무선설비기사
(2009년 1회 기출문제)

안테나 공학

문제41) 다음 중 롬빅(Rhombic) 안테나의 특징에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?
㉮ 효율이 나쁘고 넓은 설치 장소를 필요로 한다
㉯ 도선 양측의 복사 위상은 동상이며 부엽이 적다
㉰ 8∼13[dB] 정도의 상대 이득을 얻을 수 있다
㉱ 급전점에서 종단 저항 방향으로 단향성의 예리한 지향 특성을 갖는다
[해설]롬빅(Rhombic) 안테나의 특징
1) 단일 지향 특성을 갖는다.
2) 진행파 안테나이다.
3) 광대역성이고, 효율이 낮으며, Side Lobe가 많다.
4) 이득은 8∼13[dB]이다.
5) 수평 편파용 안테나이다.
6) 넓은 설치 장소를 필요로 한다.
7) 주로 단파 고정국 또는 해안국의 송·수신용에 사용한다.

문제42) 반파장 다이폴 안테나에서 안테나로부터의 거리가 d[m], 복사 전력을 Pr[W]이라고 할 때 발생되는 최대 전계 강도를 나타내는 식으로 가장 적합한 것은?

[해설]


문제43) 다음 중 발생 주기가 불규칙하여 고정 통신에 부적합한 전리층은?
㉮ D층   ㉯E층   ㉰ Es층   ㉱ F층
[해설]Es층 - 초단파대·초가시거리 통신용으로 사용할 수 있으나 발생 지역, 장소가 불규칙하여 고정 통신용으로 이용할 수 없다.

문제44) 다음 중 안테나를 광대역성으로 만드는 방법으로 옳지 않은 것은?
㉮ 안테나의 Q를 낮게 만든다
㉯ 진행파형 안테나를 채택한다
㉰ 자기상사의 원리를 이용한다
㉱ 개구 면적을 크게 한다
[해설]
안테나를 광대역화하는 방법
1) 안테나의 Q를 작게 한다.
2) 진행파형 안테나를 사용한다.
3) 자기상사의 원리를 이용한다.
4) 안테나 소자의 직경을 크게 한다.
5) 트랩 회로 등을 사용하면 된다.

문제45) 다음 중 슬롯 어레이 안테나에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?
㉮ 소형 경량이다
㉯ 전기적 특성이 좋다
㉰ 고이득이지만 부엽이 많다
㉱ UHF TV 방송, 선박용 레이더 안테나 등에 사용된다
[해설]슬롯 어레이(Slot Array) 안테나
1) 단일 슬롯(Slot)을 여러 개 배열(Array)하여 필요한 지향성과 이득을 얻는 안테나이다.
2) 소형, 경량이고 풍압이 적고 회전 중심에 대하여 평형을 유지하기 용이하다.
3) 전기적 특성이 좋고, 효율이 높다.
4) 고이득으로 하기 쉽고 Side Lobe가 작다.
5) 현재 선박용 레이더의 안테나로 많이 사용한다.

문제46) 다음 중 비동조 급전의 특징에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?
㉮ 정합 장치가 필요하다
㉯ 급전선상에 정재파가 실린다
㉰ 장거리 전송에도 손실이 적고 전송 효율이 높다
㉱ 급전선의 길이와 파장은 관계가 없다
[해설]비동조 급전선
1) 급전선상에 진행파만 있고 정재파는 생기지 않도록 한 것
2) 급전선의 길이와 파장과는 특별한 관계가 없다.
3) 정재파가 있으면 급전선 손실이 커지고 전파가 복사되므로 장거리 전송인 경우 정재파가 생기지 않도록 해야 한다.
4) 장거리 전송에도 손실이 적고 전송 효율이 높다.
5) 정합 장치가 필요하다.

