9급 전자 무선공학개론 기출문제 해설

총 100문항 · 문제·정답·해설·개념 무료 학습

이 회차는 100문항입니다. 자료를 읽고 푸는 문항이 8문항입니다. 풀이가 붙은 문항이 100문항입니다.

• 1

  디지털 정보의 송수신 중 발생할 수 있는 오류를 검출하거나 정정하기 위해 사용하는 기술은?

  1. 1. 변조
  2. 2. 채널코딩
  3. 3. 소스코딩
  4. 4. 암호화

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 변조는 정보 신호를 반송파에 실어 채널에 맞는 주파수와 형태로 바꾸는 과정이다. 오류를 찾거나 고치는 기능은 없고 전송 방식만 정하는 일이므로 옳지 않다.
  2. 채널코딩은 정보 비트에 여분의 검사 비트를 덧붙여 수신 쪽에서 오류를 찾아내고 바로잡게 한다. 해밍 부호와 길쌈 부호 같은 것이 여기에 속하므로 옳다(정답).
  3. 소스코딩은 원 신호의 중복을 덜어 내어 비트 수를 줄이는 압축이 목적이다. 오히려 여분을 없애는 방향이어서 오류에 대비하는 일과는 반대이므로 옳지 않다.
  4. 암호화는 제삼자가 내용을 읽지 못하도록 정보를 뒤섞는 보안 기술이다. 전송 중에 깨진 비트를 검출하거나 정정하는 수단은 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 라디오 방송국 견학에서 음성을 반송파에 실어 전파로 내보내는 변조기를 보았다. 그 장치에는 오류를 알려 주는 표시가 없다는 점을 확인하고 역할을 수첩에 「전송 형태 변환」이라 적었다.
  2. 甲은 문자 메시지 앱이 잡음 섞인 신호에서도 글자를 그대로 복원하는 원리를 찾아보았다. 전송 비트마다 검사 비트가 뒤따라 붙는다는 설명을 읽고 검사 비트가 붙는 자리를 그림으로 표시해 두었다.
  3. 甲은 사진 파일을 압축했더니 용량이 절반으로 줄어드는 것을 보았다. 중복된 정보를 덜어 낸 결과라는 설명을 읽고 압축 전후 비트 수를 표에 옮겨 적으며 코딩의 종류를 소스코딩으로 분류했다.
  4. 甲은 메신저 대화가 종단간 암호로 보호된다는 안내문을 읽었다. 제삼자가 못 읽게 하는 기능이지 전송 중 깨진 비트를 바로잡는 기능이 아니라는 점을 짚어 오류 정정 기능과 나란히 견주어 보았다.

  오류를 검출하거나 정정하려고 정보 비트에 여분의 검사 비트를 덧붙이는 기술이 채널코딩이다.

• 2

  레이더에서 펄스가 발사된 후 목표물에 반사되어 되돌아오기까지 총 2 [ms]의 시간이 소요되었을 때, 레이더에서 목표물까지의 거리[km]는? (단, 레이더 전파의 속도는 3 × 10^8 [m/s]이다)

  1. 1. 30
  2. 2. 60
  3. 3. 300
  4. 4. 600

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 300 km에서 소수점이 한 자리 밀린 값이다. 3×10^8 m/s에 편도 시간 1 ms를 곱하면 3×10^5 m가 되어 30 km와는 열 배 차이가 나므로 옳지 않다.
  2. 3×10^5 m라는 계산 결과와 어떤 단위 환산으로도 이어지지 않는 값이다. 300 km의 다섯 분의 일에 그쳐 왕복 시간을 어떻게 나눠도 나오지 않으므로 옳지 않다.
  3. 왕복 2 ms를 반으로 나눈 편도 1 ms에 3×10^8 m/s를 곱하면 3×10^5 m, 곧 300 km이다. 왕복 거리를 절반으로 나누는 과정을 정확히 거친 값이므로 옳다(정답).
  4. 왕복 시간 2 ms를 그대로 곱해 6×10^5 m를 얻고 2로 나누는 것을 잊은 값이다. 이 수치는 전파가 갔다 온 총 거리이지 목표물까지의 거리가 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 왕복 시간 2 ms를 넣어 계산하다 3×10^5 m를 30 km로 옮겨 적은 것을 발견했다. 킬로미터로 바꿀 때 천으로 나눠야 하는데 만으로 나눈 것을 알고 자릿수를 지운 뒤 다시 적었다.
  2. 甲은 60 km라는 값이 왕복 시간 2 ms로 어떤 식을 세워도 나오지 않는 것을 확인했다. 300 km의 다섯 분의 일이라는 점을 옆에 적고 나눗셈 순서를 계산 칸에 한 줄씩 다시 써 내려갔다.
  3. 甲은 펄스가 목표물에 닿았다가 돌아오는 그림을 그리고 화살표를 갈 때와 올 때로 나누어 각각 1 ms씩 표시했다. 편도 1 ms에 광속을 곱한 3×10^5 m를 킬로미터로 바꾸어 300이라고 적었다.
  4. 甲은 2 ms를 광속에 그대로 곱해 600 km를 얻었다. 그 값이 갔다 온 총 길이임을 그림으로 확인하고 목표물까지의 거리는 그 절반이므로 계산 끝에 2로 나누는 줄을 덧붙였다.

  레이더 거리는 왕복 시간의 절반에 전파 속도를 곱한다. 3×10^8×1×10^-3=3×10^5 m이므로 300 km이다.

• 3

  대역폭이 15 [kHz]인 정보신호를 최대 주파수 편이(frequency deviation)가 75 [kHz]가 되도록 FM(frequency modulation) 변조했을 때, 변조된 신호의 대역폭[ kHz ]은? (단, 카슨(Carson)의 법칙을 적용한다)

  1. 1. 90
  2. 2. 120
  3. 3. 150
  4. 4. 180

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 편이 75 kHz와 신호 대역폭 15 kHz를 더한 90 kHz는 한쪽 측파대만 센 값이다. 카슨의 법칙은 위아래 양쪽을 모두 세어 2를 곱해야 하므로 옳지 않다.
  2. 편이에서 신호 대역폭을 빼 60을 만들고 2를 곱한 값으로 보인다. 카슨의 법칙에서 두 항은 뺄셈이 아니라 덧셈으로 묶여야 하므로 옳지 않다.
  3. 최대 편이 75 kHz에 2만 곱한 값으로 정보신호의 대역폭이 빠졌다. 변조 신호가 실제로 차지하는 폭에는 신호 성분 15 kHz가 더해져야 하므로 옳지 않다.
  4. B=2(Δf+fm)=2×(75+15)=180 kHz이다. 변조지수가 75÷15=5인 광대역 FM에서 이 식이 근사 대역폭을 주는 것에 맞으므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 75와 15를 더한 90 kHz를 답으로 적었다가 답안 옆에 상하 측파대 그림을 그려 보았다. 한쪽만 센 값임을 알아채고 곱하기 2를 빠뜨린 자리에 화살표를 그려 넣었다.
  2. 甲은 편이에서 신호 주파수를 빼서 60 kHz를 얻은 풀이를 검토했다. 카슨의 식에서 두 값이 더해지는 이유를 교재에서 찾고 뺄셈 부호를 덧셈으로 고쳐 처음부터 다시 계산했다.
  3. 甲은 편이 75 kHz의 두 배인 150 kHz만 적은 답안을 채점해 보았다. 정보신호가 차지하는 15 kHz 몫이 빠졌음을 알고 식의 괄호 안에 fm을 다시 써 넣은 뒤 결과를 견주었다.
  4. 甲은 변조지수를 75를 15로 나눈 5로 구해 광대역 FM임을 확인했다. 카슨의 식에 대입해 2×(75+15)=180 kHz를 얻고 계산지 맨 아래에 굵은 글씨로 적어 두었다.

  카슨의 법칙은 B=2(Δf+fm)이다. 2×(75+15)=180 kHz이다.

• 4

  셀룰러 통신시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 주파수 재사용 기술을 사용한다.
  2. 2. 사용자 위치 추적 기술을 사용한다.
  3. 3. 셀 반경을 크게 함으로써 시스템 사용자 용량을 증가시킬 수 있다.
  4. 4. 셀 간을 이동하는 단말기에 끊김 없는 서비스를 제공하기 위하여 핸드오프(handoff) 기술이 필요하다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 같은 주파수를 멀리 떨어진 셀에서 되풀이해 쓰는 것이 셀룰러 방식의 근본 착안이다. 한정된 대역으로 많은 가입자를 받는 핵심 기술이므로 맞다.
  2. 교환기가 단말의 위치를 등록하고 갱신해 두어야 착신 호를 알맞은 셀로 보낼 수 있다. 위치 등록과 페이징이 이 기능에 해당하므로 맞다.
  3. 셀 반경을 키우면 셀 수가 줄어 같은 주파수를 되풀이 쓸 횟수가 줄고 전체 용량은 오히려 감소한다. 용량을 늘리려면 셀을 잘게 나누어야 하므로 옳지 않다(정답).
  4. 통화 중 셀 경계를 넘는 단말의 연결을 새 기지국으로 넘겨 주는 것이 핸드오프이다. 끊김 없는 서비스에 필요한 기술이라는 설명이므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 지도에 셀을 육각형으로 그려 같은 번호의 셀을 멀리 떨어진 자리마다 배치해 보았다. 같은 주파수 묶음이 여러 곳에서 되풀이되는 모습을 색연필로 칠해 구별해 표시했다.
  2. 甲은 휴대전화를 켠 채 다른 도시로 이동한 뒤에도 전화가 제대로 걸려 온 경험을 떠올렸다. 망이 단말의 현재 위치를 갱신해 두기 때문이라는 설명을 찾아 위치 등록 흐름을 순서도로 그려 두었다.
  3. 甲은 셀 반경을 두 배로 키우면 같은 면적의 셀 수가 네 분의 일로 준다는 계산을 해 보았다. 셀당 채널 수가 그대로면 전체 통화 용량도 그만큼 줄어든다는 결과를 표에 적고 반대로 반경을 줄이는 경우를 견주었다.
  4. 甲은 고속열차 안에서 통화가 끊기지 않고 이어지는 것이 신기해 그 원리를 찾아보았다. 기지국이 바뀌는 순간 연결을 넘겨받는 절차가 있음을 알고 두 기지국 사이에 화살표를 그려 표시했다.

  셀 반경을 키우면 셀 수가 줄어 주파수 재사용 횟수가 줄고 용량은 오히려 감소한다.

• 5

  주파수 대역과 우리나라의 활용 분야가 잘못 짝 지어진 것은?

  1. 1. LF(low frequency) － TV 방송
  2. 2. VHF(very high frequency) － FM 방송
  3. 3. UHF(ultra high frequency) － 이동통신
  4. 4. SHF(super high frequency) － 위성통신

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. LF는 30~300 kHz로 장거리 항법과 표준 시각 전파 같은 용도에 쓰이고, TV 방송은 훨씬 높은 VHF와 UHF 대역에서 한다. 이 짝은 옳지 않다(정답).
  2. FM 방송은 88~108 MHz를 쓰며 이 범위는 30~300 MHz인 VHF 대역 안에 든다. 대역과 활용 분야가 실제와 일치하는 짝이 맞다.
  3. 이동통신은 800 MHz대와 2 GHz대 같은 300 MHz~3 GHz의 UHF 대역에서 이루어진다. 대역과 활용 분야가 실제와 일치하는 짝이 맞다.
  4. SHF는 3~30 GHz로 위성통신과 마이크로파 중계에 널리 쓰이는 대역이다. 대역과 활용 분야가 실제와 일치하는 짝이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 대역별 활용표에서 TV 방송 항목 옆에 LF를 적어 넣었다가 채널 하나가 수 MHz 폭을 쓴다는 점을 떠올렸다. LF 전체 폭이 270 kHz에 불과함을 알고 항목을 VHF·UHF로 고쳤다.
  2. 甲은 자동차 라디오의 FM 표시 주파수가 88에서 108 사이인 것을 확인했다. 그 값이 30에서 300 메가헤르츠에 걸친 VHF 범위 안에 든다는 점을 대역 표에 그어 표시했다.
  3. 甲은 휴대전화 설정 화면에서 사용 대역이 800 MHz대와 2 GHz대로 안내된 것을 보았다. 300 MHz에서 3 GHz에 걸친 UHF 안에 든다는 점을 대역 표에서 짚어 이동통신 칸에 체크했다.
  4. 甲은 위성방송 안테나가 접시 모양이고 수신 주파수가 십 기가헤르츠 안팎이라는 설명을 읽었다. 3에서 30 GHz의 SHF 대역이 위성통신에 쓰인다는 표의 칸을 형광펜으로 칠해 표시했다.

  TV 방송은 VHF·UHF 대역을 쓴다. LF는 항법·표준 시각 전파 같은 저속 신호용이라 짝이 잘못되었다.

• 6

  이동통신에서 사용하는 FDD(frequency division duplex)와 TDD(time division duplex) 방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. FDD는 기지국의 송수신 주파수 채널을 분리하지 않는다.
  2. 2. FDD는 상향 링크와 하향 링크의 주파수 대역폭을 비대칭으로 설계한다.
  3. 3. TDD는 상향 링크와 하향 링크 간 보호 주파수 대역이 필요하므로 주파수 효율성이 떨어진다.
  4. 4. TDD는 송수신기 간에 시각을 동기시켜야 한다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. FDD는 상향과 하향에 서로 다른 주파수 채널을 배정해 동시에 송수신하는 방식이다. 송수신 채널을 나누지 않는다는 말은 정반대이므로 옳지 않다.
  2. FDD는 상향과 하향에 같은 폭의 대역을 짝지어 주는 대칭 구조가 기본이다. 트래픽에 따라 비대칭으로 나눌 수 있는 쪽은 슬롯 비율을 조절하는 TDD이므로 옳지 않다.
  3. 보호 주파수 대역이 필요한 쪽은 서로 다른 대역을 쓰는 FDD이다. TDD는 같은 주파수에서 시간을 나누며 필요한 것은 보호 시간이므로 이 설명은 옳지 않다.
  4. TDD는 한 주파수를 상향 슬롯과 하향 슬롯으로 번갈아 쓰므로 송수신기가 슬롯 경계를 같이 알아야 한다. 시각 동기가 필수인 방식이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 기지국 안테나가 송신 대역과 수신 대역을 나누어 쓰는 구성도를 보았다. 두 대역이 서로 다른 주파수 칸에 그려진 것을 확인하고 같은 주파수라고 적은 자신의 메모에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 상향과 하향 대역폭이 같은 폭으로 짝지어진 FDD 주파수 배정표를 살펴보았다. 비대칭 배분이 가능한 것은 슬롯 비율을 바꾸는 방식이라는 설명을 찾아 표 옆에 화살표로 붙여 두었다.
  3. 甲은 상하향 대역 사이에 빈 간격이 있는 FDD 배정도를 놓고 TDD는 시간 사이의 빈틈을 쓴다는 점을 견주었다. 두 방식의 여유 공간을 주파수와 시간으로 갈라 표에 각각 적어 넣었다.
  4. 甲은 상향 슬롯과 하향 슬롯이 번갈아 나오는 TDD 프레임 그림을 그려 보았다. 기지국과 단말의 시계가 어긋나면 슬롯이 겹친다는 사실에서 동기 신호가 꼭 필요하다는 결론을 적었다.

