1.송・ 수신기

1.송・ 수신기

1) 아날로그 송신기

(1) AM송신기

▶ AM송신기의 기본 구성

발진부-->완충증폭부--->주파수체배부--->여진전력증폭부--->종단전력--ANT.

- 완충증폭부 : 부하의 변동으로 발진 주파수가 변동 방지 , A급 증폭기 - 주파수체배부 : 높은 주파수를 얻기 위해 , C급 증폭기.

- 종단 전력 증폭기 : 고전력변조, 트랜스가 크고, 소비전력 많다.

▶ 주파수 안정도

① 발진부, 증폭부 등의 주요 회로의 설계에 따라서 결정 ② 전원 전압의 변화

③ 주위 온도의 변화 ④ 전기적 정수의 변화 ⑤ 기계적 진동 및 조정 불량

▶ 스퓨리어스 발사

① 형 회로를 사용하여 고조파 제거 ② B급푸시풀 방식 (우수고조파제거) ③ 트랩(Trap) 설치 = 중화회로 ④ 적당한 차폐

⑤ Q를 높인다

⑥ 바이어스 전압을 얕게

※ 발진부

▶ LC 발진기에서 일어나기 쉬운 현상 : 블로킹(blocking) 발진, 인입현상, 기생 현상

▶ 수정 발진기 :

▶ 수정발진기의 주파수변동의 원인과 대책

원인 대책

주위온도의변동 항온조

부하의 변동 완충증폭기

동조점의불안정 동조점을 약간벗어나게

▶ 주파수 체배기 : C급 증폭방식 사용 .

▶ 완충 증폭기와 주파수 체배기 비교

※ 변조부

▶ 전건 조작에서 요구되는 사항 ① 소요 전력이 안정 확실할 것

② Key 조작에 따라서 발사 주파수가 변동하지 않을 것 ③ 특수한 때를 제외하고는 간격파를 발사하지 않을 것 ④ 통신 속도를 빨리 할 수 있을 것

⑤ Key 조작에 따라 적당한 구형파의 부호를 송출할 수 있을 것

▶ 이상 파형의 주요 원인과 대책 ① Key-click : 파형 정형 회로 ② 채터링 현상 : 계전기 설편

③ 전원 전압 변동률에 의한 것 : 정전압 장치 ④ 전원의 맥동이 클 것 : 평활 회로

⑤ 전원 회로의 과도현상에 의한 것 ⑥ 기생 진동에 의한 것

⑦ 바이어스부적당(dynatron현상) : 바이어스 전압 재설정 ※종단 전력 증폭부와 안테나 결합 회로

▶ p형 결합회로

① 저역 여파기 (LPF)역할

② 스퓨리어스(고조파)발사의 제거 (2) AM 수신기

▶ 슈퍼헤테로다인수신기

ANT -->입력회로-->고주파증폭-->주파수혼합-->중간주파증폭-->검파-->저주파증폭-->출력 ↑ ↑

국부 발진 Beat발진

▶ 장점

① 큰 이득을 얻을 수 있다 . ② 감도 및 선택도가 좋다.

③ 양호한 충실도를 얻을 수 있다 .

④ 목적에 따라서 대역폭을 조정할 수 있다.

▶ 단점

① 영상혼신을 받기 쉽다

② 회로가 복합하고 조정이 어렵다.(비싸다)

③ 주파수가 변환 회로에서 잡음을 일으키는 일이 있다.

