수신장해 및 개선대책 - 직접파장해, 페이딩장해

수신장해 및 개선대책 - 직접파장해, 페이딩장해

 

 

1. 직접파장해의 정의

잠재 전계강도가 강한 지역의 빌딩內 공청, 빌딩그늘공청, 홈공청 등에 자주 발생되는 방해로 비교적 규모가 큰 고층아파트 등의 공동수신시설에 많다.

 

 

2. 발생원인과 현상

직접파에 의해 나타나는 현상은 요동방해로 공간을 전반하는 전파와 공동수신설비 등에 전송되는 TV신호가 TV수상기에 도달하는 시간差에 의해 발생하는 현상으로 ghost가 희망화상의 좌측에 나타나는 것이 특징이다.

이 현상은 전파가 TV수상기의 주변에 강하게 잠재하는 경우 직력 unit에서 TV수상기의 튜너까지의 피이더 부분 및 튜너본체에 고주파 전압이 유기되는 경우와 전원회로에서 혼입하는 경우가 원인이 된다.

 

 

3. 개선대책

① 직렬 유니트와 TV수신기 사이에 ribbon feeder 대신에 차폐효과가 큰 FB케이블 또는 5C-2V동축케이블을 사용한다.

② 안테나 단자판을 그림2.19와 같이 완전히 shield 구조로 한 것을 사용한다. 종래의 단자판은 콘덴서와 절환스위치 등 노출구조의 부분이 많아 안테나 단자부분으로부터 방해파가 들어오는 경우가 많았다.

이 대책용 안테나 단자판은 입력측에 F형과 push on형의 동축 콘넥터를 사용하고 특수 관통형 콘덴서를 shield case에 밀착시킨 구조로 하여 노출배선을 없애고 있다. 그림2.20과 같이 종래 안테나 단자판을 사용한 수신기에 비해 20~30dB정도 개선이 가능하다.

③ TV수신기의 입력레벨을 높게 한다.

TV수신기는 비직선 왜곡등에 의한 방해를 받기 때문에 간단하게 수신기의 입력레벨만 올릴 수는 없다.

그림 2.20은 직접파 방해제거특성을 나타낸 것이다.

 

 

4. Fading의 개요

무선통신 회선상에서 나타나는 일반적인 현상으로 페이딩을 들 수 있는데, 대기를 전송매체로 하는 무선 통신에 있어서 전파로에서 생기는 페이딩은 수신파의 진폭이나 진폭이나 위상에 임의적인 변동을 주며 통신품질을 열화시키는 요인이 된다. 페이딩의 주기는 밀리초~수초 정도의 단주기의 것에서부터 일시나 계절변화에 의하는 장주기의 것까지 여러 가지지만 신호의 전송에 직접 영향을 미치는 것은 주로 단주기 페이딩으로서 변동이 심한 경우에는 수10 dB로 넓은 범위에 걸쳐 레벨이 변화한다. 이와같은 페이딩은 다중파의 간섭이나 회절, 비, 눈, 안개에 의한 훕수 등에 의해 생기는데, 장중파, 단파로부터 마이크로파에 이르는 무선통신에 있어서 신호대 잡음비의 저하나 부호오율의 증가를 일으키는 요인이 된다.

 

 

5. Fading의 분류

1) 발생원인에 의한 분류

전파가 전파하는 공간의 상태변화로서는 공기의 밀도분포의 변화, 반사체의 형상변화, 강우, 강설 등을 들 수 있다.

① 간섭성 페이딩

간섭성페이딩은 다중전파로 페이딩이(multipass fading)라고 불리는데 반사 혹은 굴절 등의 의해 통로 길이가 서로 다른 2파 이상의 파를 수신하면 각 수신파의 위상차에 의해 합성전계강도 및 진폭, 지연주파수 특성이 변동하는 것을 말한다.

② 감쇠성 페이딩

감쇠성 페이딩은 덕트(기온의 역전층)에 의해 전파가 발산 또는 수렴하기 때문에 생기는 것으로서 송수신 안테나의 높이가 비교적 낮고 또한 중계간격이 매우 긴 경우에 발생할 가능성이 있다.

③ 회절성 페이딩

회절성 페이딩은 산악 등과 같은 차폐물에 의한 회절전파로에 있어서 덕트의 발생이나 지구등가 반경의 변동에 의해 수신 전계강도가 변화하는 것이다.

④ 흡수성 페이딩

흡수성 페이딩은 전파통로상의 비,눈,안개, 기체분자에 의한 흡수, 산란, 때문에 감쇠하는 페이딩인데 10GHz를 넘는 높은 주파수일수록 그의 영향이 크며, 시산적으로 대개 완만한 변동을 보인다.

 

2) 수신전계의 주파수 특성에 따른 분류

① 선택성 페이딩

통신로의 길이가 서로 다른 2파 이상의 파를 수신하면 위상차가 주파수에 따라 다르게 되므로 수신전계가 특정 통신대역 중에서 특성 주파수 특성을 갖게 되는 것을 말한다.

② 주기성 페이딩

일명 Flat 페이딩이라고 부르는데 통신대역 전반에 걸쳐 거의 일정하게 변동하는 페이딩을 말한다.

 

 

6. Fading 대책기술

1) 공간 다이버시티(Space Diversity)

가장널리 채용되는 방법으로 공간적으로 떨어진 2개의 수신 안테나를 이용하며 이들 수신신호 중 상대적으로 높은 레벨 쪽을 출력신호로서 선택하는 방법이다.

이것은 단주기의 페이딩인 경우, 적당한 거리를 두고 떨어져 있는 안테나의 수신전계는 변동형태가 서로 다르고 상관이 작아지므로 동시에 낮은 레벨을 가질 기회가 적어지기 때무이다. 상관의 정도는 안테나의 위치, 주파수, 전파거리, 전파모드에 따르게 되므로 단파회선에서는 수파장, 파이크로파 회선에서는 수십 파장으로 안테나 간격을 취하면 페이딩 변동의 상관은 "0"에 가까워진다.

4GHz 정도의 마이크로파 통신에서는 전파방향에 수직되게 수평위치에 안테나를 두되, 10~15m 정도 떨어지게 하면 다이버시티의 효과가 얻어진다.

육상 이동 무선에서는 안테나 간경은 반파장(반송파 주파수 900MHz일 때 약 15m)정도면 된다. 공간 다이버시티는 송신측에서 행하는 수도 있다. 또 안테나의 수를 더욱 늘린 다중 다이버시티도 가능하다.

 

2) 주파수 다이버시티(Frequency Diversity)

서로 떨어진 주파수의 반송파를 이용하여 다른 정보신로를 보내면 동시에 레벨저하가 생기는 기회가 적어지므로 다이버시티 효과가 얻어진다. 이 방법을 주파수 다이버시티라고 부르며 마이크로파 무선회선에서는 공간 다이버시티와 마찬가지로 잘 활용된다.

 

3) 편파 다이버시티(Polarzation Diversity)

수평, 수직 편파를 사용하여 동일한 정보신호를 보내어 직교하는 두 편파 사이에 변동의 상관이 적어지는 것을 이용하는 방법이다.

 

4) 각도 다이버시티(Angle Diversity)

지향성이 서로 다른 안테나를 이용하여 수신하는 방법이다.

 

5) 시간 다이버시티(Time Diversity)

정보신호를 페이딩 주기와 비교하여 충분히 긴 시간 간격으로 반복하여 송신(신호재송)하는 방법이다.