  TDD는 상향·하향이 한 주파수를 시간으로 번갈아 쓰므로 송수신기가 시각을 맞춰야 한다.

• 7

  위상속도가 2 × 10^8 [m/s]인 무손실 전송선로의 단위 길이당 등가 인덕턴스가 1 [ μ H/m]일 때, 단위 길이당 등가 커패시턴스[pF/m]는?

  1. 1. 15
  2. 2. 20
  3. 3. 25
  4. 4. 30

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. v=1/√(LC)를 C=1/(v²L)로 바꿔 넣으면 4×10^10의 역수인 25 pF이 나온다. 15 pF은 이 계산 결과보다 40% 작아 위상속도 조건을 만족하지 못하므로 옳지 않다.
  2. v²L=4×10^16×10^-6=4×10^10의 역수가 25 pF이다. 20 pF은 이 결과보다 20% 모자라 주어진 위상속도가 나오지 않으므로 옳지 않다.
  3. v²=4×10^16과 L=10^-6 H를 곱한 4×10^10의 역수는 2.5×10^-11 F, 곧 25 pF이다. 이 값을 되넣으면 위상속도가 2×10^8 m/s로 나오므로 옳다(정답).
  4. 30 pF은 계산 결과 25 pF보다 20% 크다. 이 값을 되넣으면 위상속도가 약 1.8×10^8 m/s로 주어진 값보다 느리게 나오므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 후보 15 pF을 되넣어 v=1/√(LC)를 계산해 보았다. 약 2.6×10^8 m/s로 주어진 2×10^8보다 빠르게 나오는 것을 보고 이 후보를 지운 다음 계산 과정을 공책에 남겼다.
  2. 甲은 20 pF으로 같은 역산을 해 약 2.2×10^8 m/s를 얻었다. 목표인 2×10^8에 근접하지만 여전히 어긋난다는 점을 확인하고 이 값을 표에 적은 뒤 후보 칸에 엑스 표시를 했다.
  3. 甲은 L=1 μH와 v=2×10^8을 C=1/(v²L)에 넣어 4×10^10의 역수인 2.5×10^-11 F를 얻었다. 25 pF으로 바꿔 쓰고 되넣어 v가 정확히 2×10^8이 나오는지까지 확인한 다음 답에 동그라미를 쳤다.
  4. 甲은 30 pF을 넣었을 때 위상속도가 약 1.8×10^8 m/s로 느리게 나오는 것을 계산했다. 주어진 값보다 낮아 후보가 될 수 없음을 확인하고 그 옆에 「너무 느림」이라 붙여 두었다.

  위상속도 v=1/√(LC)에서 C=1/(v²L)=1/(4×10^16×10^-6)=25 pF이다.

• 8

  무선이동통신의 채널 환경에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 자유공간에서 송수신기 사이의 경로손실은 거리의 제곱에 비례한다.
  2. 2. 건물이나 터널 등으로 인해 전파의 음영지역이 발생할 수 있다.
  3. 3. 라이시안(Rician) 페이딩은 레일리(Rayleigh) 페이딩보다 LOS(line-of-sight) 신호 성분이 더 강하다.
  4. 4. 단말기가 고속으로 이동할수록 채널이 더 시불변(time-invariant)해진다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 자유공간 경로손실은 프리스 식에서 거리의 제곱에 비례해 커진다. 거리를 두 배로 하면 손실이 약 6 dB 늘어나는 관계이므로 맞다.
  2. 건물이나 터널 뒤쪽은 전파가 가려져 신호가 약해지는 음영 지역이 생긴다. 이를 섀도잉이라 부르는 현상이 실제로 있으므로 맞다.
  3. 라이시안 페이딩은 직접파 성분이 산란파와 함께 강하게 들어오는 환경이고, 레일리 페이딩은 직접파가 없는 환경이다. LOS 성분이 더 강하다는 설명이 사실이므로 맞다.
  4. 단말이 빨리 움직이면 도플러 확산이 커져 채널이 짧은 시간 안에 바뀐다. 시불변해지는 것이 아니라 시변성이 더 강해지므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 송수신 거리를 100 m에서 200 m로 늘렸을 때 손실이 얼마나 커지는지 계산해 보았다. 거리 제곱의 관계에 따라 네 배, 약 6 dB가 늘어난다는 값을 표에 옮겨 적었다.
  2. 甲은 지하 터널로 진입한 차 안에서 라디오 수신이 뚝 끊기는 경험을 떠올렸다. 전파가 건물과 산에 막혀 신호가 약해지는 음영 지역의 사례로 적고 지도에 그 구간을 표시했다.
  3. 甲은 기지국이 창밖에 보이는 방과 벽 뒤에 가려진 방의 수신 신호 분포 그래프를 견주었다. 직접파가 있는 쪽이 라이시안, 없는 쪽이 레일리 모양이라는 설명을 읽고 두 그래프의 이름을 나란히 적어 두었다.
  4. 甲은 걷는 사람과 고속열차 승객의 신호 세기가 시간에 따라 흔들리는 폭을 나란히 그린 그림을 보았다. 빠를수록 파형이 더 자주 요동친다는 점을 확인하고 「시변성 증가」라고 이름을 붙였다.

  단말이 빨리 움직일수록 도플러 확산으로 채널은 더 빨리 변한다. 시불변이 아니라 시변성이 커진다.

• 9

  증폭기의 입력신호가 15 [mW]이고 입력잡음이 0.3 [mW], 출력신호가 240 [mW]이고 출력잡음이 48 [mW]일 때, 잡음지수(NF, noise figure)[dB]는?

  1. 1. －20
  2. 2. －10
  3. 3. 10
  4. 4. 20

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 잡음지수는 입력 SNR을 출력 SNR로 나눈 값이라 증폭기가 잡음을 더하면 항상 1 이상이다. -20 dB는 F가 0.01이라는 뜻이라 실제 증폭기에서 나올 수 없으므로 옳지 않다.
  2. -10 dB는 F가 0.1이라는 뜻이며 출력 SNR이 입력보다 열 배 좋아졌다는 결과가 된다. 이 문항은 SNR이 50에서 5로 나빠졌으므로 옳지 않다.
  3. 입력 SNR은 15÷0.3=50이고 출력 SNR은 240÷48=5이므로 F=50÷5=10이며 10 log 10=10 dB이다. 입출력 비를 올바른 방향으로 나눈 값이므로 옳다(정답).
  4. 20 dB는 F가 100이라는 뜻이다. 전력 비를 10 log가 아니라 전압 비에 쓰는 20 log로 환산해 두 배로 부풀린 값으로 보이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 잡음지수가 -20 dB로 나온 결과를 보고 SNR이 오히려 백 배 좋아졌다는 뜻임을 깨달았다. 잡음을 더할 뿐인 증폭기에서 나올 수 없는 값이라 부호를 확인하고 비를 다시 뒤집어 계산했다.
  2. 甲은 SNR 50이 5로 줄어드는 과정을 막대그래프로 그려 보았다. -10 dB는 SNR이 열 배 좋아져야 나오는 값이라 그래프와 맞지 않음을 알고 후보 목록에서 지웠다.
  3. 甲은 입력 15와 0.3, 출력 240과 48을 각각 나눠 SNR 50과 5를 구했다. 50을 5로 나눠 F=10을 얻고 상용로그를 취해 10 dB를 정답 칸에 크게 적었다.
  4. 甲은 10을 로그로 바꿀 때 20을 곱한 풀이를 보았다. 20 log는 전압이나 전류 비에 쓰는 식이고 전력 비에는 10 log를 쓴다는 규칙을 찾아 풀이지 옆에 고쳐 적었다.

  잡음지수 F=입력 SNR÷출력 SNR=50÷5=10이므로 10 dB이다.

• 10

  양자화(quantization)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 표본화된 신호의 아날로그 레벨 값을 유한한 디지털 레벨 값으로 분류하는 과정이다.
  2. 2. 비균일 양자화 방식은 균일 양자화 방식에 비해 특정 진폭 구간을 더 세분화 할 수 있다.
  3. 3. 균일 양자화 방식에서 양자화 레벨에 할당되는 이진 부호가 1비트 증가하면 신호 대 양자화잡음비가 약 3 [dB] 개선된다.
  4. 4. μ －law와 A－law는 비균일 양자화에 사용된다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 표본화된 진폭을 연속값에서 유한한 수의 레벨 중 가까운 값으로 옮기는 과정이다. 표본화 다음 단계에서 연속 진폭을 이산 값으로 바꾸는 것이므로 맞다.
  2. 비균일 양자화는 신호가 자주 나오는 작은 진폭 구간에 레벨을 촘촘히 배치할 수 있다. 특정 구간을 더 세분화한다는 말이 성립하므로 맞다.
  3. 균일 양자화에서 비트가 1개 늘면 레벨이 두 배가 되어 양자화 잡음 전력이 4분의 1로 준다. 그래서 SQNR 개선은 약 6 dB이므로 3 dB라는 설명은 옳지 않다(정답).
  4. μ-law는 북미와 일본에서, A-law는 유럽에서 음성 PCM에 쓰는 압신 방식이다. 둘 다 비균일 양자화에 쓰인다는 설명이 사실이므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 사인파의 표본점을 격자에 맞춰 가장 가까운 레벨로 옮겨 찍는 작업을 했다. 연속 값이 유한한 몇 칸 중 하나로 바뀌는 모습을 계단 그림으로 그려 표시해 두고 이름을 붙였다.
  2. 甲은 음성 신호의 진폭 분포를 히스토그램으로 그려 작은 진폭이 훨씬 자주 나타나는 것을 확인했다. 그 구간에 눈금을 촘촘히 그어 넣고 큰 진폭 구간에는 성기게 그어 두었다.
  3. 甲은 8비트와 9비트 양자화기의 레벨 수 256과 512를 나란히 적었다. 레벨이 두 배가 되면 잡음 전력이 4분의 1이 되어 6 dB가 좋아진다는 계산을 옆에 붙이고 3 dB 표기를 지웠다.
  4. 甲은 전화망 규격 표에서 μ-law와 A-law가 나란히 소개되는 부분을 읽었다. 둘 모두 작은 신호에 레벨을 몰아주는 압신 방식이라는 점을 확인하고 두 이름 아래에 같은 줄을 그어 두었다.

  균일 양자화에서 비트가 1개 늘면 SQNR은 약 6 dB 좋아진다. 3 dB가 아니다.

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• 11

  통신시스템에서 백색가우시안 잡음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 신호 성분과 곱해져서 왜곡을 초래한다.
  2. 2. 진폭은 가우시안 확률 분포를 따른다.
  3. 3. 진폭의 평균값은 0이다.
  4. 4. 모든 주파수 대역에서 일정한 전력밀도 스펙트럼을 보인다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 백색가우시안 잡음은 수신 신호에 더해지는 가산성 잡음이며 곱해지지 않는다. 곱해져 왜곡을 일으키는 것은 페이딩이므로 옳지 않다(정답).
  2. 열잡음처럼 수많은 독립 성분이 합쳐진 잡음은 중심극한정리에 따라 진폭이 정규분포를 따른다. 이것이 가우시안이라는 이름의 뜻이므로 맞다.
  3. 진폭 분포가 좌우 대칭인 정규분포이고 평균이 0이라 양과 음의 값이 같은 정도로 나온다. 평균이 0이라는 설명은 성립하므로 맞다.
  4. 백색이란 모든 주파수에서 전력 스펙트럼 밀도가 같은 N0/2로 일정하다는 뜻이다. 색깔 이름의 근거가 이 성질이므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 통신 모델의 블록도에서 잡음이 신호 뒤 덧셈 기호로 들어가는 것을 보았다. 곱셈 기호로 들어가는 페이딩과 그림에서 구별하고 두 기호 옆에 가산성과 승산성이라 적어 두었다.
  2. 甲은 저항의 열잡음 전압을 오래 기록해 히스토그램을 그려 보았다. 종 모양으로 나타나는 분포를 보고 가우시안 곡선을 덧그린 다음 그래프 옆에 정규분포라고 적어 두고 확인했다.
  3. 甲은 잡음 파형을 오랜 시간 평균해 보았더니 0에 아주 가깝게 수렴하는 것을 확인했다. 양수와 음수가 거의 같은 비율로 나온다는 기록을 계산 결과 옆에 나란히 옮겨 적었다.
  4. 甲은 스펙트럼 분석기에서 잡음 바닥이 주파수와 상관없이 일정한 높이로 나오는 화면을 캡처했다. 백색이라는 이름이 이 평평한 선에서 나왔음을 알고 화면 아래에 설명을 붙였다.

  백색가우시안 잡음은 신호에 더해지는 가산성 잡음이다. 신호에 곱해져 왜곡을 일으키는 것은 페이딩이다.

• 12

  전자파의 전파(propagation)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 서로 다른 밀도를 갖는 두 매질의 경계면을 투과할 때 굴절이 일어날 수 있다.
  2. 2. 반사와 굴절이 동시에 발생할 수 있다.
  3. 3. 빛과 달리 직진성 혹은 지향성을 갖지 않는다.
  4. 4. 전계와 자계 성분을 모두 갖는다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 밀도가 다른 두 매질의 경계에서는 전파 속도가 달라져 진행 방향이 꺾이는 굴절이 일어난다. 굴절이 가능하다는 설명은 사실이므로 맞다.
  2. 경계면에 닿은 전파의 일부는 반사되고 나머지는 매질 안으로 굴절되어 들어간다. 두 현상이 동시에 일어날 수 있다는 설명이 사실이므로 맞다.
  3. 전자파도 빛과 같은 전자기파이므로 균일한 매질에서 직진하며 안테나에 따라 지향성을 만들 수 있다. 직진성이 없다는 설명은 옳지 않다(정답).
  4. 전파는 전계와 자계가 서로 수직으로 진동하며 나아가는 횡파이다. 두 성분을 모두 가진다는 설명이 실제 성질과 일치하므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 물을 담은 컵에 꽂은 막대가 꺾여 보이는 사진과 전파가 대기층에서 휘는 그림을 견주었다. 매질이 바뀌는 자리에서 방향이 바뀌는 모습을 두 그림에 같은 색 화살표로 표시했다.
  2. 甲은 유리창에 레이저를 비스듬히 쏘았을 때 반사광과 창을 통과한 빛이 함께 보이는 것을 확인했다. 전파도 경계에서 같은 식으로 갈라진다는 설명을 읽고 두 갈래에 이름표를 붙였다.
  3. 甲은 파라볼라 안테나가 위성 쪽으로만 정확히 향하도록 설치되는 것을 보았다. 전파도 빛처럼 곧게 나아가기에 방향을 맞춰야 신호가 잡힌다는 설명을 듣고 각도를 수첩에 옮겨 놓았다.
  4. 甲은 전자기파 그림에서 전계 화살표와 자계 화살표가 서로 직각으로 나란히 진행 방향을 가리키는 모습을 그려 보았다. 두 성분이 함께 있다는 점을 색을 달리해 칠해 표시했다.

  전자파도 빛과 같은 전자기파여서 직진하며 지향성을 만들 수 있다. 직진성이 없다는 설명이 틀렸다.

• 13

  송신전력이 －10 [dBm]인 마이크로파 신호를 전송하는 경우, 송수신안테나의 이득이 각각 10 [dB]이고 경로 손실이 30 [dB]일 때, 수신전력[mW]은?