▶ 고주파 증폭기의 작용

① 이득의 증대, 즉 감도의 향상 ② 영상 주파수 제거의 개선

③ 수신기의 입력단에서의 신호대 잡음비(S/N)의 개선 ④ 불요파 제거의 개선, 즉 선택도향상

▶ 혼합 회로 (mixer)에 요구되는 사항 ① 잡음의 발행이 적을 것

완충 증폭기 주파수 체배기

동작 기점 A급 또는 AB급 C급

능 률 보통이다 체배부가 많을수록 떨어진다

찌그러짐 작 다 많 다

안 정 도 좋 다 약간 떨어진다

② 변환 이득이 클 것 ③ 동작이 안정할 것

④ 국부 발진 출력이 안테나 및 외부로 누설되지 않을 것

▶ 단일조정 : 수신 주파수와 국부발진 주파수의 차가 항상 중간주파수가 되도록 조정 (tracking회로)

▶ 중간 주파수를 높게 선정하면 영상 주파수 선택도가 개선되고 인입 현상의 영향을 적게 할 수 있으며 전송대역 주파수 특성 등을 개선시킬 수 있다

▶중간 주파수를 낮게 선정하면

단일 조정 (tracking)을 정확히 할 수 있고 근접 주파수 선택도를 개선시킬수 있으며 감도 및 안정도를 좋게 할 수 있다

▶ 다이아고날 클리핑 : 검파기의 부하소자의 시정수

t

▶ 네가티브 피크 클리핑 : 직류시와 저주파시에 서로다른값을 갖기 때문에 발생하는 파형 왜곡 ※ 수신기 보조회로

▶ 대역확대회로:특정한 좁은 주파수 대역을 확장전개하여 동조 조작을 쉽게 하기 위한 회로

▶ 자동이득 제어회로(AGC) : AGC는 수신기의 직선성을 보호하고 출력 신호 level을 거의 일정하게 유지

▶ DAGC:궤환 전압이 기준치 이상이 되면 처음으로 동작을 개시하는 지연형 AGC

▶ 자동주파수 제어회로(AFC) : 희망신호의 주파수에 수신기를 정확히 동조하기 위한 회로

▶ 잡음 제한기 : 충격잡음 제한기

▶ 비트 주파수 발진기(BFO) : A ₁A신호를 가청주파수로 변환 ※ 무선수신기의 특성

▶ 감도 : 어느 정도의 미약한 신호를 수신할 수 있는가하는 능력

▶ 감도 향상 방법

① 주파수 변환기의 변환 이득을 크게 ② 내부 잡음이 적은 증폭 소자를 사용

③ 대역폭은 필요 이상으로 넓게 취하지 않는다

▶ 선택도 : 신호를 어느 정도로 분리할 수 있느냐의 분리 능력을 표시하는 양

▶ 실효 선택도 : 감도억압 효과, 혼 변조, 상호 변조

▶ 충실도 : 어느 정도 충실하게 재현할수 있는가 하는 능력

▶ 안정도 : 일정한 주파수로 일정한 진폭의 전파가 들어온 경우, 재조정하지 않고 어느 정도 장시간에 걸쳐서 일정한 출력이 얻어지는가 하는 능력

※ 대역폭 표시법

①-3dB점의 실용 대역폭 :방송 수신기 ②-6dB점의 6dB대역폭:통신용 수신기 ③3점 대역폭:고충실도 수신기

(3)SSB송수신기

※ SSB 통신 방식 일반

▶ SSB와 DSB의 비교 (1) SSB 통신 방식의 장점

① 점유주파수대폭이 1/2로 축소되어 혼신이 적어진다 ② 적은 송신 전력으로 양질의 통신이 가능하다 ③ 송신기의 소비전력이 적다

④ 선택성 페이딩의 영향이 적다(3[dB]개선) ⑤ 수신측에서 S/N 가 개선(3[dB]개선) ⑥ 비화 통신 방식으로 하기 쉽다 ⑦ 송신기가 소형 경량이다

(2) SSB 통신 방식의 단점

① 송수신기의 회로 구성이 복잡하다 ② 높은 주파수 안정도를 필요로한다 ..

