유럽의 주파수 공유연구 결과(ECC Report 56, 2004년)에 따르면 아마추 어 무선국과 2㎞이내의 보호이격거리가 필요하지만, 국내에는 등록된 아마 추어무선국이 없어 간섭분석 대상에서 제외하였다(77~81㎓ 대역은 아마추 어국과 전파천문업무로 지정되어 있다).
본 장에서는 77~81㎓ 대역 차량레이더 주파수 분배와 관련하여 차량레이 더에 의한 전파천문 업무 간섭영향 분석 및 실험 결과에 대한 국외 주파수 공유 사례를 검토하고, ITU-R 보고서에 근거한 전파손실 모델을 이용하여 차량레이더로부터 국내 전파천문업무 보호거리 도출 분석 내용을 제시하였 다.
1. 해외 주파수 공유 간섭연구 사례
가. 중국 (ITU-R SM.2025, ECC Report 56)
(간섭분석 시나리오) 업무의 간섭영향을 분석하기 위해 전파천문 망원경 (RAS)으로부터 반경 최대 500 km 이내에 유효 등방성 방사전력 -2.79 dBm/㎒의 송신 전력을 갖는 다수의 근거리 차량레이더(Short Range Radar)를 분포시켰다. 간섭원인 차량레이더 송신 전력을 km2당 밀도를 변 화 시키면서 전파천문 업무 보호 요구 규격인 –288 dBW/Hz (-198dBm/MHz)를 만족하는 이격 거리를 구하였다.
[그림 7-21] RAS과 SRR 업무간 공유 분석을 위한 시나리오
(분석 파라미터) 권고서 ITU-R P.620
(diffraction model: P.526)
에서 제시된 알고리즘을 이용하여 ITU에서 제공하는 주요 간섭 분석 파라미터를 입력하 여 이격 거리를 계산하였다.[표 7-13] 주요 간섭 분석 파라미터
Parameter Value Source
주파수(㎓) 77.75 Annex 23 to the Chairman’s
Report (5B/167)
근거리 레이더 RF 대역(㎓) 최대 3.8 Annex 21 to the Chairman’s Report (5A/198)
근거리 레이더 최대 방사전력e.i.r.p(dBm) 33 (전 대역)
Annex 21 to the Chairman’s Report (5A/198)
Annex 23 to the Chairman’s Report (5B/167)
전파 천문업무 망원경 높이(m) 25
대기 전파 감쇠(dB/km) 0.374 Annex 23 to Chairman’s Report (5B/167)
최대 계산 거리(km) 500 Recommendation ITU-R P.620
(분석 결과) 근거리 레이더 송신전력밀도에 대한 전파천문업무 보호이격
전 망 대 경 도
KVN, Yonsei Univ. 126 56 35 37 33 44 21 6.7∼7.8㎓, 22∼24
(측정 결과) 거리 1.7km, 27km에 대한 각각의 안테나 절대온도를 측정하
Cont.200 Stationary 968 1.7 0.3 170 –131.8 48 Bosch.WB Stationary 60.1 1.7 0.3 1550 –134.3 41 Cont.200 Stationary 0.68 26.9 4.0 170 –163.4 38 Cont.200 In motion 1.07 26.9 4.0 170 –161.4 43 Cont.WB In motion 0.41 26.9 4.0 800 –158.9 51
RA.769의 정의된
(한국천문연구원,
(Geongi High School) 127 00 07 37 18 48 2 1400∼1427㎒
※ 21m 전파망원경 대역별 용도 : 6.7∼7.8㎓ (측지용), 21.5∼23.5㎓ (천문용), 42.11∼44.11㎓ (천문용), 85∼95㎓ (천문용), 124∼141㎓ (천문용)
77~ 81㎓대역의 차량레이더의 스펙트럼 마스크 특성을 고려하여 한국천문 연구원 85 ~ 95㎓ 운용대역 전파천문 업무에 대해 최소 이격거리를 계산하 였다.
(인접대역 분석) 단일 근거리 차량 레이더 대역외 방사로부터 전파천문 업무의 간섭영향을 분석하기 위해 전파천문 관측소로부터 반경 최대 500 km 거리 이내에 79㎓ 차량레이더 대역외 방사 제한값인 –30 dBm/MHz 유효 등방성 방사 전력을 갖는 간섭원을 배치하고, 전파천문 업무 보호 요 구 규격(-198dBm/MHz)를 만족하는 이격 거리를 구하였다.
[그림 7-23] 전파천문업무와 공유 분석 시나리오
경로손실(
L
) 아래의 식(1)은 차폐 등의 유물의 특별한 경우에만 유효하지 만 언덕이나 산 같은 장애물에는 일반적으로 적용되지 않는다.
exp
log
(1)
gm
d
g : 대기 감쇠 * 이격 거리(반지름)
A
h : 위치 차폐 및 필터에 의한 손실p1 : 연간 시간 퍼센트 (전파천문이 연간 운용되는 시간적 확률) ITU R P.526-12의 일반적인 경로에 대한 회절 손실에 대한 알고리즘을 이용하여 일반적인 경로에 적용되는 식(2)로 변환하면,
경로 손실은 식(6)에 나타낸 것처럼 168dB이다. 식(6)에서
는 단일 차량레이더의 유효 등방성 방사 전력(송신)이고
는 79GHz 전파천문 관측소 의 최대 허용가능한 스펙트럼 전력밀도(수신, ITU-R 권고 RA.769 참조)이 다.
(6)경로손실 168dB 이상이 되는 거리에 따른 L(p1)을 구한 결과를 그림7-25 에 나타내었다.
[그림 7-25] 거리에 따른 전파모델 L(p1) 분포
L(p1)= 168dB 일 때 p1 변화에 따라서 요구되는 보호 이격거리를 산출하 면 다음의 그림7-26과 같다.
[그림 7-26] 경로손실 L(p1)=168dB일때 p1변화에 따른 보호 이격거리 (결과요약) 차량레이더로부터 인접대역의 전파천문 업무가 간섭을 받지 않 기 위해서 최소 약 10.3km에서 19.1km이상의 보호 이격거리가 필요하고, p1의 퍼센트가 낮을수록 이격 거리가 증가됨을 확인하였다.