  1. 1. 1
  2. 2. 0.1
  3. 3. 0.01
  4. 4. 0.001

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 1 mW는 0 dBm이다. 송신전력 -10 dBm에 이득 20 dB를 더하고 손실 30 dB를 빼면 -20 dBm이므로 0 dBm과는 20 dB 차이가 나서 옳지 않다.
  2. 0.1 mW는 -10 dBm으로 송신전력과 같은 값이다. 이득 20 dB와 손실 30 dB의 차인 -10 dB를 반영하지 않은 값이어서 옳지 않다.
  3. -10 dBm에 이득 10 dB 둘을 더하고 손실 30 dB를 빼면 -20 dBm이며 10^(-20/10)=0.01 mW이다. 링크 예산의 덧셈 순서를 지킨 값이므로 옳다(정답).
  4. 0.001 mW는 -30 dBm이다. 수신 안테나 이득 10 dB를 빠뜨리고 -10+10-30으로 계산하면 나오는 값이어서 실제 결과보다 10 dB 낮으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 1 mW를 로그로 바꾸면 0 dBm이라는 점을 환산표에서 확인했다. 계산 결과 -20 dBm과 20 dB 차이가 나는 것을 눈금 자로 재어 보고 첫 번째 후보를 지웠다.
  2. 甲은 이득 20 dB에서 손실 30 dB를 빼 순 -10 dB를 얻었다. 0.1 mW는 송신전력 -10 dBm 그대로라서 그 -10 dB 차이가 반영되지 않았음을 알고 후보에서 뺐다.
  3. 甲은 dBm 값을 순서대로 -10, 0, 10, -20이라 적으며 이득과 손실을 차례로 더하고 뺐다. 최종 -20 dBm을 10^(-2) mW로 바꿔 0.01이라 적고 답에 동그라미를 쳤다.
  4. 甲은 수신 안테나 이득을 깜빡하고 송신 안테나 이득만 넣어 -30 dBm을 얻은 풀이를 보았다. 그 값이 0.001 mW임을 확인하고 이득이 두 번 들어가야 한다는 점을 붉은 글씨로 고쳐 써 넣었다.

  수신전력=-10+10+10-30=-20 dBm이고 이는 0.01 mW이다.

• 14

  위성통신의 특징을 나타내는 용어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 접속 용이성: 동일 내용의 정보를 복수 지점에서 동시에 수신할 수 있음을 의미한다.
  2. 2. 회선구성의 융통성: 유연한 회선의 설정이 가능하고 구성이 용이함을 의미한다.
  3. 3. 광역성: 소수의 위성으로 넓은 영역에 통신을 지원할 수 있음을 의미한다.
  4. 4. 광대역성: 넓은 주파수 대역을 사용하여 대용량 정보 전송이 가능함을 의미한다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 한 위성의 전파를 여러 지점이 함께 받는 성질은 동보성(방송성)이라 부른다. 용어와 설명의 짝이 맞지 않으므로 옳지 않다(정답).
  2. 회선구성의 융통성은 지구국의 수와 위치, 회선 수를 상황에 맞게 유연하게 바꿀 수 있다는 성질이다. 설명이 뜻과 맞아 맞다.
  3. 광역성은 정지위성 몇 기만으로 극지방을 뺀 지구 대부분에 통신을 지원할 수 있다는 성질이다. 설명이 뜻과 정확히 맞아 맞다.
  4. 광대역성은 GHz 단위의 넓은 주파수 대역을 쓰기 때문에 대용량 정보를 전송할 수 있다는 성질이다. 설명이 뜻과 맞아 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 위성 방송을 여러 도시의 가정이 같은 시각에 시청하는 사례를 정리했다. 한 번의 송신으로 다수 지점에 동시에 도달하는 성질을 동보성이라 적고 접속 용이성이라 쓴 칸을 지웠다.
  2. 甲은 재난 지역에 이동식 지구국을 세워 곧바로 회선을 여는 사례를 찾아 읽었다. 지상 케이블 없이 필요한 곳에 회선을 만드는 특징을 표 옆에 융통성이라는 말로 적어 두었다.
  3. 甲은 정지위성 한 기가 지구 표면의 상당 부분을 내려다보는 그림을 보았다. 세 기로 극지방을 뺀 지구 전역을 덮는 배치도를 따라 그리며 광역성의 근거로 옮겨 그렸다.
  4. 甲은 위성통신이 쓰는 대역이 GHz 단위로 넓게 배정된 표를 확인했다. 폭이 넓을수록 실을 수 있는 정보량이 많다는 점을 연결해 광대역성 항목 옆에 별표를 달아 표시했다.

  동일 정보를 여러 지점이 동시에 수신하는 성질은 동보성이다. 이를 접속 용이성이라 부른 설명이 틀렸다.

• 15

  정지위성에서 지구국으로 보내는 신호의 감쇠가 심해지는 경우가 아닌 것은?

  1. 1. 위성과 지구국과의 거리가 멀수록
  2. 2. 대기가 건조할수록
  3. 3. 신호의 파장이 짧을수록
  4. 4. 위성과 지구국의 앙각이 작을수록

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 거리가 멀수록 자유공간 손실이 거리의 제곱에 따라 커져 신호가 약해진다. 그러므로 이 경우는 감쇠가 심해지는 경우에 해당한다.
  2. 대기가 건조하면 수증기에 의한 흡수가 적어 오히려 감쇠가 줄어든다. 습할수록 심해지므로 감쇠가 심해지는 경우에 해당하지 않는다(정답).
  3. 파장이 짧을수록 주파수가 높아 자유공간 손실과 대기·강우 감쇠가 함께 커진다. 그러므로 이 경우는 감쇠가 심해지는 경우에 해당한다.
  4. 앙각이 작으면 전파가 대기층을 비스듬히 오래 통과해 흡수 손실이 커진다. 그러므로 이 경우는 감쇠가 심해지는 경우에 해당한다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 정지위성이 적도 상공에서 멀리 있을수록 지구국 신호가 약해진다는 손실 곡선을 보았다. 거리 대 손실 그래프에서 오른쪽 끝의 값이 가장 큰 것을 짚어 동그라미로 표시했다.
  2. 甲은 건조한 사막 지역의 위성 안테나가 습한 열대 지역보다 신호가 안정적이라는 설명을 읽었다. 수증기 흡수가 줄기 때문이라는 이유를 적고 두 지역 사이에 대비 화살표를 그렸다.
  3. 甲은 Ku 대역과 Ka 대역의 감쇠 값이 파장이 짧은 쪽에서 더 크게 나오는 표를 보았다. 두 대역의 파장을 각각 계산해 견주어 보고 그 결과를 표 옆 빈칸에 옮겨 적었다.
  4. 甲은 지평선에 가까운 위성을 잡을 때 신호가 약해지는 이유를 그림으로 그려 보았다. 전파가 대기층을 스치듯 길게 지나가는 경로를 두꺼운 선으로 그려 다른 경로와 구별해 표시했다.

  대기가 건조하면 수증기 흡수가 줄어 감쇠가 작아진다. 감쇠가 심해지는 경우가 아니다.

• 16

  민간용 GPS(global positioning system)를 사용할 때 위치 측정의 오차가 발생하는 원인으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 위성들의 근접한 배치 형태

  ㄴ. 대기층에서의 전파 지연

  ㄷ. DGPS(differential GPS)의 사용

  ㄹ. 위성의 제한적 선택 사용

  1. 1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. 2. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  3. 3. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  4. 4. ㄴ, ㄷ, ㄹ

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ과 ㄴ은 오차 원인이 맞지만 ㄷ의 DGPS는 기준국이 보낸 보정값으로 오차를 줄이는 수단이다. 원인이 아닌 것을 넣은 묶음이므로 옳지 않다.
  2. 위성이 한쪽에 몰리면 기하학적 정밀도가 나빠져 오차가 커지고, 대기층의 전파 지연도 오차를 낳는다. 민간용 신호를 고의로 제한한 조치까지 셋이 모두 원인이므로 이 묶음이 맞다.
  3. ㄱ과 ㄹ은 원인이지만 대기층 전파 지연 ㄴ이 빠졌고 오차를 줄이는 DGPS ㄷ이 들어 있다. 원인과 보정 수단이 뒤섞인 묶음이므로 옳지 않다.
  4. ㄴ과 ㄹ은 원인이지만 위성 배치 형태 ㄱ이 빠졌고 오차를 줄이는 DGPS ㄷ이 들어 있다. 원인이 아닌 것이 섞여 있는 묶음이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 오차 원인을 나열하며 DGPS를 함께 적었다가 기준국이 보정값을 방송하는 그림을 보고 멈추었다. 원인이 아니라 오차를 줄이는 방법이므로 그 항목만 다른 칸으로 옮겨 적었다.
  2. 甲은 위성 네 기가 하늘 한쪽에 몰려 있을 때와 사방에 흩어져 있을 때의 위치 오차 범위를 그림으로 견주었다. 대기 지연과 민간용 신호 제한까지 세 원인을 한 표에 모아 세 줄로 적었다.
  3. 甲은 대기 지연 항목이 빠진 원인 목록을 점검하다 전리층에서 신호가 늦어지는 항을 추가했다. 원인 목록에 섞여 있던 보정 기술은 뽑아서 따로 마련한 다른 칸으로 옮겨 두었다.
  4. 甲은 위성 배치 항목을 지운 목록을 살펴보고 위성이 몰려 있으면 오차가 커진다는 설명을 찾아냈다. 잘못 들어간 보정 기술을 지우고 그 자리에 위성 배치를 다시 적어 넣었다.

  ㄱ 위성 배치, ㄴ 대기 지연, ㄹ 제한적 선택 사용은 오차 원인이고 ㄷ DGPS는 오차를 줄이는 보정 기술이다. 정답은 2번.

• 17

  정보신호 m(t) = cos (2 π f_m t + π/4) 를 반송파 전송 양측파대(DSB－TC, double sideband-transmitted carrier)로 변조한 신호가 s(t) = A_c [ 1 + 1/2 m(t) ] cos (2 π f_c t) 일 때, 전력 효율[%]은? (단, f_m 은 정보신호의 주파수이고, A_c 와 f_c 는 각각 반송파의 진폭과 주파수이며 f_c > > f_m > 0 이다)

  1. 1. 약 11.11
  2. 2. 약 22.22
  3. 3. 약 33.33
  4. 4. 약 66.66

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 변조지수 0.5에서 반송파 전력은 A²/2, 측파대 전력은 μ²A²/4이다. 효율은 μ²/(2+μ²)=0.25/2.25로 약 11.11%이므로 옳다(정답).
  2. 22.22%는 효율식의 분자에서 변조지수를 제곱하지 않고 0.5 그대로 넣었을 때 나오는 값이다. 0.5÷2.25로 계산한 잘못된 값이므로 옳지 않다.
  3. 33.33%는 변조지수가 1인 100% 변조일 때의 효율이다. 이 문항의 변조지수는 0.5이므로 그 값을 적용할 수 없어 옳지 않다.
  4. 정현파 DSB-TC의 효율은 변조지수 1일 때 최대 33.33%에 그친다. 66.66%는 그 상한을 넘는 값이어서 나올 수 없으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 반송파 전력 A²/2와 측파대 전력 μ²A²/4를 나란히 적고 μ=0.5를 대입했다. 측파대 몫이 전체의 약 9분의 1인 것을 확인하고 백분율 11.11을 굵게 표시했다.
  2. 甲은 효율식의 분자에 μ를 제곱하지 않고 0.5 그대로 넣은 풀이를 보았다. 그러면 22.22가 나온다는 것을 직접 계산해 보고 제곱을 빠뜨린 자리를 빨간 펜으로 표시했다.
  3. 甲은 변조지수 1로 100% 변조했을 때 효율이 1/3이 된다는 표의 값을 확인했다. 이 문제의 지수는 0.5이므로 그 값이 아니라고 표 옆에 적어 두고 후보 칸에 가위표를 쳤다.
  4. 甲은 정현파 DSB-TC의 효율 그래프에서 최댓값이 33% 선을 넘지 않는 것을 보았다. 66.66은 그 상한을 넘는 수라서 나올 수 없다는 점을 그래프 위 여백에 짚어 넣었다.

  변조지수 μ=1/2이므로 전력 효율은 μ²/(2+μ²)=0.25/2.25로 약 11.11%이다.

• 18

  QPSK(quadrature phase shift keying) 변조 방식을 사용하는 통신시스템의 비트에러율(BER, bit error rate)이 10^(-6) 이고, 데이터 전송률이 200 [Mbps]일 때, 매 초당 발생하는 에러 비트 수의 평균값은?

  1. 1. 10
  2. 2. 20
  3. 3. 100
  4. 4. 200

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 10^-6은 백만 비트당 하나꼴로 틀린다는 뜻이다. 초당 2×10^8 비트이면 200개가 나오므로 10개는 그 20분의 1로 너무 적어 옳지 않다.
  2. 초당 20개가 나오려면 BER이 10^-7이어야 한다. 주어진 BER 10^-6에 비해 자릿수를 하나 잘못 옮긴 값이어서 옳지 않다.
  3. 100은 QPSK의 심벌률 100 Msps에 BER을 곱한 값이다. BER은 비트 기준의 확률이므로 비트율 200 Mbps에 곱해야 하므로 옳지 않다.
  4. 200×10^6 bps에 BER 10^-6을 곱하면 초당 200개의 오류 비트가 생긴다. 비트오율에 비트 전송률을 곱한 값이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 백만 비트마다 한 비트가 틀리는 그림을 그린 뒤 초당 2억 비트가 몇 묶음인지 세었다. 200묶음이 나오는데 답안에 10이라 적힌 것을 발견하고 그 칸을 지운 뒤 고쳐 적었다.
  2. 甲은 BER이 10^-7이면 초당 오류가 20개가 됨을 계산해 보았다. 문제의 BER은 10^-6이므로 자릿수가 하나 다르다는 점을 확인하고 지수를 지운 자리에 표시했다.
  3. 甲은 QPSK가 한 기호에 두 비트를 싣는다는 점을 떠올려 심벌률 100 Msps를 구했다. 그러나 BER은 비트 단위 확률이므로 100이 아니라 비트율에 곱해야 한다고 밑줄을 그었다.
  4. 甲은 200 Mbps에 10^-6을 곱하는 식을 세우고 200이 나오는 것을 확인했다. 결과를 초당 오류 비트 수 칸에 옮겨 적고 심벌 오류와 헷갈리지 않게 단위를 함께 적어 두었다.

  비트오율은 비트 기준 확률이다. 200×10^6 bps×10^-6=200개의 오류 비트가 초당 나온다.

• 19

  위상의 연속성을 언제나 유지하는 변조 방식은?