③ 가격이 비싸다 ※ SSB송신기

▶ 필터법에 의한 SSB 송신기

링변조기와 필터 (BPF)를 사용하여 측파대만을 발생 다단 변조 : 측파대 구분을 쉽게 하기 위해서

▶ 이상법에 의한 SSB 송신기

두 개의 평형 변조기를 사용하여 위상을 적당히 편이시켜 반송파와 한쪽의 측파대를 제거

▶ 웨버법-제 3 의 방법 ※ SSB 수신기

▶ 동기 조정회로(Speech clarifier) : 수동으로 미세하게 동기를 조정하는 회로

▶ SSB필터:LC필터, 미캐니컬 필터, 수정필터

(4) FM 송수신기

※FM 통신 방식

▶ 직접 FM 변조의 특징

종류:LC 발진기, 수정발진기, reflex klystron ① FM 변조가 비교적 간단하다

② AFC 회로가 필요하다

③ 중심 주파수 (반송파)의 안정도가 나쁘다

④ 발진주파수를 어느정도 높게 해서 체배단수를 어느 정도 절약할수 있다

▶ 간접 FM 변조의 특징

종류:벡터 합성법 (Amstrong방식), Serrasoid방식, 가변리액턴스 방식 ① 수정 발진기를 사용하르모 주파수 안정도가 좋다

② AFC 회로가 필요없다 ③ 장치가 복잡하다 ④ 전치보상기가 필요하다

⑤ 큰 주파수 편이를 얻기 어려우므로 주파수 체배기를 필요로한다 ※ FM 송신기 보조회로

▶ 순시 주파수 편이 제어 회로(IDC)

구성 : 입력신호: 미분회로->증폭기->리미터회로->적분회로-> 증폭기 :위상변조기

▶ 프리 엠파시스(Pre -emphasis)회로 :고역 S/N비를 개선 ---미분회로의 일종

▶ 자동주파수 제어 (AFC)회로:주파수 편차를 작게 하여 안정한 주파수 송출 ※ FM 수신기

▶ AM 수신기와의 차이점 ① 수신 주파수 대역폭이 넓다 ② 진폭제한 회로가 있다 ③ 주파수 변별회로가 있다 ④ 스켈치 회로가 사용된다 ⑤ 디엠파시스 회로가 있다

▶ FM 파 복조기 ① 포스트 실리검파기 ② 비검파기(리미터 작용)

③ gated-beam관형 주파수 변별기 ④ 복동조형(round -travis)주파수 변별기 ⑤ PLL 검파기

※FM 수신기 보조회로

▶ 진폭 제한기 (limiter) : 충격성 잡음 제거.

▶ De-emphasis 회로 : 수신기 쪽에서 본래의 신호음으로 환원하는 회로.

▶ 스켈치(squelch)회로 : 신호 입력이 없을 때 잡음 출력을 억제.

2.전원설비

1) 정류장치

※정류회로:교류를 정류해서 맥류성분을 얻는 정류부와 맥류로부터 직류분을 취하는 평활부로 구성 Transformer ▶ Rectifier ▶ Filter ▶ Regulator

F-S 검파기 ratio 검파기

검파효율 1 1/2

리 미 터 필요하다 필요없음

다이오드 일정방향 반대방향

※브리지 회로의 특징

①트랜스의 2차에 중간탭을 사용할 필요가 없다 ②고전압 정류에 적합하다

③전원 트랜스가 소형이다 ④전압 변동률이 크다(단점)

2) 평활회로(저역 여파기 )

컨덴서 필터를 가진 반파 정류 회로

컨덴서 필터를 가진 전파 정류 회로

▶ 컨덴서 입력형과 쵸크 입력형의 비교 p형 여파기

① 장점 : 출력 전압을 최대치에 접근 시킬 수 있다 맥동률이 적다

② 단점 : 다이오드 전류가 펄스 형태이다 전압 변동률이 나쁘다

2) 축전지 시설

▶ 축전지의 용량:AH(암페어시)

