Radio Frequency Basic Concept Computer Engineering Sejin Oh

RF Overview RF(Radio Frequency) 전자파 정보의 전송 무선 통신에 사용되는 무선 주파수 전자파가 안테나를 통해 전달되어 방사(Radiation) 전자파 주기적으로 세기가 변화하는 전기장이 공간 속으로 전달되어 진행하는 현상 정보의 전송 정보는 전자기적인 신호의 형태로 변환되어 전달됨 2017-03-06

Signal Outline 펄스 형태의 지속 시간이 유한한 파형 신호의 종류 신호의 분류 아날로그 신호 디지털 신호 Radio Frequency Signal Outline 펄스 형태의 지속 시간이 유한한 파형 신호의 종류 아날로그 신호 주파수에 따라 다양한 매체를 통해 전송되는 연속적으로 변하는 전자기파 디지털 신호 이산적인 값으로 전송 매체를 통해 전송되는 일련의 전압 펄스 신호의 분류 주기 신호 : 일정 시간 후에 정확히 그 신호가 반복되는 신호 비 주기 신호 : 주기성을 갖지 않는 신호 2017-03-06

Signal Decibel dB(decibel) : 신호의 상대적인 양(크기)을 측정하는데 사용 Radio Frequency Signal Decibel dB(decibel) : 신호의 상대적인 양(크기)을 측정하는데 사용 단위가 같은, 즉 물리량이 같은 두 가지 양이 비교 g = 10log(P2/P1) : 두 전력량 P1, P2 전력의 비(ratio), P2가 P1보다 몇 dB 높은지를 나타내는 숫자 큰 신호와 작은 신호의 비 사람의 귀는 소리의 크기에 선형적이 아닌 로그 스케일에 대해 반응한 결과 Alexander Graham Bell (P2/P1) = 2 이면 g = 3dB P2가 P1보다 신호가 두 배 크다, P2가 P1보다 신호가 3dB 높다 ex) 3dB(2배), -3dB(0.5배), 10dB(10배), 20dB(100배), 70dB(10,000,000배) 2017-03-06

Signal Fourier Series 푸리에 급수 시간 함수를 주파수 관련 함수로 변환 Radio Frequency Signal Fourier Series 푸리에 급수 시간 함수를 주파수 관련 함수로 변환 19세기 프랑스의 수학자 푸리에(Jean-Baptiste Fourier)가 확립 임의의 신호를 특성이 잘 알려진 사인 혹은 코사인 함수로 변환하여 해석할 수 있도록 해주는 중요하고 유용한 원리 기본 주기가 T인 임의의 주기 함수 g(t)를 유한 개 또는 무한 개의 사인(sine) 함수와 코사인(cosine) 함수의 합으로 표시할 수 있음을 증명 시간에 대하여 주기적인 파형을 갖는 실제의 신호에 있어서 이 신호는 푸리에 변환으로 푸리에 급수에 따라 기본파와 고주파의 합으로 구성됨 비 주기 함수도 푸리에 변환을 사용하고 주기 신호는 모두 정현파로 분해할 수 있음 원래의 신호를 알아낼 수 있는 데이터 통신의 신호 분석 및 응용을 가능하게 하는 이론 2017-03-06

RF Frequency 주파수 : 전자파가 공간을 이동할 때 1초 동안 동일한 지점을 몇 번 반복하는지 진동하는 횟수 Radio Frequency RF Frequency 주파수 : 전자파가 공간을 이동할 때 1초 동안 동일한 지점을 몇 번 반복하는지 진동하는 횟수 시간에 대한 변화율로서 초당 반복 되는 패턴의 횟수 주파수의 단위 : 단위시간당 파의 반복 횟수 Hertz (Hz) Heinrich Rudolf Hertz 주기(파장) 신호가 한 사이클을 이루는 데 걸린 시간 동작 주파수가 높아질 수록 파장은 짧아짐 진폭 : 신호의 높이 1Hz : 1초에 한번 반복 1kHz : 1초에 1000번 반복 파장이 길다 → 주파수가 낮다 파장이 짧다 → 주파수가 높다 주기 신호는 다시 정현파와 비정현파로 분류 비정현파 : 계단파, 직선파, 삼각파 등 예) 컴퓨터 내부의 클록(clock) 파형 주기 2017-03-06

Frequency Baud Low Frequency 저주파 Radio Frequency Frequency Baud Low Frequency 저주파 초장파(VLF : Very Low Frequency) : 3~30KHz 전송 중 많은 감쇠가 일어나지는 않으나 대기잡음(전기와 열)에 민감함 장거리 무선 항해, 해상통신 장파(LF : Low Frequency) : 30~300KHz 장애물에 의한 전파의 흡수로 낮에 감쇠현상이 더 큼 가장 낮은 주파수들이 사용하는 방식으로 지표의 굴곡을 따라 퍼짐 전파거리는 신호의 전력량에 비례 무선전화국 중파(MF : Medium Frequency) : 300~3000KHz 낮에 신호의 흡수가 증가하기 때문에 흡수 문제 방지 필요 전송 제어를 편하게 하기 위해 가시선 안테나에 의지 안테나끼리 직접 전파, 지구표면으로 반사되어 오게끔 대류권 상층을 향해 전송 AM라디오, 해상라디오, 긴급구조 주파수 2017-03-06

Frequency Baud High Frequency 고주파 단파(HF : High Frequency) : 3~30MHz Radio Frequency Frequency Baud High Frequency 고주파 단파(HF : High Frequency) : 3~30MHz 밀도 차 때문에 신호를 지상으로 반사하게 되는 전리층으로 이동 아마추어 무선통신, 민간통신, 국제방송, 군사통신 초단파(VHF : Very High Frequency) : 30~300MHz 안테나에서 안테나로 직선상으로 직접전송 안테나는 지구곡률에 영향 받지 않을 정도로 충분히 높거나 서로 가까워야 함 FM 라디오, VHF TV, 무선호출 극초단파(UHF : Ultra High Frequency) : 300MHz~3000MHz 항상 가시거리 전파를 사용하여 통신 UHF TV, 이동전화, PCS 초극초단파(SHF : Super High Frequency) : 3~30GHz 초고주파의 대부분은 가시거리 전파를 이용하고 일부는 우주공간 전파 이용 지상마이크로파, 위성마이크로파, 인공위성 2017-03-06