  1. 1. MSK(minimum shift keying)
  2. 2. QPSK(quadrature phase shift keying)
  3. 3. OQPSK(offset quadrature phase shift keying)
  4. 4. DQPSK(differential quadrature phase shift keying)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. MSK는 연속위상 FSK의 하나로 주파수를 비트율의 4분의 1 폭으로만 바꾸어 위상이 끊기지 않고 이어진다. 연속 위상이 본래 성질이므로 옳다(정답).
  2. QPSK는 심벌 경계에서 위상이 최대 180도까지 갑자기 뛰어 위상이 불연속일 수 있다. 언제나 연속이라는 설명은 성립하지 않으므로 옳지 않다.
  3. OQPSK는 I·Q 신호를 반 심벌 어긋나게 해 위상 도약을 90도 이하로 줄일 뿐 완전히 없애지는 못한다. 언제나 연속은 아니므로 옳지 않다.
  4. DQPSK는 이전 심벌과의 위상 차이에 정보를 싣는 방식으로 심벌마다 위상이 바뀌는 불연속을 가진다. 연속성을 보장하지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 MSK 신호의 위상 궤적을 시간 축에 그려 보고 꺾임 없이 부드럽게 이어지는 것을 확인했다. 비트가 바뀌는 자리에서도 선이 끊기지 않는다는 점을 색연필로 굵게 표시했다.
  2. 甲은 QPSK의 성상도에서 한 사분면에서 반대 사분면으로 건너뛰는 화살표를 그려 보았다. 위상이 180도 뛰는 순간이 있다는 점을 숫자로 적고 그 자리를 붉은색으로 칠해 표시했다.
  3. 甲은 OQPSK에서 I와 Q 채널을 반 심벌 어긋나게 놓은 그림을 그렸다. 한 번에 뛰는 위상 폭이 90도로 줄지만 그래도 뛰어오르는 부분이 남아 있음을 그림 위에 표시해 두었다.
  4. 甲은 DQPSK가 앞 심벌과의 위상 차로 정보를 싣는 구조를 순서도로 그려 보았다. 심벌마다 위상이 바뀐다는 점에서 연속성을 보장하지 않는다는 결론을 순서도 아래에 적었다.

  MSK는 위상이 끊기지 않고 이어지는 연속위상 FSK의 한 종류이다.

• 20

  반송파의 주파수가 2 [GHz]인 LTE(long-term evolution) 단말기의 안테나에 비해 주파수가 3.6 [GHz]인 반송파를 사용하는 5G(generation) 단말기의 안테나 길이는? (단, LTE 및 5G 모두 1/4 파장 안테나를 사용한다고 가정한다)

  1. 1. 동일하다.
  2. 2. 5/9배가 된다.
  3. 3. 7/9배가 된다.
  4. 4. 8/9배가 된다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 1/4 파장 안테나의 길이는 λ/4=c/(4f)이므로 주파수가 바뀌면 길이도 바뀐다. 2 GHz에서 3.6 GHz로 올라가면 길이가 줄어들므로 동일하다는 설명은 옳지 않다.
  2. 길이는 주파수에 반비례하므로 2÷3.6=5/9배이다. 1/4 파장이 2 GHz에서 3.75 cm, 3.6 GHz에서 약 2.08 cm로 줄어든 결과와 맞으므로 옳다(정답).
  3. 7/9는 주파수가 약 2.57 GHz일 때 나오는 값이다. 3.6 GHz를 넣은 반비례 계산 0.556과 맞지 않으므로 옳지 않다.
  4. 8/9는 주파수가 2.25 GHz일 때 나오는 값이다. 3.6 GHz를 넣은 반비례 계산 0.556과 크게 달라서 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 두 대역의 안테나 길이가 같다고 적었다가 파장 공식 λ=c/f를 넣어 보았다. 2 GHz는 15 cm, 3.6 GHz는 약 8.3 cm로 서로 달라 첫 번째 답을 지웠다.
  2. 甲은 4분의 1 파장 길이를 3.75 cm와 약 2.08 cm로 각각 구해 나누었다. 비가 0.556, 곧 5/9가 되는 것을 확인하고 정답 칸에 동그라미를 친 뒤 계산 과정을 옆에 남겼다.
  3. 甲은 7/9라는 값을 만들려면 5G 쪽 주파수가 몇 GHz여야 하는지 거꾸로 풀어 보았다. 약 2.57 GHz가 나와 3.6 GHz와 다르다는 것을 알고 이 후보를 지운 뒤 이유를 적어 두었다.
  4. 甲은 8/9를 넣으면 5G 주파수가 2.25 GHz여야 함을 역산해 보았다. 문제가 준 3.6 GHz와 맞지 않는 값이라는 점을 확인하고 후보에서 지웠다고 옆에 표시했다.

  1/4 파장 안테나의 길이는 주파수에 반비례한다. 2÷3.6=5/9배가 된다.

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• 21

  섀넌(Shannon)의 채널 용량 공식을 따를 때, 동일한 시간에 가장 많은 데이터를 전송할 수 있는 무선통신 시스템은?

  대역폭[MHz] 신호대잡음비

  1. 1. 500 63
  2. 2. 600 31
  3. 3. 400 127
  4. 4. 800 15

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 500 MHz에 SNR 63이면 log2(64)=6이어서 채널 용량이 3000 Mbps이다. 800 MHz에 SNR 15인 3200 Mbps보다 작으므로 옳지 않다.
  2. 600 MHz에 SNR 31이면 log2(32)=5이어서 600×5=3000 Mbps이다. 대역폭이 넓어도 3200 Mbps에 못 미치므로 옳지 않다.
  3. 400 MHz에 SNR 127이면 log2(128)=7이어서 400×7=2800 Mbps로 넷 가운데 가장 작다. SNR이 가장 높아도 대역폭이 좁아 용량이 작으므로 옳지 않다.
  4. 800 MHz에 SNR 15이면 log2(16)=4이어서 800×4=3200 Mbps로 가장 크다. SNR이 낮아도 대역폭이 커서 용량이 가장 크므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 63에 1을 더하면 64가 되어 2의 6제곱이라는 점에 주목해 500에 6을 곱했다. 그렇게 나온 3000 Mbps라는 값을 계산표 첫 줄에 옮겨 적고 다음 후보로 넘어갔다.
  2. 甲은 SNR 31에 1을 더한 32가 2의 5제곱임을 알고 600에 5를 곱해 3000이라는 값을 얻었다. 표 두 번째 줄에 넣고 첫 줄과 같은 값임을 확인해 나란히 표시했다.
  3. 甲은 SNR이 127로 가장 높은 후보의 용량이 2800으로 가장 작게 나온 것에 놀랐다. 대역폭 400이 좁아 로그로 얻는 이득을 상쇄하지 못한다는 점을 표 옆에 붙여 두었다.
  4. 甲은 800에 log2(16)=4를 곱해 3200을 구하고 네 줄 중 가장 큰 값임을 확인했다. SNR이 가장 낮은 후보가 이기는 이유를 「대역폭은 선형, SNR은 로그」라고 정리했다.

  섀넌 용량은 C=B·log2(1+SNR)이다. 800 MHz×log2(16)=3200 Mbps가 넷 중 가장 크다.

• 22

  전파의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 파장이란 주기적으로 변화하는 에너지 레벨이 한 주기 동안 진행한 거리이다.
  2. 2. 회절이란 경계면에 도달한 전파가 새로운 파원이 되어 진행하는 현상을 말한다.
  3. 3. 전파의 직진과 반사의 특성을 이용한 것으로는 레이더가 있다.
  4. 4. 전파의 주파수가 높을수록 회절이 잘되고 낮을수록 직진성이 좋아진다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 파장은 파동이 한 주기 동안 진행하는 거리이며 λ=c/f로 구한다. 주파수가 높을수록 파장이 짧아진다는 관계와 어긋나지 않으므로 맞다.
  2. 회절은 호이겐스 원리대로 경계면에 닿은 파면 위의 점들이 새 파원이 되어 장애물 뒤로도 퍼지는 현상이다. 설명이 정의와 일치하므로 맞다.
  3. 레이더는 전파가 곧게 나아가다 목표물에 반사되어 돌아오는 성질을 이용해 거리와 방향을 알아낸다. 직진과 반사를 활용한 예가 실제로 맞으므로 맞다.
  4. 주파수가 낮을수록 파장이 길어 장애물을 돌아 들어가는 회절이 잘 되고, 높을수록 직진성이 좋다. 설명이 정반대로 되어 있으므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 물결을 찍은 사진에서 마루와 마루 사이의 간격을 자로 재어 파장이라 적었다. 한 주기 동안 파동이 나아간 거리와 같다는 설명을 그 옆에 붙여 두고 사진에 번호를 달았다.
  2. 甲은 방파제 틈으로 들어온 물결이 틈 뒤에서 동심원으로 퍼지는 사진을 보았다. 틈의 각 점이 새 파원 노릇을 한다는 호이겐스 원리 그림을 찾아 사진 옆에 나란히 놓고 비교했다.
  3. 甲은 공항 관제 레이더가 펄스를 쏘아 항공기에서 돌아오는 반사파로 위치를 잡는 방식을 읽었다. 곧게 나아가 반사되는 특성이 이용된다는 점을 도식 옆에 정리하고 표시했다.
  4. 甲은 AM 라디오는 산 뒤에서도 잘 들리고 위성 안테나는 시야가 막히면 안 잡힌다는 사례를 견주었다. 낮은 주파수는 돌아 들어가고 높은 주파수는 곧게 간다는 규칙을 표로 만들었다.

  전파는 주파수가 낮을수록 파장이 길어 회절이 잘 되고, 높을수록 직진성이 좋아진다.

• 23

  OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)을 사용하는 시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 다수 개의 부반송파를 사용하여 데이터를 전송한다.
  2. 2. 심벌 간 간섭을 완화하기 위해 보호구간을 삽입한다.
  3. 3. 단일반송파 전송 방식에 비해 최대전력 대 평균전력비(peak-to-average power ratio)가 낮다.
  4. 4. 고속 푸리에 역변환(IFFT)을 사용하여 OFDM 변조 기능을 구현할 수 있다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. OFDM은 하나의 고속 데이터를 여러 개의 부반송파로 나누어 병렬로 전송한다. 다수 부반송파를 쓴다는 설명이 사실이므로 맞다.
  2. 심벌 사이에 보호구간을 넣어 다중 경로 지연으로 생기는 심벌 간 간섭을 흡수한다. 완화 목적이 정확한 설명이므로 맞다.
  3. 여러 부반송파가 같은 위상으로 겹치는 순간 순시 전력이 크게 솟아 PAPR이 높다. 단일반송파보다 낮다는 설명은 반대이므로 옳지 않다(정답).
  4. 부반송파 신호들의 합을 시간 영역 신호로 바꾸는 계산이 IFFT여서 송신기는 IFFT로 구현한다. 설명이 사실이므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 넓은 대역을 좁은 폭 조각 수백 개로 잘라 각각에 데이터를 실은 그림을 그렸다. 부반송파마다 낮은 속도로 병렬 전송하는 구조를 화살표로 이어 표시하고 개수를 세어 보았다.
  2. 甲은 심벌 앞에 뒤쪽 일부를 복사해 붙인 프레임 그림을 보았다. 다중 경로로 늦게 도착한 신호가 그 구간에서 소진되어 다음 심벌을 침범하지 않는다는 설명에 밑줄을 그었다.
  3. 甲은 부반송파 여러 개를 같은 위상으로 더한 그래프에서 순간 진폭이 평균보다 몇 배 치솟는 것을 그려 보았다. 이 봉우리가 증폭기에 부담이 된다는 점을 그래프 옆에 함께 적었다.
  4. 甲은 송신기 블록도에서 부반송파 값 묶음이 IFFT 블록을 지나 시간 신호가 되어 나가는 흐름을 짚어 보았다. 수신기는 FFT로 되돌린다는 점도 반대 방향 화살표로 표시했다.

  OFDM은 부반송파 신호가 겹쳐 최대전력 대 평균전력비가 높다. 낮다는 설명이 틀렸다.

• 24

  위성통신에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 위성과 지구국의 앙각이 증가할수록 왕복지연시간이 짧아진다.
  2. 2. 저궤도 위성통신은 정지궤도 위성통신보다 왕복지연시간이 짧아 신호 감도가 좋다.
  3. 3. 위성통신에서 사용되는 C밴드는 4 ～ 8 [GHz] 주파수 범위를 갖는다.
  4. 4. 일반적으로 상향링크보다 하향링크에서 더 높은 주파수를 사용한다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 앙각이 커지면 전파가 통과하는 경로가 짧아져 왕복지연시간이 줄어든다. 머리 위에 가까운 위성일수록 지연이 짧으므로 맞다.
  2. 저궤도는 고도가 낮아 거리가 짧으므로 왕복지연이 짧고 경로 손실도 작다. 수신 신호가 정지궤도보다 유리하다는 설명이므로 맞다.
  3. C밴드는 4~8 GHz의 주파수 범위로 정의되며 위성통신에서 널리 쓰인다. 범위 설명이 대역 구분표의 값과 일치하므로 맞다.
  4. 위성통신은 상향 6 GHz와 하향 4 GHz처럼 상향이 더 높은 주파수를 쓰는 것이 일반적이다. 하향이 더 높다는 설명은 반대이므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 위성이 머리 위에 있을 때와 지평선 가까이 있을 때의 전파 경로 길이를 그림으로 견주었다. 앙각이 클수록 경로가 짧아 왕복 시간이 줄어드는 점을 화살표 길이로 표시했다.
  2. 甲은 정지궤도 약 3만 6천 km와 저궤도 수백 km를 같은 눈금 자에 표시했다. 거리가 수십 분의 일이라 전파 왕복 시간과 경로 손실도 작다는 점을 나란히 적어 견주었다.
  3. 甲은 위성 주파수 대역 표에서 C밴드가 4~8 GHz로 적힌 줄에 형광펜을 칠했다. Ku·Ka 대역이 그보다 높은 줄에 놓인 것도 함께 짚고 세 대역의 순서를 공책에 옮겨 놓았다.
  4. 甲은 위성 주파수 배정표에서 6 GHz/4 GHz, 14 GHz/12 GHz 등의 짝을 보았다. 앞의 값이 상향, 뒤의 값이 하향이라는 표기를 확인하고 하향이 더 낮은 것에 별표를 쳤다.

  위성통신은 상향링크가 하향링크보다 높은 주파수를 쓴다. 하향이 더 높다는 설명이 틀렸다.

• 25

  디지털 통신시스템의 수신 신호전력을 S [W], 잡음전력을 N [W], 전송 채널 대역폭을 W [MHz], 비트 전송률을 R [MHz]이라고 할 때, 비트에너지 대 잡음전력밀도 E_b/N_0 가 가장 큰 것은?

  S N W R

  1. 1. 1 2 4 1
  2. 2. 1 2 2 4
  3. 3. 2 1 2 1
  4. 4. 2 1 1 2

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. Eb/N0=(S/N)(W/R)에서 S/N=0.5이고 W/R=4이므로 값이 2에 그친다. 셋째 후보의 4보다 작으므로 옳지 않다.
  2. S/N=0.5이고 W/R=0.5여서 Eb/N0가 0.25로 넷 가운데 가장 작다. 신호가 약하고 전송률이 높은 조합이므로 옳지 않다.
  3. S/N=2이고 W/R=2여서 Eb/N0=4로 가장 크다. 신호가 강하고 전송률이 대역폭에 비해 낮은 조합이므로 옳다(정답).
  4. S/N=2이지만 W/R=0.5여서 Eb/N0가 1이다. 신호 전력은 크지만 전송률이 대역폭의 두 배라 비트당 에너지가 작으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 S가 1 W, N이 2 W, W가 4 MHz, R이 1 MHz인 조합의 Eb/N0를 식에 대입했다. 0.5에 4를 곱해 2를 얻은 뒤 네 후보 표에 첫 줄로 옮겨 적었다.
  2. 甲은 S 1 W, N 2 W, W 2 MHz, R 4 MHz 조합의 값을 계산해 0.25를 구했다. 표 둘째 줄에서 가장 작은 값임을 확인하고 「최소」라고 크게 붙여 두었다.
  3. 甲은 S 2 W, N 1 W, W 2 MHz, R 1 MHz 조합에서 2에 2를 곱해 4를 구했다. 네 후보 가운데 가장 크다는 것을 확인하고 표 셋째 줄에 동그라미를 쳤다.
  4. 甲은 S 2 W, N 1 W, W 1 MHz, R 2 MHz 조합을 넣어 2 곱하기 0.5인 1을 구했다. 전력이 커도 전송률이 크면 비트당 에너지가 줄어든다는 점을 옆에 짚어 넣었다.