문제47) 임계 주파수가 4[MHz]인 전리층에 8[MHz]를 인가하였을 때의 도약 거리는 약 몇 [km]인가? (단, 전리층의 겉보기 높이는 150[km]임)
㉮ 420[km] ㉯ 470[km] ㉰ 520[km] ㉱ 570[km]
[해설]


문제48) 다음 중 루프 안테나 특성에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?
㉮ 소형으로 이동이 용이하다
㉯ 수평면 내 지향 특성은 8자 지향성 특성을 갖는다
㉰ 효율이 나쁘고 급전선과의 정합이 어렵다
㉱ 야간에는 전리층 반사파의 수직 성분이 안테나의 수직 도선에 유기되어 측정 오차가 발생한다
[해설] 루프(Loop) 안테나
1) 복사 저항과 실효고가 일반적으로 매우 작아서 효율이 나쁘고 급전선과의 정합이 어렵다.
2) 8자 특성이 명확하고 소형으로 이동이 용이하다.
3) 방위 측정용, 전계 강도 측정용으로 사용된다.
4) 야간에는 수직 편파로 발사한 전파가 전리층에서 반사되면서 타원 편파로 바뀌게 되고 이 중 수평 편파 성분이 loop안테나의 수평 도선에 유기되어 측정 오차가 발생한다

문제49) 세로가 1.25[cm], 가로가 2.5[cm]인 구형 도파관에 TE10파가 진행할 때 차단 주파수는 몇 [GHz]인가?
㉮ 12[GHz] ㉯ 9[GHz] ㉰ 6[GHz] ㉱ 3[GHz]
[해설]


문제50) 다음 중 진행파 안테나가 아닌 것은?
㉮ 빔 안테나         ㉯ 롬빅 안테나
㉰ 어골형 안테나   ㉱ 웨이브 안테나
[해설] 빔(Beam) 안테나의 특징
1) 고이득과 고지향성을 얻을 수 있다.
2) 개별소의 송신 출력이 작으면서도 큰 복사 전력을 낼 수 있어 전력 사용이 경제적이다.
3) 주파수 이용도가 넓다.
4) 근접 주파수의 혼신, 공전 및 인공 잡음의 방해가 적다.
5) Dipole Array 또는 Curtain 안테나라고도 한다.
6) 광대역 정재파 안테나이다.

문제51) 반파장 다이폴 안테나와 피측정 안테나에서 동일 방사 전력으로 방사시킨 전파의 최대 방사 방향에서 전계 강도가 각각 20[㎶/m], 400[㎶/m]이었다면 피측정 안테나의 상대 이득은 약 몇 [dB]인가?
㉮ 13[dB] ㉯ 26[dB] ㉰ 38[dB] ㉱ 52[dB]
[해설]


문제52) 다음 중 도파관이 마이크로파 전송로로서 갖는 특징에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?
㉮ 방사 손실이 없다
㉯ 유전체 손실이 적다
㉰ 저역 통과 여파기로서 작용을 한다
㉱ 표피 작용에 의한 도체의 저항 손실이 매우 적다
[해설]도파관의 특징
1) 도파관 내벽에 금 또는 은으로 도금해서 완전 도체에 가깝다. 따라서 표피 작용에 의한 저항손이 적다.
2) 절연물을 사용하지 않고 공기뿐이므로 주파수가 높아져도 유전체손이 적다.
3) 방사 손실이 없다.
4) 고역 Filter로 작용한다.
5) 취급할 수 있는 전력이 크다.
6) 외부 전자계와 완전히 격리할 수 있다.
7) 구형 도파관의 차단 파장

8) 원형 도파관의 차단 파장


문제53) 다음 안테나 중에서 수평면에 대해 지향 특성이 무지향성인 것은?

[해설]


문제54) 다음 중 초단파대의 전파가 가시거리의 지점보다 멀리 도달되는 경우로 적합하지 않은 것은?
㉮ 회절에 의한 경우 ㉯ 대지 반사에 의한 경우
㉰ 산란에 의한 경우 ㉱ 라디오 덕트에 의한 경우
[해설]초단파의 초가시거리 전파
1) 산악 회절 이득의 의한 전파
2) 라디오 덕트에 의한 전파
3) 대류권 산란파에 의한 전파 : 한·일간 통신에 이용
4) 산재 E층에서의 반사에 의한 전파
5) 전리층 산란파에 의한 전파