▶ 축전지의 백색 황산연의 발생 방지상 주의해야 할 사항 ① 방전상태로 장기간 방치하지 않고 충실할 것

② 과방전을 하지말 것

③ 충전 부족이 되지 않도록 할 것 ④ 충전후 오래 방치하지 말 것 ⑤ 과대한 전류로 방전하지 말 것

⑥ 전해 액의 온도 및 비중이 규정치를 넘지 않도록 할 것 ⑦ 극판이 공기중에 나타나지 않도록 전해액을 보급해 줄 것 ⑧ 단락, 자기 방전 또는 누전등이 없도록 할 것

▶ 부동 충전

① 축전지의 수명이 2배로 된다

② 효율이 좋아지고 용량이 비교적 적어도 된다 ③ 전압 변동률이나 맥동률도 감소되어 많이 사용된다

▶ 과 충전의 필요성

①규격 용량 이상 방전이 되었을 때 ②극판에 백색연이 발생하였을 때

반파정류회로 전파정류회로 브리지 전파 정류회로

평균값 Vm/ 2Vm/ 2Vm/

실효값 Vm/2

맥동률 실효값/평균값 =1.21 0.482 0.482

전압 변동률 (무부하시 전압-부하시 전압) / 부하시 전압

정류효율 0.406 0.812 0.812

최대 역전압 Vm 2Vm Vm

단상 반파 단상 전파 3상 반파 3상 전파

맥동률 r=1.21 r=0.482 r=0.183 r=0.042

맥동 주파수 f 2f 3f 6f

③방전후 곧 충전하지 아니하였을 때

④매일 충방전으로 사용하고 있을 때는 월 1 회 정도

▶ 축전지의 표준온도에서 비중 환산 공식

3) 정전압 전원설비

▶ 제너 다이오드를 이용한 정전압 회로

▶ 트랜지스터 정전압 회로

①병렬형 정전압 회로:과부하에 보호, 효율이 나쁘다 ②직렬형 정전압 회로:효율이 좋다, 과부하에 약하다

▶ 궤환형 정전압 회로:비교용과 제어용 트랜지스터가 필요

4) 인버터 및 컨버터

①인버터의 기능:직류를 교류로 변환하는 기기

②컨버터의 기능:직류를 다른 여러 직류전압으로 바뀌는 장치

3. 무선통신방식

1)AM 통신 방식 ※SSB 통신 방식

J3E:대역폭의 감소와 전력이득이 크다 DSB로 수신이 곤란

R3E:AGC회로를 구성할 수 있다

H3E:AGC구성과 DSB 수신기로 수신 가능

2)FM 통신 방식

①신호파가 동일한 때 FM은 PM 에 비하여 90。의 위상차를 갖는 파형 ②신호파를 적분하여 PM 하면 FM가 얻어진다

③신호파를 미분하여 FM 하면 PM가 얻어진다

▶ FM 통신방식의 특징 (AM에 비해) ① 신호대 잡음비(S/N)가 개선된다 ② 점유주파수대역폭이 넓다 ③ 약전계 통신에 적합하지않다 ④ 레벨 변동의 영향이 없다 ⑤ 고충실도가 얻어진다 ⑥ 기기의 구성이 복잡하다

▶ FM 방식과 AM 방식의 비교

주파수 변조방식(FM) 진폭 변조 방식 (AM

신호대 잡음비(S/N) 좋아진다 나쁘다

음 질 좋아진다 나쁘다

사용주파수대 높은 쪽을 이용 고저 어느것이든 좋다

주파수대폭 넓어진다 좁 다

장 치 복 잡 간 단

3) 디지털 통신 방식

▶ 연속 레벨 변조 방식 :PAM, PWM, PDM, PPM

▶ 불연속 레벨 변조 방식 : 디지털 ① PNM(펄스 수 변조)