  Eb/N0=(S/N)×(W/R)이다. 넷 중 S/N=2, W/R=2인 셋째 후보가 4로 가장 크다.

• 26

  송신기는 300 [MHz]의 주파수와 16 [W]의 전력을 사용하여 자유공간으로 신호를 전송한다. 송신안테나와 수신안테나의 이득이 각각 30 [dB]일 때, 송신기로부터 1 [km] 떨어진 지점에 수신되는 전력[W]은? (단, 전파속도는 3 × 10^8 [m/s]이고, 주어진 조건 외의 영향은 고려하지 않는다)

  1. 1. {1 / π^2}
  2. 2. {8 / π^2}
  3. 3. {16 / π^2}
  4. 4. {30 / π^2}

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. λ=c/f=1 m이고 자유공간 손실은 (4πd/λ)²=16π²×10^6이다. 이득 10^3×10^3과 전력 16 W를 곱해 나누면 1/π² W가 되므로 옳다(정답).
  2. 8/π²는 1/π²의 여덟 배이다. 프리스 식의 어느 항을 빼거나 고쳐도 여덟 배가 되는 경로가 없으므로 계산 결과와 맞지 않아 옳지 않다.
  3. 16/π²는 자유공간 손실식에서 분모의 4를 빠뜨려 16배로 커진 값이다. 정확한 식은 (λ/4πd)²이므로 옳지 않다.
  4. 30/π²는 계산 결과 1/π²의 서른 배로 식의 어느 단계에서 생긴 오차로도 설명되지 않는 값이다. 프리스 식으로 나오는 값이 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 λ=3×10^8÷3×10^8=1 m를 먼저 구하고 (1/(4π×1000))²을 계산해 1/(16π²×10^6)을 얻었다. 여기에 전력 16과 이득 10^6을 곱해 1/π² W를 얻고 답에 동그라미를 쳤다.
  2. 甲은 8/π²가 나오려면 손실 항이 1/(2π²×10^6)이 되어야 함을 역산했다. 프리스 식에 그런 항이 없다는 점을 확인하고 후보 옆에 엑스 표시를 한 뒤 사유를 적었다.
  3. 甲은 16/π²를 얻은 풀이에서 4π를 π로 쓴 곳을 찾아냈다. 4를 빠뜨려 손실 항이 16배로 작아진 것이라 식 옆에 (4πd/λ)²라고 고쳐 쓰고 다시 계산했다.
  4. 甲은 30/π²가 나오려면 손실 항이 30/(16π²×10^6)이어야 하지만 이득과 전력의 곱과 맞지 않음을 확인했다. 식의 어느 단계에서도 그런 값이 나오지 않아 후보를 지웠다.

  프리스 식 Pr=PtGtGr(λ/4πd)²에 λ=1 m를 넣으면 16×10^6×1/(16π²×10^6)=1/π² W이다.

• 27

  주파수가 20 [kHz]인 정현파 신호를 100 [MHz]의 반송파로 주파수 변조하여 최대 주파수 편이가 500 [kHz]가 되었다. 카슨(Carson) 법칙을 이용하여 구한 변조 신호의 대역폭과 변조지수를 바르게 연결한 것은?

  대역폭[kHz] 변조지수

  1. 1. 1040 25
  2. 2. 1040 200
  3. 3. 520 25
  4. 4. 520 200

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 변조지수는 최대 편이 500을 신호 주파수 20으로 나눈 25이고 대역폭은 2(500+20)=1040 kHz이다. 두 값이 모두 맞아 옳다(정답).
  2. 대역폭 1040은 맞지만 변조지수 200은 반송파 100 MHz를 편이 500 kHz로 나눈 값이다. 변조지수는 편이를 신호 주파수로 나눈 값이므로 옳지 않다.
  3. 변조지수 25는 맞지만 대역폭 520은 편이 500과 신호 20을 더하고 2를 곱하지 않은 값이다. 카슨의 법칙은 합에 2를 곱하므로 옳지 않다.
  4. 520 kHz는 합에 2를 곱하지 않은 대역폭이고 200은 반송파를 편이로 나눈 지수이다. 두 값이 모두 잘못 만들어졌으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 500을 20으로 나눠 변조지수 25를 얻고 2×(500+20)=1040 kHz를 계산했다. 두 값을 나란히 답안 칸에 옮겨 적고 첫 번째 후보와 일치하는 것을 확인했다.
  2. 甲은 변조지수 200이 어디서 나온 값인지 거꾸로 따져 보았다. 반송파 쪽 숫자를 편이로 나눈 결과라는 것을 알고 지수의 정의와 다르다며 표 한 칸에 이유를 써 놓았다.
  3. 甲은 520 kHz가 편이 500과 신호 20을 더하기만 한 값임을 알았다. 카슨의 식은 그 합에 2를 곱해야 하므로 곱셈이 빠진 자리를 붉은 펜으로 표시하고 식을 고쳐 적었다.
  4. 甲은 520 kHz와 200이라는 두 값이 한 보기에 묶인 것을 보고 각각 따로 검산했다. 대역폭은 2를 곱하지 않았고 지수는 정의와 다르다는 결론을 낸 뒤 이 보기를 통째로 지웠다.

  변조지수는 편이÷신호 주파수=500÷20=25이고 카슨 대역폭은 2(500+20)=1040 kHz이다.

• 28

  디지털 변조 방식인 ASK, PSK, FSK 및 QAM에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 이진 변조와 동기식 복조를 사용할 때, 동일한 비트오율을 얻기 위한 E_b /N_0 는 PSK 방식이 FSK 방식에 비해 작다.
  2. 2. ASK와 FSK는 비동기 복조가 가능하므로 수신기의 복잡도를 낮출 수 있다.
  3. 3. 임의의 E_b /N_0 에서 QPSK는 BPSK와 동일한 비트오율 성능을 얻을 수 있지만 대역폭 효율은 감소한다.
  4. 4. M진 QAM에서 M을 증가시킬 경우, 심벌당 전송할 수 있는 비트 수가 증가하여 대역폭 효율이 개선된다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 이진 동기 검파에서 BPSK는 Q(√(2Eb/N0)), FSK는 Q(√(Eb/N0))로 같은 비트오율에 PSK가 3 dB 적은 Eb/N0면 된다. 설명이 사실이므로 맞다.
  2. ASK와 FSK는 포락선 검파 같은 비동기 복조가 가능해 위상 복원 회로 없이 간단한 수신기를 쓸 수 있다. 설명이 사실이므로 맞다.
  3. QPSK는 같은 Eb/N0에서 BPSK와 같은 비트오율을 내면서 심벌당 2비트를 실어 대역폭 효율이 두 배가 된다. 감소한다는 설명은 반대이므로 옳지 않다(정답).
  4. M진 QAM에서 M이 커지면 심벌당 log2M비트를 실어 같은 대역폭에 더 많은 비트를 전송한다. 대역폭 효율이 개선된다는 설명이 사실이므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 BPSK와 BFSK의 오율 곡선을 한 그래프에 겹쳐 그린 자료를 보았다. 같은 오율에서 PSK 곡선이 왼쪽에 놓여 3 dB 낮은 값에서 만난다는 점을 그래프 위에 표시했다.
  2. 甲은 저가형 무선 리모컨 수신기가 위상 잠금 회로 없이 포락선 검파기로 신호를 읽는다는 설명을 읽었다. 회로가 단순해지는 이유를 ASK와 FSK의 비동기 복조로 정리하고 붙여 두었다.
  3. 甲은 BPSK와 QPSK의 오율 곡선이 Eb/N0 축에서 포개지는 것을 확인했다. 같은 대역폭에 QPSK가 두 배 비트를 싣는 점을 근거로 효율 칸에 「증가」라고 고쳐 적었다.
  4. 甲은 16QAM과 64QAM이 심벌당 4비트와 6비트를 싣는 표를 보았다. 같은 대역폭이라도 M이 커질수록 전송 속도가 오르는 점을 옆에 적고 필요한 Eb/N0가 늘어난다는 단서도 함께 붙였다.

  QPSK는 BPSK와 같은 Eb/N0에서 비트오율이 같고 심벌당 2비트를 실어 대역폭 효율이 두 배가 된다.

• 29

  송신기의 출력단은 특성임피던스 50 [Ω]인 무손실 동축케이블과 완벽하게 정합되어 있고, 동축케이블은 입력임피던스가 30 [Ω]인 안테나와 연결되어 있다. 송신기에서 안테나로 64 [W]의 신호전력을 전송할 때, 송신기로 반사되는 신호전력[W]은?

  1. 1. 2
  2. 2. 4
  3. 3. 8
  4. 4. 10

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 반사 전력은 입사 전력에 |Γ|²을 곱해 구한다. Γ=-0.25에서 |Γ|²=1/16이므로 64 W의 1/16인 4 W이며 2 W는 반사 계수 약 0.18일 때의 값이라 옳지 않다.
  2. Γ=(30-50)/(30+50)=-0.25이고 |Γ|²=1/16이다. 64 W에 1/16을 곱한 4 W가 반사되어 송신기로 돌아가므로 옳다(정답).
  3. 8 W는 반사 계수가 약 0.35일 때 나오는 값이다. 임피던스 30 Ω과 50 Ω에서 나오는 0.25와 맞지 않으므로 옳지 않다.
  4. 10 W는 반사 계수가 약 0.40일 때 나오는 값이다. 30 Ω과 50 Ω으로는 만들어질 수 없는 반사 계수이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 반사 전력 2 W를 입사 64 W로 나눈 뒤 제곱근을 취해 반사 계수 약 0.18을 구했다. 임피던스 30과 50에서 나오는 0.25와 다름을 확인하고 표에 엑스 표시를 했다.
  2. 甲은 반사계수를 (30-50)/(30+50)으로 구해 -0.25를 얻었다. 제곱해 1/16을 만든 뒤 64 W에 곱해 4 W를 얻고 답 칸에 옮겨 적은 다음 검산까지 했다.
  3. 甲은 8 W가 나오는 반사 계수를 거꾸로 구해 약 0.35라는 값을 얻었다. 임피던스 값에서 나오는 0.25와 다르다는 점을 표 옆에 적고 후보에서 지운 뒤 이유를 남겼다.
  4. 甲은 반사 전력이 10 W라면 반사 계수가 약 0.40이어야 함을 역산했다. 30 Ω과 50 Ω으로는 그런 값이 나올 수 없다는 점을 확인하고 계산지에 후보 제외 표시를 했다.

  반사계수 Γ=(30-50)/(30+50)=-0.25이므로 반사 전력은 64×|Γ|²=64/16=4 W이다.

• 30

  그림과 같이 주기 T 가 200 [ μ s]인 사각파 정보신호를 1 [MHz]의 반송파로 진폭 변조할 때, 변조된 신호에 나타나지 않는 주파수[kHz]는?

  1. 1. 995
  2. 2. 1005
  3. 3. 1010
  4. 4. 1015

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 995 kHz는 반송파 1000에서 기본파 5 kHz를 뺀 하측 측파대 성분이다. 사각파는 기본파를 가지므로 나타나는 주파수가 맞다.
  2. 1005 kHz는 반송파에 기본파 5 kHz를 더한 상측파 성분이다. 기본파는 반드시 존재하므로 나타나는 주파수가 맞다.
  3. 1010 kHz는 5 kHz의 짝수 고조파 10 kHz에 해당한다. 상하가 대칭인 사각파는 홀수 고조파만 가지므로 나타나는 주파수가 아니다(정답).
  4. 1015 kHz는 3고조파 15 kHz가 반송파에 더해진 성분이다. 사각파에는 홀수 고조파가 존재하므로 나타나는 주파수가 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 주기 200 μs에서 기본 주파수 5 kHz를 구하고 반송파 1 MHz에서 5 kHz를 뺀 995 kHz를 스펙트럼에 표시했다. 하측 측파대의 첫 눈금이 되는 자리에 막대를 그렸다.
  2. 甲은 1005 kHz에 해당하는 막대를 반송파 오른쪽 첫 자리에 그려 넣었다. 기본파가 바로 그 위치에 상측파를 만드는 점을 표시하고 좌우 대칭임을 옆에 함께 적었다.
  3. 甲은 5, 10, 15 kHz 고조파 목록에서 10 kHz만 계수가 0인 것을 확인했다. 반송파 1 MHz에 10 kHz를 더한 1010 kHz 자리에 가위표를 쳐서 없는 성분임을 표시했다.
  4. 甲은 3고조파 15 kHz가 기본파의 3분의 1 크기로 남는다는 푸리에 급수 표를 읽었다. 1015 kHz 자리에 작은 막대를 그려 넣고 1005 kHz 옆에 나란히 두었다.

  T=200 μs인 대칭 사각파는 기본 5 kHz에 홀수 고조파만 있다. 짝수 고조파인 10 kHz가 낳는 1010 kHz는 나타나지 않는다.

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• 31

  비유전율 ε_r 이 64이고 비투자율 μ_r 이 4인 매질에서 진행하는 전파 이동속도는 자유공간에서 진행하는 전파 이동속도의 몇 배인가?

  1. 1. 16
  2. 2. 4
  3. 3. {1 / 4}
  4. 4. {1 / 16}

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 16배는 매질 안에서 자유공간보다 빠르다는 뜻이다. 전파 속도는 c/√(ε_r μ_r)이므로 매질 안에서는 느려져야 하므로 옳지 않다.
  2. 4배 역시 자유공간보다 빠르다는 뜻이다. √64=8이나 √4=2 어느 쪽에서도 나오지 않는 값이며 매질 속에서는 느려져야 하므로 옳지 않다.
  3. 1/4은 비투자율 4만 반영한 값이라 유전율 64의 영향이 빠졌다. 두 값을 곱한 256의 제곱근 16으로 나누어야 하므로 옳지 않다.
  4. v=c/√(64×4)=c/√256=c/16이므로 자유공간의 1/16배이다. 비유전율과 비투자율을 모두 넣어 계산한 값이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 유리 안에서 빛이 진공보다 느려진다는 설명을 읽고 16배 빨라진다는 후보가 이상하다고 느꼈다. 매질 안 속도는 항상 c보다 작다는 점을 짚어 그 후보를 지웠다.
  2. 甲은 4배가 나오는 계산이 있는지 따져 보았다. √64=8도 √4=2도 아니어서 어떤 풀이에서도 나오지 않는다는 결론을 내고 후보에 엑스 표시를 한 뒤 근거를 적었다.
  3. 甲은 1/4이 비투자율 4의 역수와 같다는 점을 알아챘다. 유전율 64를 반영하지 않고 나눈 값이므로 식에 64를 다시 써 넣고 두 값을 곱해 검산한 뒤 표시했다.
  4. 甲은 64와 4를 곱한 256의 제곱근이 16임을 계산해 v=c/16을 얻었다. 결과를 분수 1/16으로 옮겨 적고 정답 칸에 동그라미를 친 뒤 단위 없는 배수임을 확인했다.

