 dB 유리하다. 안테나 면적이 같으면 반대다 | 3.2 |
| "ISM 대역은 마음대로 사용해도 된다" | 출력·안테나 한도가 있고 보호받지 못한다 | 3.1.4.1 |
| "원형 편파는 항상 낫다" | 선형과 만나면 3 dB를 잃고 축에서 벗어나면 축비가 나빠진다 | 3.6 |
| "문자 대역(Ku 등)은 표준 용어다" | V.431은 문자 대응이 표준이 아니라고 한다. 범위를 함께 적는다 | 3.1.3.2 |
| "P.372로 2.4 GHz의 잡음을 안다" | 인공 잡음 곡선은 250 MHz까지다 | 3.19 |
이 장의 한계도 밝혀 둔다.
- 모든 계산은 선형 시불변 모형과 자유공간이다. 다중경로·페이딩은 3.3, 공대지 채널은 3.4, 대기·강우는 3.5이다.
- 기준 링크는 가상의 가정이다. 특정 제품의 값이 아니다.
- 대역의 분배는 국가마다 다르고 바뀐다. 2차 확인 항목은 17.19·18.16에서 원문으로 확인한다.
- 잡음 모형은 열잡음과 P.372의 중앙값이다. 의도적 간섭(5.2)은 다루지 않았다.
3.1.15 체크포인트·연구 질문
체크포인트
- 2.4 GHz와 5.8 GHz의 파장을 구하고, 자유공간 손실이 7.7 dB 다른 이유를 식으로 설명하라(안테나 이득이 같다는 가정을 밝힐 것).
- 선형 편파 안테나 두 개가 45° 어긋났을 때와 원형 대 선형일 때의 편파 불일치 손실은 각각 얼마인가? 어긋남이 90°일 때 실제 손실을 정하는 것은 무엇인가?
- −100 dBm과 −106 dBm의 두 전력을 합하면 몇 dBm인가? 이 계산이 잡음과 간섭의 합에 어떻게 사용되는가?
- 대역폭 20 MHz, 잡음지수 8 dB 수신기의 잡음 바닥과, 필요 SNR 12 dB일 때의 감도를 구하라.
- 기준 링크에서 필요 SNR이 15 dB로 오르면 5 km의 여유와 여유 0 dB의 자유공간 거리는 어떻게 바뀌는가?
- 130 MHz 도시에서 수신기 잡음지수를 개선해도 거의 득이 없는 이유를 설명하라.
연구 질문 — 이 장에서 파생되는 열린 주제(25.7에 모은다)
- 고도에서의 인공 잡음 — 높이 올라간 기체 안테나가 보는 ISM 대역 이하의 배경 잡음과 간섭은 지상 값(P.372)과 얼마나 다른가? 도시 위 측정 데이터는 어디까지 공개돼 있는가?
- 혼잡한 ISM 대역에서의 유효 감도 — 사양서의 감도와 혼잡한 환경의 유효 감도 사이의 차이를 어떻게 지표화할 수 있는가?
- 편파 다이버시티의 실효 — 비가시선 도심에서 교차편파 분리도가 8 dB 안팎일 때 이중 편파 안테나의 이득은 얼마인가?
- 안전 대역 도입의 지연 — 분배와 실제 사용 사이의 간격을 줄이는 제도 설계는 무엇인가? 국가별 도입 상태를 비교할 수 있는가?
1차 출처(이 장)
- ITU-R Recommendation V.431-9(2025), P.372-18(2026), P.525-5(2024), P.341-7(2019), P.310-11(2025), P.1411-13(2025).
- ITU 전파규칙(Radio Regulations) — 제5.150항 등
(판 확인 필요). - 47 CFR 15.247(eCFR); ETSI EN 300 328 V2.2.2(2019-07).
- Pozar, D. M., Microwave Engineering, 4th ed., Wiley, 2012.
- Balanis, C. A., Antenna Theory: Analysis and Design, 4th ed., Wiley, 2016.
- Rappaport, T. S., Wireless Communications: Principles and Practice, 2nd ed., Prentice Hall, 2002.
- Kaplan, E. D.; Hegarty, C. J., Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications, 3rd ed., Artech House, 2017.
- IS-GPS-200
(판 확인 필요); ICAO Annex 10(판 확인 필요).
출처를 찾고 판을 추적하는 방법은 0.9에서 다룬다.
다음 장: 3.2에서 이 장이 정의한 자유공간 손실의 식을 유도한다. 손실이 주파수와 함께 커지는 이유가 사실은 수신 안테나의 유효 면적이라는 것을 보이고, 프레넬 영역과 지구 곡률이 만드는 가시선의 한계, 대기 굴절, 그리고 저고도 링크에서 지면 반사가 일으키는 두 선 모델을 이어서 다룬다.