② PCM( 펄스 부호 변조 ) : 표본화, 양자화, 부호화

4) 무선 전신 방식

▶ AM 전신 방식

① A1A : 반송파를 morse부호로서 단속하는 방법 BFO 를 설치하거나, 톤 키어를 사용

② A2A : 반송파를 가청주파수로 변조하여 발사하는 전신 방식 대역폭이 넓고, 회로가 복잡하여 효율이 낮다

▶ FS 전신 방식의 특징

① S/N비가 AM 전신방식에 비하여 크게 개선된다 ② 고속도 통신 및 다중 통신에 적합하다

③ 적은 전력으로 양질의 통신이 가능하다 -->FM 과의 차이점 ④ AGC 및 공간 다이버스티를 사용할 수 있다

⑤ 오자가 발생할 확률이 적다

※ 무선통신의 잡음

5) 위성통신방식

▶ 위성통신의 종류 :랜덤 위성 , 위상 위성 , 정지 위성

▶ 위성궤도:저궤도(LEO), 중궤도(MEO), 정지궤도(GEO)

▶ 정지위성통신의 특징

① 안정된 대용량의 통신이 가능

② 초기 투자비 , 운용비, 보수비가 통신거리에 관계없다 ③ 다원 접속이 가능

④ 장거리 회선에 적합

⑤ 단점 : 지연시간이 문제가 된다 전자 방해에 약하다

▶ 다원 접속 : FDMA, TDMA, CDMA

회선 할당면에서 분류하면⇒고정할당, 접속 요구 할당 , 임의 접속 방법

▶ 위성 안테나 : 무지향성 안테나, 파라보라, 헬리컬, 혼(Horn)안테나

▶ 많이 사용되는 지구국 안테나 : 카세그레인 안테나

▶ 신호의 전송 형식 : base band 전송, IF 전송, micro파 전송, 직접 결합 방식

▶ 저잡음 증폭 장치 : 파라메트릭 증폭기 , 저잡음 FET증폭기

▶ 대전력 증폭 장치(HPA) : 진행파관, 클라이스트론

▶ VSAT : 직경이 2.5m 이하 정도의 소형 안테나를 사용하는 지구국 Ku band(14/12GHz) 사용

변 조 기 소 형 대 형

6) 이동 통신 방식

▶ AMPS 이동 전화 시스템

▶ 셀룰러 방식

셀의 특징 : 셀의 크기가 작아지면 다음과 같은 장・단점이 있다 장점 : 시스템의 용량이 증가

서비스 지역이 평탄해진다 간섭의 영향이 적어진다 음영지역이 줄어든다 단점 : 셀 모양이 불규칙해진다 핸드오프의 횟수가 증가

시간, 위치에 따른 트래픽의 변화량이 커진다 장시간 동안의 수신 신호세기 변화량이 크다

※핸드오프란? 통화중 이동시 인접 기지국간 무선 통화 채널의 자동전환 ※재사용거리 D =

▶ 액세스 방식

사용주파수대 이동국송신 825～845〔MHz〕

기지국송신 870～890〔MHz〕

기지국의 서비스 반경 2㎞～15㎞

무 선 채 널 송・수신 간격 45 〔MHz〕

채 널 간 격 30〔KHz〕

변 조 방 식 ( 음성 ) 협대역 FM

제 어 신 호 변 조 방 식 FSK

전 송 속 도 10Kbps

항목/종류 FDMA TDMA CDMA

특징

・ 가입자신호는 주파수 영역에서 구분되며 가 입자는 전체 주파수 대 역의 일부를 이용하여 통신하 며 연속 전송 이 가능

・ 가입자신호는 시간영 역에서 구 분되며 각 가입자는 전체 대역 을 모두 사용하나 전 송은 해당 슬롯만 사용

・ 모든 가입자는 기지국 에 동기

・ 가입자신호는 코드영 역에서 구 분되며 각 가입자는 전체 대역 을 모두 사용하며 연 속 전송이 가능함

・모든 가입자는 기지국 에 동기

장점

・ 수신기 구조가 간단

・ 등화기가 필요 없음

・ 할당된 대역만 사용하 므로 충 돌과 재전송으 로 인한 대역폭 낭비가 없다

・ 용량이 비교적 크다

・ 통화품질이 비교적 우 수

(페이딩시 등화기 사 용)