  매질 속 전파 속도는 c/√(ε_r μ_r)=c/√256=c/16이므로 자유공간의 1/16배이다.

• 32

  마이크로파 신호의 무선 전파 환경에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 통신거리가 증가함에 따라 전파의 세기가 감소하는 현상을 경로손실이라고 한다.
  2. 2. 백색가우시안 잡음의 주요 원인은 다른 사용자들로부터 송신되는 전파에 의한 방해이다.
  3. 3. 건물, 지형 등 장애물에 의해 수신신호의 평균전력이 달라지는 현상을 섀도윙이라고 한다.
  4. 4. 송신 신호의 회절, 반사, 산란 등에 의해 다중 경로가 발생한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 거리가 늘어남에 따라 전파의 세기가 줄어드는 현상을 경로손실이라 한다. 프리스 식에서 보듯 거리의 제곱으로 손실이 커지므로 맞다.
  2. 백색가우시안 잡음은 수신기 소자의 열운동 같은 열잡음에서 비롯된다. 다른 사용자의 송신 전파가 일으키는 방해는 간섭이라 부르므로 옳지 않다(정답).
  3. 건물과 지형 같은 큰 장애물로 수신 신호의 평균 전력이 달라지는 현상이 섀도윙이다. 느리게 변하는 큰 규모의 변화라는 정의와 맞으므로 맞다.
  4. 회절과 반사와 산란된 전파가 여러 경로로 도착해 다중 경로가 생긴다. 페이딩의 원인이 되는 현상을 옳게 설명한 문장이므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 송수신 거리를 늘려 가며 수신 전력을 재어 표로 만들었다. 거리에 따라 세기가 줄어드는 경향을 경로손실이라 이름 붙여 그래프 위에 적어 두고 눈금을 확인했다.
  2. 甲은 저항 양단에서 열운동으로 생기는 전압 요동을 스펙트럼 분석기로 보았다. 이것이 백색가우시안 잡음의 정체이며 다른 사용자의 방해는 간섭이라는 구분을 옆에 옮겨 적었다.
  3. 甲은 이동 중 큰 건물 뒤로 들어가자 평균 수신 신호가 수 dB 떨어진 기록을 보았다. 이런 완만한 변화를 섀도윙이라 부른다는 설명을 찾아 기록 옆에 붙여 두었다.
  4. 甲은 송신 안테나에서 직접 오는 신호와 건물에 반사되어 늦게 오는 신호를 그림에 다른 색으로 그렸다. 두 경로가 만나 다중 경로를 이룬다는 점을 그림 아래에 표시했다.

  백색가우시안 잡음의 주요 원인은 열잡음이다. 다른 사용자의 방해 전파는 간섭이라 부른다.

• 33

  주로 밀리미터파 응용 및 레이더에 사용되는 무선 주파수 대역은?

  1. 1. EHF(extremely high frequency)
  2. 2. VLF(very low frequency)
  3. 3. HF(high frequency)
  4. 4. UHF(ultra high frequency)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. EHF는 30~300 GHz 대역으로 파장이 1~10 mm인 밀리미터파이다. 밀리미터파 응용과 레이더에 쓰이는 대역이므로 옳다(정답).
  2. VLF는 3~30 kHz의 극저주파로 잠수함 통신과 항법에 쓰인다. 파장이 수 킬로미터에 이르는 대역이라 밀리미터파와 무관하므로 옳지 않다.
  3. HF는 3~30 MHz의 단파대로 전리층 반사를 이용한 원거리 통신과 방송에 쓰인다. 밀리미터파 대역이 아니므로 옳지 않다.
  4. UHF는 300 MHz~3 GHz로 TV와 이동통신 등에 쓰인다. 파장이 데시미터 단위여서 밀리미터파가 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 자동차 충돌 방지 레이더의 사용 주파수가 77 GHz대라는 설명을 읽었다. 30~300 GHz의 EHF 구간에 든다는 점을 대역표에 줄을 그어 확인하고 옆에 메모했다.
  2. 甲은 잠수함과의 통신에 수십 킬로헤르츠의 매우 낮은 대역이 쓰인다는 설명을 읽었다. 3~30 kHz의 VLF 칸에 그 사례를 적고 밀리미터파와 멀리 떨어진 줄임을 표시했다.
  3. 甲은 아마추어 무선사가 전리층 반사를 이용해 해외와 교신하는 단파 통신 사례를 들었다. 그 대역이 3~30 MHz의 HF라는 점을 표에 적고 밀리미터파와 구분해 표시했다.
  4. 甲은 지상파 TV와 휴대전화가 데시미터급 파장의 전파를 쓴다는 설명을 읽었다. 300 MHz~3 GHz의 UHF 칸에 해당 사례를 적어 밀리미터파와 파장 자릿수가 다르다고 표시했다.

  EHF는 30~300 GHz의 밀리미터파 대역이며 레이더와 밀리미터파 응용에 쓰인다.

• 34

  지구국과 12 [GHz]의 주파수로 통신하는 정지궤도위성이 최대 10 [kHz]의 주파수 편이를 허용할 때, 위성과 통신 연결을 유지할 수 있는 지구국의 최대 이동속도[m/s]는? (단, 전파속도는 3 × 10^8 [m/s]이다)

  1. 1. 100
  2. 2. 150
  3. 3. 200
  4. 4. 250

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 파장이 λ=c/f=0.025 m이므로 v=f_d·λ이다. 100 m/s는 편이가 4 kHz뿐이어서 허용치 10 kHz를 다 쓰지 못한 값이므로 최대가 아니어서 옳지 않다.
  2. 150 m/s는 편이가 150÷0.025=6 kHz에 해당한다. 아직 4 kHz의 여유가 남아 최대 속도가 아니므로 옳지 않다.
  3. 200 m/s는 편이가 8 kHz에 해당한다. 허용치 10 kHz보다 2 kHz 작아 더 빨라질 수 있으므로 최대 속도가 아니어서 옳지 않다.
  4. 허용 편이 10 kHz에 파장 0.025 m를 곱하면 250 m/s이다. 이 속도를 넘으면 편이가 10 kHz를 넘으므로 최대 속도이며 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 12 GHz의 파장 λ=c/f=0.025 m를 구했다. 100 m/s를 넣으면 편이가 4 kHz뿐이라 허용 10 kHz에 못 미친다는 것을 확인하고 후보에서 뺐다고 적어 두었다.
  2. 甲은 150 m/s일 때 편이 150÷0.025=6 kHz가 나오는 것을 계산했다. 아직 4 kHz 여유가 남아 최대가 아님을 적고 후보 옆에 화살표를 그려 위쪽 값을 가리켰다.
  3. 甲은 200 m/s의 편이가 8 kHz로 허용 10 kHz보다 2 kHz 작은 것을 계산했다. 아직 더 빨라질 여유가 있다는 점을 표에 옮겨 적고 후보에서 뺐다.
  4. 甲은 주파수 편이 상한 10 kHz와 12 GHz 파장을 곱하면 나오는 속도를 구했다. 그 값을 초과하는 순간 상한을 넘긴다는 점을 확인하고 정답 칸에 크게 표시했다.

  도플러 편이 f_d=v·f/c이므로 v=f_d·c/f=10^4×3×10^8/(12×10^9)=250 m/s이다.

• 35

  펄스폭이 1 [ μ s]이고 펄스 반복 주파수가 300 [Hz]인 펄스 레이더의 거리 분해능[m]은? (단, 전파속도는 3 × 10^8 [m/s]이다)

  1. 1. 100
  2. 2. 150
  3. 3. 200
  4. 4. 250

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 거리 분해능은 c·τ/2이다. 100 m가 되려면 펄스폭이 약 0.67 μs여야 하는데 주어진 값은 1 μs이므로 옳지 않다.
  2. 펄스 1 μs 동안 전파는 300 m를 나아가고 왕복이라 절반인 150 m로 구분한다. c·τ/2=150 m이므로 옳다(정답).
  3. 200 m가 되려면 펄스폭이 약 1.33 μs여야 하는데 주어진 값은 1 μs이다. 펄스 반복 주파수는 분해능과 무관하므로 옳지 않다.
  4. 250 m가 되려면 펄스폭이 약 1.67 μs여야 하는데 주어진 값은 1 μs이다. 펄스 반복 주파수 300 Hz는 분해능이 아니라 최대 탐지거리와 관계하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 100 m 분해능이 나오려면 펄스폭이 얼마여야 하는지 식을 뒤집어 보았다. 약 0.67 μs로 주어진 값과 달라 정답이 될 수 없다고 판단하고 계산지에 제외 표시를 남겼다.
  2. 甲은 펄스 1 μs 동안 전파가 300 m를 나아간다는 그림을 그렸다. 왕복이라 구분 가능한 간격이 절반인 150 m가 되고, 반복 주파수 300 Hz는 최대 탐지거리에만 쓰인다는 메모를 붙였다.
  3. 甲은 분해능 200 m를 얻으려면 펄스폭을 얼마로 해야 하는지 식을 뒤집어 보았다. 약 1.33 μs가 나와 문제의 1 μs와 다르다는 점을 확인하고 이 후보를 지운 뒤 계산 과정을 남겼다.
  4. 甲은 250 m라는 분해능이 나오려면 필요한 펄스폭이 1.67 μs임을 계산했다. 그 값이 문제의 1 μs와 다르다는 점을 옆에 적어 두고 후보를 지운 뒤 다음 줄로 넘어갔다.

  펄스 레이더의 거리 분해능은 cτ/2=3×10^8×10^-6/2=150 m이다.

• 36

  그림은 이동통신 시스템에서 주파수 재사용을 위해 인접한 3개의 셀을 하나의 클러스터로 구성한 것이다. 셀 반경이 2 [km]이고 각 셀에 주파수 대역폭을 균등하게 할당할 때, 동일 주파수 대역을 사용하는 셀 중심 간 최소거리[km]는? (단, 셀은 그림에 도식된 6각형 1개를 의미한다)

  1. 1. 6
  2. 2. 7
  3. 3. 8
  4. 4. 9

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 클러스터 크기 N=3, 셀 반경 R=2 km이면 D=R√(3N)=2×√9=6 km이다. 그림에서 같은 번호 셀 중심 사이 거리와 맞으므로 옳다(정답).
  2. 7 km는 D/R=3.5로 클러스터 크기가 약 4.08인 값이다. 클러스터 크기가 3인 이 그림과 맞지 않는 거리이므로 옳지 않다.
  3. 8 km는 D/R=4이며 N=16/3이 되어 정수가 아니다. 육각 셀을 빈틈없이 깔았을 때 나올 수 없는 거리이므로 옳지 않다.
  4. 9 km는 D/R=4.5이며 N=6.75가 되어 정수가 아니다. 육각 셀을 빈틈없이 깔았을 때 나올 수 없는 거리이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 클러스터 크기 3을 식 D=R√(3N)에 넣어 2×3=6 km를 얻었다. 그림의 같은 번호 셀 두 개를 선으로 이어 거리가 맞는지 살피고 결과를 그림 옆에 옮겨 적었다.
  2. 甲은 7 km에 해당하는 D/R=3.5를 식에 거꾸로 넣어 N이 약 4.08임을 얻었다. 3셀 클러스터와 맞지 않는 값이므로 후보에서 지운다고 적고 계산 과정을 남겼다.
  3. 甲은 8 km에서 D/R=4를 얻고 N=16/3임을 계산했다. 셀 클러스터 크기는 정수여야 하므로 그런 배치가 없다고 적고 후보에 가위표를 쳐서 지운 뒤 사유를 남겼다.
  4. 甲은 9 km에서 D/R=4.5를 얻어 N=6.75가 나오는 것을 계산했다. 정수가 아닌 클러스터 크기는 존재하지 않는다는 이유로 후보에서 지우고 옆에 사유를 달았다.

  3셀 클러스터의 동일 주파수 셀 간 거리는 D=R√(3N)=2×√9=6 km이다.

• 37

  정보신호 m(t) = 2 + 5 sin(2 π t) 를 반송파 전송 양측파대(DSB-TC, double sideband-transmitted carrier) 방식으로 변조하여 [ A_c + m(t) ] cos(2 π f_c t) 신호를 생성할 때, 포락선 검파가 가능하도록 하는 A_c 의 최솟값은?

  1. 1. 1
  2. 2. 2
  3. 3. 3
  4. 4. 4

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. A_c=1이면 A_c+m(t)의 최솟값이 1+2-5=-2로 음수가 되어 과변조가 된다. 포락선이 위상 반전으로 찌그러져 검파가 안 되므로 옳지 않다.
  2. A_c=2이면 최솟값이 2+2-5=-1로 여전히 음수이다. 반송파 위상이 뒤집히는 과변조 구간이 생겨 포락선 검파가 불가능하므로 옳지 않다.
  3. A_c=3이면 최솟값이 3+2-5=0이 되어 A_c+m(t)≥0을 만족한다. 이를 만족하는 가장 작은 값이므로 옳다(정답).
  4. A_c=4는 최솟값이 4+2-5=1이라 조건을 만족하지만 더 작은 3이 있다. 문항이 묻는 것은 최솟값이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 A_c를 1로 두고 포락선 A_c+m(t)를 그려 보았다. 최저점이 -2까지 내려가 0선 밑으로 파고드는 것을 확인하고 그 구간을 붉은색으로 칠해 표시해 두었다.
  2. 甲은 A_c=2일 때의 포락선을 계산해 최저점이 -1인 것을 알았다. 아직 0선 밑으로 내려가 검파 뒤 파형이 접혀 나온다는 설명을 옆에 적고 이 후보도 지웠다.
  3. 甲은 m(t)의 최솟값이 2-5=-3임을 구해 A_c가 3 이상이어야 한다는 식을 세웠다. 등호가 성립하는 3을 답으로 적고 포락선이 0선에 살짝 닿게 그림을 그렸다.
  4. 甲은 A_c=4의 포락선이 최저 1이라 조건을 만족하지만 그보다 작은 값이 있음을 확인했다. 문제가 최솟값을 묻는다는 점에 밑줄을 긋고 이 후보를 지운 뒤 3을 다시 짚었다.

  포락선 검파는 A_c+m(t)≥0이어야 한다. m(t)의 최솟값이 -3이므로 A_c는 최소 3이다.