문제55) 전리층의 최고 사용 주파수(MUF)가 12[MHz]일때 최적 운용 주파수(FOT)는 약 몇 [MHz] 인가?
㉮5.3[MHz]     ㉯9.6[MHz]
㉰10.2[MHz]   ㉱11.8[MHz]
[해설]
최적 운용 주파수(FOT : Frequency of Optimum Traffic)
FOT는 MUF의 85[%]에 해당하는 주파수를 사용한다.
FOT＝최고 사용 주파수(MUF)×0.85
＝12[MHz]×0.85＝10.2 [MHz]

문제56) 다음 중 접어진(Folded) 다이폴 안테나에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?
㉮ 실효 길이는 반파장 다이폴 안테나의 4배이다
㉯ 전계 강도, 이득, 지향성은 반파장 다이폴 안테나와 같다
㉰ 급전점 임피던스는 약300[Ω]으로 반파장 다이폴의 4배이다
㉱ 반파장 다이폴 안테나에 비해 도체의 유효 면적이 크고, Q가 낮으므로 약간 광대역성을 갖는다
[해설]

2) 반파장 다이폴 같은 지향성을 갖는다.
3) 단파대에서도 쓰이지만 주로 TV 또는 초단파용 안테나로 쓰인다.
4) 급전점 임피던스가 약 300[Ω]으로 2선식 급전선의 특성 임피던스와 가까운 값이어서 정합 장치가 불필요하다.
5) 반파장 다이폴에 비해 광대역성을 갖는다.
6) 수신용으로 사용할 때 개방 전압이 반파장 다이폴의 2배가 된다.
7) 실효 길이는 반파장 2배이고, 복사 전력은 4배이다.

문제57) 다음 중 지표파에서 가장 손실이 적어 원거리까지 도달할 수 있는 것은?
㉮ 수직 편파를 사용하여 해상을 전파할 때
㉯ 수평 편파를 사용하여 해상을 전파할 때
㉰ 수직 편파를 사용하여 평야를 전파할 때
㉱ 수평 편파를 사용하여 평야를 전파할 때
[해설]지표파의 대지에 대한 영향
1) 대지의 도전율이 클수록 전계 강도가 커진다.
2) 대지의 유전율이 작을수록 전계 강도가 커진다.
3) 주파수가 낮을수록 전파의 감쇠는 작다.
4) 수평 편파보다 수직 편파 쪽이 감쇠가 작다.
5) 해수 → 담수 → 해안 → 평지 → 구릉 → 산악지 → 시가순으로 감쇠가 크다.

문제58) 다음 중 라디오 덕트(Radio Duct)의 발생 원인에 의한 분류로 적합하지 않은 것은?
㉮ 침강성 덕트          ㉯ 이류성 덕트
㉰ 전선에 의한 덕트   ㉱ 주간 냉각에 의한 덕트
[해설]Radio Duct(초굴절 전파)
1) 역전층에서는 전파가 해면(지면) 쪽으로 굴절하고 다시 반사되어 가는 현상을 초굴절이라 하고, Duck 속을 전파하는 것 같아서 라디오 덕트 전파라고 한다. 이 현상으로 초단파가 가시거리보다 훨씬 원거리까지 전파된다.
2) 라디오 덕트의 생성 원인으로는 이류에 의한 라디오 덕트,야간 냉각에 의한 라디오 덕트, 침강에 의한 라디오 덕트,전선에 의한 라디오 덕트, 대양성 라디오 덕트 등이 있다.

문제59) 다음 중 VHF 대역에서 통신 가능 거리를 증가시키기 위한 방법으로 적합하지 않은 것은?
㉮ 안테나 높이를 높인다
㉯ 이득이 높은 안테나를 사용한다
㉰ 지향성이 예리한 안테나를 사용한다
㉱ 안테나의 방사 각도를 높게 한다
[해설]VHF 대역에서 통신 가능 거리를 증가시키기 위한 방법
1) 안테나 높이를 높인다.
2) 이득이 높은 안테나를 사용한다.
3) 지향성이 예리한 안테나를 사용한다.

문제60) 개구 직경이 2[m]인 3,000[MHz]용 파라볼라 안테나의 이득은 대략 얼마인가? (단, 개구 효율＝0.6)
㉮ 27.6 ㉯ 110 ㉰ 1,258 ㉱ 2,366
[해설]