・ 디지탈이므로 인증 및 비화가 용이

・ 전력 소모가 적다

・ 용량이 가장크다

・ 통화품질이 가장 우수

・ 핸드오프중 통화단절 없음

・ 광대역을 필요하므로 다경로 페이딩의 영향 을 다이버시티 결합으 로 감소

・ Soft Capacity

・ 주파수 계획이 거의필 요없다

・ 전력소모가 적다

단점

・ 보호대역 및 고정대역 으로 인한 대역폭의 낭 비가 크다

・ 용량이 작다

・ 통화품질이 나쁘다

・ 주파수 계획이 필요하 다

・ 인증 및 비화가 어렵 다

・ 방송 데이테 전송에 부적합

・ 수신기구조 비교적 복 잡

(등화기사용)

・ EMC문제의 가능성

・ 주파수 계획필요

・ 수신기 구조는 비교적 복잡

・ RAKE 수신기 및 전력 제어필요

현용시스템 AMPS, NAMPS, TACS GSM,D-

AMPS,DCS1800 N-CDMA, W -CDMA

▶ 서비스 지역을 확대시키는 방법 ・채널의 송신 출력을 증가시킨다 ・기지국의 안테나 높이를 증가시킨다 ・고이득 또는 지향성 안테나를 사용 ・수신 한계 레벨을 낮게 조정 ・저잡음 수신기를 사용 ・다이버시티수신기 사용

・기지국 위치 선정을 적절히 한다 ・중계기를 사용

・지형에 맞는 안테나를 선정 사용한다

▶ 통화용량의 증가 방법 ・소규모 셀의 구성 ・기지국 채널 증설

・추가 주파수 스펙트럼 사용 ・대기 이론의 적용

・동적인 주파수 할당

※도플러 현상? 이동체의 움직임에 따라 수신 신호주파수가 변하는데 예를 들면 900MHz에서 시속 80Km로 달리는 경우의 도플러 변이는 대략 ～100Hz에 퍼져 있게 된다

※지역확산(delay spread)? 길이가 다른 다중 경로 전파 현상으로 신호가 수신기에 도달되는 시간의 차이가 수신 데이터 심볼간의 간섭을 일으킨다

▶ TRS의 특징

・통화 시간은 짧다(1분 통화로 제한) ・혼선이 없어 비밀성이 보장

・경제적으로 넓은 서비스 구역 확보

・예약 등록제 방식(비접속률의 증대가 억제 ) ・동일 이용자 소속의 단말 장치간에만 통화 가능 ・현재는 단신 통화 방식

・통화중에도 6초 이상 사용하지 않으면 자동적으로 회선 절단

4.무선기기의 성능 측정

※송신기에 관한 측정 시험

▶ 통과 전력의 측정

CC형 전력계 : AM 전력측성 CM형 전력계 : FM 전력측성 방향성 결합기에 의한 전력계 ※ lissajous 도형에 의한 변조도 측정

※ 수신기에 관한 측정 시험

▶ 근접 주파수 선택도 : 표준신호 발생기----의사 공중선 ----공시수신기

▶ SSG를 사용한 잡음지수의 측정 ① 곡선 : 동조가 벗어났을 때

AM 송신기 FM 송신기

ㆍ 공중선 실효저항 알고있을 때 ㆍ 의사 공중선을 이용한 측정 방법 ㆍ전구 부하에 의한전력 측정 방법 ㆍ수냉식 의사 공중선법 (대전력 측정)

ㆍ 더어미스터 전력계 ㆍ보로메터 전력계 ㆍ열량계

② 곡선 : 중심을 벗어났을 때 ③ 곡선 : 밀결합

④ 곡선 : 소결합

※ 안테나, 급전선에 관한 측정 시험

▶ 실효저항 측정 : 저항 삽입법 , 치환법, 작도법

▶ 실효 캐패시턴스

▶ 실효 인덕턴스

※ 전원 설비에 관한 측정 시험