• 38

  반송파 억압 양측파대(DSB-SC, double sideband-suppressed carrier) 방식으로 변조된 신호 s_m (t) 에 대한 복조기 구조가 그림과 같을 때, 곱셈기 출력 신호 y(t) 의 스펙트럼 Y (f) 는? (단, s_m (t) = m(t) cos(2 π f_c t) 이고, 정보신호 m(t) 의 푸리에 변환은 M (f) 이다)

  1. 1. M (f) + {1 / 2} M (f-f_c) + {1 / 2} M (f + f_c)
  2. 2. M (f) + {1 / 2} M (f-2f_c) + {1 / 2} M (f + 2f_c)
  3. 3. {1 / 2} M (f) + {1 / 4} M (f-f_c) + {1 / 4} M (f + f_c)
  4. 4. {1 / 2} M (f) + {1 / 4} M (f-2f_c) + {1 / 4} M (f + 2f_c)

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. y(t)=m(t)cos²(2πf_ct)를 전개하면 저주파 성분의 계수가 1/2이어서 M(f)의 계수가 1이 될 수 없다. 이동 위치도 f_c가 아니라 2f_c이므로 옳지 않다.
  2. 이동 위치 ±2f_c는 맞지만 M(f)의 계수를 1로, 이동 성분을 1/2로 적었다. cos²=(1+cos2θ)/2이므로 모든 계수가 절반이어야 하므로 옳지 않다.
  3. 계수 1/2, 1/4는 맞지만 이동 위치를 ±f_c로 적었다. cos² 항이 만드는 고주파는 2f_c이므로 옳지 않다.
  4. y(t)=m(t)/2+m(t)cos(4πf_ct)/2이고 푸리에 변환은 ½M(f)+¼M(f-2f_c)+¼M(f+2f_c)이다. 저역통과필터가 앞 항만 통과시키므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 반송파를 두 번 곱한 결과에 f_c만큼 이동한 스펙트럼이 있다고 쓴 답안을 보았다. cos 두 개의 곱에서 합 주파수가 2f_c이고 차 주파수가 0임을 삼각함수 공식으로 확인해 옆에 적었다.
  2. 甲은 M(f)의 계수를 1로 쓴 풀이를 점검했다. cos²=(1+cos2θ)/2이므로 상수항이 1/2임을 알고 계수 1을 1/2로 고쳐 다시 적은 뒤 나머지 계수도 절반으로 맞췄다.
  3. 甲은 이동량을 f_c로 적은 풀이를 점검했다. 두 cos가 같은 주파수여서 합이 2f_c가 되는 점을 삼각함수 곱셈 공식으로 확인하고 f_c를 2f_c로 고쳐 적었다.
  4. 甲은 m(t)cos²(2πf_ct)에 반각 공식을 적용해 두 항으로 펼쳤다. 각 항을 푸리에 변환해 ½M(f)와 ¼M(f∓2f_c)를 얻고 앞의 항만 필터를 통과한다는 점을 도식에 표시했다.

  y(t)=m(t)cos²(2πf_ct)=m(t)/2+m(t)cos(4πf_ct)/2이므로 Y(f)=½M(f)+¼M(f-2f_c)+¼M(f+2f_c)이다.

• 39

  등방성 방사기가 40 [W]의 송신전력으로 신호를 방사할 때, 1 [km] 떨어진 지점에서의 전력밀도[ μ W/m2]는?

  1. 1. {2 / π}
  2. 2. {5 / π}
  3. 3. {10 / π}
  4. 4. {20 / π}

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 전력 밀도는 P/(4πd²)=40/(4π×10^6)=(10/π)×10^-6 W/m²이다. 2/π는 이 값의 5분의 1이어서 계산 결과와 맞지 않으므로 옳지 않다.
  2. 5/π는 계산 결과 10/π의 절반이다. 구의 겉넓이를 4πd²가 아니라 8πd²로 잡은 값이어서 등방성 방사에 맞지 않으므로 옳지 않다.
  3. 1 km 반지름 구의 겉넓이 4π×10^6 m²로 40 W를 나누면 10/π μW/m²이다. 등방성 방사기는 전 방향으로 고르게 퍼지므로 옳다(정답).
  4. 20/π는 반구의 겉넓이 2πd²로 나누었을 때의 값이다. 등방성 방사기는 구 전체로 퍼지므로 겉넓이가 4πd²여야 해서 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 40 W를 4π×10^6 m²로 나눈 결과를 μW로 바꿔 10/π로 적었다가 2/π 후보와 견주었다. 다섯 배 차이가 남는 것을 확인하고 그 후보를 지웠다.
  2. 甲은 5/π가 나오려면 구의 겉넓이를 8π×10^6 m²로 두어야 함을 역산했다. 등방성 방사에는 4πd²가 맞다는 점을 확인하고 후보에서 뺀 다음 이유를 붙였다.
  3. 甲은 안테나가 사방으로 똑같이 전파를 내보내는 점광원을 공 모양으로 그렸다. 반지름 1 km인 공의 표면에 40 W가 고르게 퍼진다고 보고 단위 면적당 몫을 구해 10/π μW/m²를 답 칸에 적었다.
  4. 甲은 20/π가 반구의 겉넓이 2πd²로 나눠서 나온 값임을 알아냈다. 등방성 방사기는 구 전체로 퍼진다는 조건에 밑줄을 긋고 이 후보를 지운 뒤 이유를 옆에 적었다.

  등방성 방사기의 전력 밀도는 P/(4πd²)=40/(4π×10^6)=10/π μW/m²이다.

• 40

  그림은 펄스부호변조(PCM, pulse code modulation)된 이진 데이터에 대해 차동 부호화(differential encoding)를 수행하는 과정이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 차동 부호화된 데이터에 양극성 NRZ(non-return to zero)를 이용하여 라인 코딩하였다.
  2. 2. 차동 부호화된 데이터에서 현재 비트의 전송 오류는 다음 비트의 검출에 영향을 주지 않는다.
  3. 3. 기준 비트를 제외한 차동 부호화된 데이터는 XNOR 연산으로 생성할 수 있다.
  4. 4. 수신기에서도 차동 방식으로 복호화(decoding)를 수행한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 그림의 파형은 1일 때 높고 0일 때 낮은 두 준위를 쓰며 0 준위를 오가지 않는다. 양극성 NRZ로 라인 코딩한 것이 그림과 맞으므로 맞다.
  2. 차동 부호화에서는 현재 비트가 앞 비트와의 관계로 정해지므로 한 비트가 틀리면 다음 비트 판정도 함께 틀린다. 오류가 다음 비트에 영향을 주지 않는다는 말은 반대이므로 옳지 않다(정답).
  3. 그림의 이진 데이터와 부호화 데이터를 견주면 새 비트는 입력 비트와 이전 부호화 비트의 XNOR이다. 기준 비트 1 뒤로 여덟 칸이 모두 들어맞으므로 맞다.
  4. 수신기는 앞 비트와 현재 비트를 견줘 원래 데이터를 되살린다. 차동 방식으로 복호화한다는 설명이 사실과 일치하므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 그림의 파형에서 1이 위 준위, 0이 아래 준위로 나타나는 것을 짚었다. 0선 위와 아래로 대칭인 두 준위를 쓰는 양극성 NRZ임을 파형 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 부호화된 데이터 세 번째 비트를 일부러 틀리게 고쳐 보았다. 그 비트를 기준으로 삼는 다음 비트의 판정도 함께 뒤집혀 오류가 둘로 번지는 것을 표로 정리했다.
  3. 甲은 이진 0 1 1 0 1 0 0 1과 부호화 열을 한 칸씩 짝지어 XNOR를 확인했다. 첫 기준 1과 입력 0이 만나 0이 나오는 것 등 여덟 칸이 모두 맞는 것에 체크를 했다.
  4. 甲은 수신기 블록도에서 현재 비트와 한 칸 전 비트를 견주는 회로를 그렸다. 서로 같으면 1, 다르면 0을 내는 구조로 복호가 이루어진다는 설명을 옆에 옮겨 적었다.

  차동 부호화에서는 한 비트 오류가 다음 비트 판정에도 영향을 준다. 영향이 없다는 설명이 틀렸다.

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• 41

  평균전력이 P_m 인 메시지 신호 m(t) 를 반송파 억압 양측파대(DSB-SC, double sideband-suppressed carrier) 방식으로 변조한 신호 s(t) ＝ A_c m(t)cos(2 π f_c t) 의 평균전력은? (단, A_c 는 상수인 반송파 진폭이고, m(t) 의 주파수는 반송파의 주파수 f_c 보다 매우 작다)

  1. 1. {1 / 2} A_c^2 P_m
  2. 2. A_c^2 P_m
  3. 3. √(2) A_c^2 P_m
  4. 4. 2A_c^2 P_m

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. s(t)의 제곱을 평균하면 A_c²·m²(t)·cos²(2πf_c t)가 되고, m이 반송파보다 훨씬 느려 두 평균을 따로 셈할 수 있다. cos² 평균 1/2에 P_m을 곱한 A_c²P_m/2이므로 옳다(정답).
  2. cos² 평균 1/2을 곱하지 않고 메시지 평균전력에 진폭 제곱만 곱한 값이다. 반송파를 곱하면 전력이 그 절반으로 줄어드는데 이 계산은 그 절반을 빠뜨렸으므로 옳지 않다.
  3. 루트 2를 곱한 꼴은 정현파 진폭에서 실효값을 구할 때 나눗셈으로 쓰이는 값이다. 전력은 진폭의 제곱에 비례해 다루므로 이 값은 계산 근거가 없어 옳지 않다.
  4. 진폭 제곱 값의 두 배는 변조하기 전 신호보다도 큰 전력이다. 반송파를 곱한 신호는 cos² 평균 때문에 전력이 반으로 줄어드는 쪽이지 늘어나지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 진폭 A_c가 2이고 메시지 평균전력이 3인 DSB-SC 신호의 전력을 손으로 계산해 보았다. 4에 3을 곱한 12를 절반으로 줄여 6이라 쓰고 cos² 평균이 절반이라는 메모를 옆에 달아 두었다.
  2. 甲은 친구가 진폭 제곱에 메시지 전력만 곱해서 낸 풀이를 채점하게 되었다. 반송파 곱에서 생기는 절반 항이 통째로 빠진 줄을 찾아 붉은 펜으로 밑줄을 긋고 이유를 여백에 적어 주었다.
  3. 甲은 정현파의 실효값이 최댓값을 루트 2로 나눈 값이라는 공식을 공식집에서 떠올렸다. 그 공식은 전압에 쓰는 것이고 전력은 제곱한 뒤 절반이 된다고 표 옆에 나란히 옮겨 적었다.
  4. 甲은 결과가 A_c²P_m의 두 배로 나온 옛 노트를 다시 펼쳐 보았다. 변조한 신호가 변조 전 진폭 제곱 값보다 커질 수 없다는 점을 떠올리고 그 줄에 별표를 붙여 두었다.

  DSB-SC 신호의 평균전력은 A_c²P_m의 절반이다. 반송파를 곱하면 cos² 항의 평균 1/2이 전력에 그대로 곱해진다.

• 42

  대역폭이 10 [kHz]인 메시지를 1,500 [kHz]의 반송파로 단측파대(SSB, single sideband) 변조하였을 때, 변조된 신호에 대한 양의 스펙트럼에서 상측파대(USB, upper sideband) 점유주파수 대역[kHz]은?

  1. 1. 1,490 ～ 1,500
  2. 2. 1,490 ～ 1,510
  3. 3. 1,495 ～ 1,505
  4. 4. 1,500 ～ 1,510

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 1,490~1,500은 반송파 아래쪽으로 메시지 대역폭만큼 내려간 구간이라 하측파대에 해당한다. 상측파대는 반송파보다 위쪽에 놓이는 성분이므로 이 구간은 옳지 않다.
  2. 1,490~1,510은 하측파대와 상측파대를 모두 합친 20kHz 폭이다. 이는 양측파대 신호가 차지하는 구간이지 단측파대 하나의 자리가 아니므로 옳지 않다.
  3. 1,495~1,505는 반송파를 가운데 두고 위아래로 5kHz씩 걸친 구간이다. 측파대는 반송파를 가로지르지 않고 한쪽에만 붙으며 폭도 10kHz이므로 옳지 않다.
  4. 메시지 대역이 0~10kHz이고 반송파가 1,500kHz이므로 상측파대는 1,500에서 1,510kHz까지 위쪽으로 놓인다. 하측파대를 걸러 낸 뒤 남는 자리이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 라디오 눈금에서 1,500kHz 아래쪽으로 10kHz 폭만 내려가는 구간을 색연필로 칠했다. 그 구간에 하측파대라는 이름표를 붙이고 상측파대는 반대쪽이라고 남겼다.
  2. 甲은 반송파를 가운데 놓고 위아래로 10kHz씩 펼쳐진 양측파대 스펙트럼을 방안지에 그렸다. 전체 폭이 20kHz가 되어 단측파대 하나의 폭과 다르다는 점을 옆에 표시했다.
  3. 甲은 1,500kHz를 중심으로 좌우 5kHz씩 걸친 막대를 방안지에 그렸다가 측파대는 반송파를 가로지르지 않는다는 설명을 읽었다. 그래서 막대를 반송파 오른쪽 끝으로 옮겨 다시 그렸다.
  4. 甲은 메시지 스펙트럼 0~10kHz를 그린 줄자를 반송파 1,500kHz 눈금 위에 그대로 얹어 보았다. 줄자 끝이 1,510kHz에 닿는 것을 확인하고 그 눈금 사이를 형광펜으로 칠했다.

  SSB 상측파대는 반송파에서 위쪽으로 메시지 대역폭만큼 붙는다. 반송파 1,500kHz, 메시지 10kHz이면 1,500~1,510kHz이다.

• 43

  다음 전력 값 중 가장 큰 것은?

  1. 1. 10 [W]
  2. 2. 1,000 [mW]
  3. 3. 10 [dBm]
  4. 4. 0 [dBW]

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 10W는 그대로 10W이다. 나머지 세 값을 와트로 바꾸면 1W와 0.01W와 1W여서 어느 것도 넘지 못하므로 가장 큰 값이 되어 옳다(정답).
  2. 1,000mW는 1,000을 1,000으로 나누면 1W가 되는 값이다. 10W의 십분의 일에 지나지 않아 가장 큰 값이 될 수 없으므로 옳지 않다.
  3. 10dBm은 1mW를 기준으로 10dB를 올린 값이라 10mW, 곧 0.01W이다. 네 값 가운데 가장 작아서 가장 큰 값으로는 옳지 않다.
  4. 0dBW는 기준인 1W에서 0dB만 올린 값이라 1W와 같다. 10W의 십분의 일에 불과한 값이므로 가장 큰 값이라는 말은 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 전자레인지 안내판에 적힌 10W를 기준으로 삼아 나머지 값들을 모두 와트 단위의 표로 옮겨 적었다. 표에서 10이 맨 위 줄에 오는 것을 보고 그 칸에 크게 동그라미를 쳐 두었다.
  2. 甲은 무선 마이크 사양서에 적힌 1,000mW를 와트로 바꾸려고 1,000으로 나누어 보았다. 결과가 1W로 나오자 10W 옆에 작은 글씨로 십분의 일이라고 적어 두고 가장 큰 후보에서 뺐다.
  3. 甲은 안테나 시험 보고서에서 10dBm이라는 표시를 보고 0dBm이 1mW임을 먼저 떠올렸다. 10dB를 올리면 열 배인 10mW라는 계산을 한 줄 덧붙이고 다른 값들과 나란히 견주어 보았다.
  4. 甲은 위성 중계기 사양표에서 0dBW를 발견하고 기준 전력 1W와 같은 값이라고 풀이를 달았다. 같은 표의 10W 항목과 견주어 서로 다른 칸에 표시하고 어느 쪽이 큰지 화살표로 붙여 놓았다.

  네 값을 와트로 바꾸면 10W, 1W, 0.01W, 1W이다. 10W가 가장 크다.

• 44

  다음 주파수 대역 중 파장이 가장 짧은 것은?

  1. 1. VHF(very high frequency)
  2. 2. SHF(super high frequency)
  3. 3. UHF(ultra high frequency)
  4. 4. MF(medium frequency)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. VHF는 30~300MHz 대역으로 파장이 1~10m쯤 된다. SHF보다 주파수가 낮아 파장이 훨씬 길므로 가장 짧은 것으로는 옳지 않다.
  2. SHF는 3~30GHz 대역으로 파장이 1~10cm쯤이다. 네 대역 가운데 주파수가 가장 높아 파장이 가장 짧으므로 옳다(정답).
  3. UHF는 300MHz~3GHz 대역으로 파장이 10cm~1m쯤 된다. SHF보다는 길고 VHF보다는 짧은 중간 값이라 가장 짧은 것으로는 옳지 않다.
  4. MF는 300kHz~3MHz 대역으로 파장이 100m~1km에 이른다. 네 대역 가운데 주파수가 가장 낮아 파장이 가장 길므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 TV 채널 안내문에서 VHF 대역이 30~300MHz라는 것을 보고 파장을 광속에서 나누어 셈해 보았다. 1m에서 10m 사이라는 결과를 대역 이름 옆에 적어 두고 긴 쪽에 표시했다.
  2. 甲은 위성방송 접시 안테나의 주파수가 수 GHz 대역이라는 설명을 읽고 파장을 광속에서 나누어 셈해 보았다. 센티미터 단위로 나오는 것을 보고 네 대역 가운데 가장 짧다고 표시해 두었다.
  3. 甲은 휴대전화 통화 대역이 UHF에 든다는 기사를 읽고 300MHz와 3GHz에서의 파장을 각각 셈해 보았다. 1m와 10cm 사이라는 값을 표에 옮겨 적고 SHF보다 길다는 메모를 달아 두었다.
  4. 甲은 AM 라디오가 MF 대역이라 수백 미터의 긴 파장을 쓴다는 설명을 찾아보았다. 안테나가 그만큼 커진다는 예를 들어 파장이 가장 긴 대역이라는 문장에 밑줄을 그어 두었다.

  파장은 주파수에 반비례한다. 보기 가운데 주파수가 가장 높은 SHF(3~30GHz)의 파장이 가장 짧다.

• 45

  FM(frequency modulation) 변조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 변조된 신호의 평균전력은 일정하다.
  2. 2. 복조기에서 PLL(phase locked loop)을 사용할 수 있다.
  3. 3. 변조된 신호의 진폭은 메시지 신호의 적분에 비례한다.
  4. 4. 최대 주파수 편이가 증가할수록 카슨(Carson)의 법칙으로 구한 변조 신호의 유효 대역폭도 증가한다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. FM 신호는 진폭이 늘 일정한 정현파이므로 메시지가 바뀌어도 평균전력이 변하지 않는다. 진폭에 정보를 싣는 방식이 아니어서 이 설명은 사실에 맞다.
  2. FM 신호의 위상을 따라가 순시 주파수를 뽑는 위상 동기 루프를 복조기로 쓸 수 있다. 실제로 널리 쓰이는 복조 방법이므로 이 설명은 맞다.
  3. FM 신호에서 메시지의 적분에 비례하는 것은 진폭이 아니라 위상이다. 진폭은 처음부터 끝까지 일정하게 유지되므로 이 설명은 옳지 않다(정답).
  4. 카슨의 법칙은 대역폭을 2(Δf+f_m)으로 근사하므로 최대 주파수 편이가 커질수록 유효 대역폭도 함께 넓어진다. 이 설명은 사실에 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 FM 송신기의 출력을 스펙트럼 분석기에 물려 놓고 메시지를 바꿔 가며 신호의 실효값을 계속 읽었다. 값이 바뀌지 않는 것을 보고 평균전력이 일정하다고 공책에 옮겨 적었다.
  2. 甲은 FM 수신기를 분해해 복조 회로를 살피다가 위상 동기 루프 칩을 발견했다. 루프의 제어 전압이 곧 복원된 메시지라는 데이터시트의 구절을 찾아 밑줄을 그어 두었다.
  3. 甲은 FM 파형을 그리며 메시지가 커지면 파형의 높이가 아니라 마루 사이 간격이 달라지게 그렸다. 진폭 자리에 늘 같은 높이를 유지하라는 뜻으로 위아래에 점선을 그려 넣었다.
  4. 甲은 주파수 편이가 75kHz이고 메시지 최고 주파수가 15kHz인 방송을 카슨의 법칙에 대 보았다. 편이를 더 키우면 필요한 대역이 함께 커진다는 것을 계산으로 확인해 남겼다.

  FM은 위상이 메시지의 적분에 비례할 뿐 진폭은 일정하다. 진폭이 적분에 비례한다는 설명이 옳지 않다.

• 46

  평균은 0이고 평균전력은 1 [W]인 정규화된 메시지 신호 m_n (t) 를 평균전력이 100 [W]인 반송파를 이용하여 반송파 전송 양측파대(DSB-TC, double sideband-transmitted carrier) 방식으로 변조한다. 변조된 신호 s(t) = A_c [1 + am_n (t)]cos(2 π f_c t) 의 평균전력이 125 [W]일 때, 변조지수 a 는? (단, 0 < a ≤ 1 이고, A_c 는 상수인 반송파 진폭이며, m_n (t) 의 주파수는 반송파의 주파수 f_c 보다 매우 작다)

  1. 1. 0.2
  2. 2. 0.3
  3. 3. 0.4
  4. 4. 0.5

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. a가 0.2이면 전력은 100×(1+0.04)=104W이다. 주어진 125W에 못 미치는 값이라서 변조지수로는 옳지 않다.
  2. a가 0.3이면 전력은 100×(1+0.09)=109W이다. 주어진 125W보다 작은 값이라서 변조지수로는 옳지 않다.
  3. a가 0.4이면 전력은 100×(1+0.16)=116W이다. 주어진 125W에 아직 9W가 모자라므로 변조지수로는 옳지 않다.
  4. 반송파 전력 100W에 메시지 평균전력 1W를 곱한 a² 항이 더해져 100(1+a²)=125가 된다. a²이 0.25이므로 a는 0.5이며 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 변조지수를 0.2로 놓고 전체 전력이 얼마가 되는지 계산해 보았다. 100W에 1.04를 곱해 104W가 나오자 목표인 125W와 크게 다르다고 적어 두고 그 후보를 지웠다.
  2. 甲은 변조지수 0.3을 식에 대입해 109W라는 전력 값을 얻었다. 목표인 125W와의 차이가 16W나 남는 것을 계산해 그 칸 옆에 크게 표시하고 후보 목록에서 뺐다.
  3. 甲은 변조지수 0.4를 식에 넣어 116W라는 값을 얻고 목표 125W에 아직 9W가 모자란다는 점을 확인했다. 지수를 더 키워야 한다는 화살표를 그려 넣고 다음 후보로 넘어갔다.
  4. 甲은 전력 관계식에서 a²이 0.25가 되어야 한다는 결론에 이르렀다. 제곱근을 취해 a를 0.5로 정하고 검산으로 100에 1.25를 곱해 125W가 맞는지 견주어 확인했다.

  DSB-TC 전력은 반송파 전력 100W에 (1+a²)를 곱한 값이다. 125W가 되려면 a²=0.25, 곧 a=0.5이다.

• 47

  아날로그 신호를 평탄 표본화한 PAM(pulse amplitude modulation) 신호의 스펙트럼 변형을 보상하기 위해 사용되는 것은?

  1. 1. 등화기
  2. 2. 미분기
  3. 3. 상관기
  4. 4. 양자화기

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 평탄 표본화를 하면 펄스 폭 때문에 스펙트럼에 sinc 모양 감쇠가 곱해져 고역이 눌린다. 이 감쇠의 역응답을 주어 보상하는 회로가 등화기이므로 옳다(정답).
  2. 미분기는 신호의 변화율을 뽑는 회로로 고역을 강조하는 성질이 있다. 표본화로 생긴 감쇠를 정확히 되돌리는 회로가 아니므로 옳지 않다.
  3. 상관기는 수신 신호와 기준 파형의 닮은 정도를 재는 검출 장치이다. 스펙트럼 왜곡을 고르는 일과 무관하므로 옳지 않다.
  4. 양자화기는 표본 값을 정해진 단계로 끊어 놓는 PCM의 한 과정이다. 오히려 양자화 잡음을 낳으므로 스펙트럼 변형을 보상하는 장치로는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 평탄 표본화한 펄스열의 스펙트럼이 고주파로 갈수록 처진다는 그림을 보았다. 처진 만큼 되올려 주는 필터를 뒤에 붙이면 원래 모양에 가까워진다고 그림 아래에 붙여 놓았다.
  2. 甲은 미분기 회로가 입력의 기울기에 비례하는 출력을 내는 실험을 직접 해 보았다. 표본화로 생긴 왜곡을 되돌리는 일과는 성질이 다르다고 결과지의 여백에 자세히 옮겨 적었다.
  3. 甲은 수신기 블록도에서 상관기가 기준 신호와 곱해 적분하는 자리에 놓인 것을 확인했다. 스펙트럼 모양을 고르는 부품이 아니라 검출 단계의 부품이라고 도면 옆에 표시해 두었다.
  4. 甲은 PCM 송신 과정 그림에서 양자화기가 표본 값을 계단 모양으로 바꾸는 자리를 짚어 보았다. 이 단계는 오차를 만드는 쪽이라 왜곡을 되돌리는 장치가 아니라고 옮겨 적었다.

  평탄 표본화한 PAM 신호는 스펙트럼에 sinc 모양 감쇠(개구 효과)가 생긴다. 이를 되돌리는 역응답 회로가 등화기이다.

• 48

  각 변조된 신호 s(t) = cos[2 π f_c t + β sin(2 π f_m t)] 의 최대 주파수 편이는? (단, f_c 와 f_m 은 각각 반송파와 메시지 신호의 주파수이고, f_c > > f_m > 1 이며 β 는 0이 아닌 변조지수이다)

  1. 1. {β / 2 π f_m}
  2. 2. 2 π β f_m
  3. 3. {β / f_m}
  4. 4. β f_m

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. β를 2πf_m으로 나눈 꼴은 주파수의 차원이 맞지 않고 f_m이 커질수록 편이가 작아지는 잘못된 관계이다. 위상 β를 미분해도 이런 식은 나오지 않으므로 옳지 않다.
  2. 2πβf_m은 위상을 시간으로 미분해 얻은 각주파수(rad/s) 편이이다. 문항이 묻는 것은 헤르츠 단위의 주파수 편이이므로 2π를 나눈 값이 되어야 하여 옳지 않다.
  3. β를 f_m으로 나눈 꼴은 f_m이 커질수록 작아지는데 실제 편이는 f_m에 비례해 커진다. 위상을 미분하면 곱이 나오지 나눗셈은 나오지 않으므로 옳지 않다.
  4. 위상 βsin(2πf_m t)를 2π로 나눈 뒤 시간으로 미분하면 βf_m cos(2πf_m t)가 남는다. 이 진폭이 곧 최대 주파수 편이이므로 βf_m이 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 편이 식에서 β를 2πf_m으로 나눈 결과가 Hz 단위로 떨어지지 않음을 단위 계산으로 확인했다. 잘못된 식 옆에 단위가 맞지 않는다고 적고 후보에서 지워 두었다.
  2. 甲은 위상을 그냥 시간으로 미분해 각주파수 편이 값으로 2πβf_m이 나오는 것을 계산했다. 헤르츠로 바꾸려면 2π로 나누어야 한다는 점을 붉은 글씨로 크게 덧붙여 두었다.
  3. 甲은 f_m을 두 배로 올렸을 때 β/f_m 꼴은 절반이 되지만 실제 편이는 두 배가 되어야 한다는 예를 그려 보았다. 식이 이치에 맞지 않는다는 판단을 옆에 남겼다.
  4. 甲은 위상 식을 시간으로 미분한 뒤 2π로 나누어 순시 주파수를 얻어 냈다. 코사인 앞의 계수를 읽어 편이가 βf_m임을 확인하고 그 항에 두 줄로 밑줄을 그어 두었다.

  순시 위상이 2πf_c t+βsin(2πf_m t)이면 순시 주파수는 f_c+βf_m cos(2πf_m t)이다. 최대 주파수 편이는 βf_m이다.

• 49

  페이딩(fading)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 주파수 선택적 페이딩 환경에서는 주파수 성분 간의 페이딩 특성이 달라질 수 있다.
  2. 2. 다중경로 채널의 시간 지연 확산은 주파수 선택적 페이딩을 일으킬 수 있다.
  3. 3. 도플러 확산으로 수신 신호의 시간 지연 확산을 나타낼 수 있다.
  4. 4. 도플러 확산으로 인해 시간 선택적 페이딩이 발생할 수 있다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 채널이 주파수마다 다르게 감쇠하는 주파수 선택적 페이딩에서는 주파수 성분 사이의 페이딩 특성이 달라진다. 정의에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  2. 다중경로로 경로마다 도착 시간이 다르면 지연 확산이 생기고, 이것이 코히런스 대역폭을 좁혀 주파수 선택적 페이딩을 일으킨다. 이 설명은 맞다.
  3. 도플러 확산은 수신기의 이동으로 신호 주파수가 퍼지는 정도를 나타내며 시간 지연의 퍼짐을 나타내지 않는다. 지연 확산과 혼동한 설명이므로 옳지 않다(정답).
  4. 도플러 확산이 크면 코히런스 시간이 짧아져 채널이 시간에 따라 빠르게 변하는 시간 선택적 페이딩이 생긴다. 이 설명은 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 광대역 신호가 다중경로 채널을 지날 때 일부 주파수만 푹 꺼지는 스펙트럼 그림을 보았다. 주파수마다 감쇠가 다르다는 점을 표시하고 선택적이라는 낱말에 동그라미를 쳤다.
  2. 甲은 건물 사이 좁은 골목에서 반사파가 서로 다른 시각에 도착하는 상황을 화살표로 그려 보았다. 도착 시각이 퍼진 폭이 곧 지연 확산이라고 그림 옆에 크게 붙여 놓았다.
  3. 甲은 고속열차 안에서 수신기의 주파수가 이동 속도에 따라 퍼지는 현상을 도플러 확산이라 배웠다. 시간 지연이 퍼지는 것과는 다른 이야기라고 공책에 따로 구분해 적어 두었다.
  4. 甲은 시속 100km로 달리는 차량과 정지한 단말이 겪는 채널 변화 속도를 비교하는 표를 만들었다. 이동이 빠를수록 채널이 시간에 따라 바뀌는 정도가 커진다고 결론을 옮겨 적었다.

  도플러 확산은 이동으로 생기는 주파수 퍼짐으로 시간 선택적 페이딩과 연결된다. 지연 확산은 주파수 선택적 페이딩과 연결된다.

• 50

  그림과 같이 수신기가 v 의 속도로 화살표 방향으로 이동하면서 정지된 송신기로부터 주파수가 f_0 인 신호를 받고 있다. θ ＝ 30 °일 때, 도플러 주파수[Hz]는? (단, 전파속도는 3 × 10^8 [m/s]이다)

  1. 1. 60 √(3)
  2. 2. 30 √(3)
  3. 3. 60
  4. 4. 30

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 60√3Hz는 최대 도플러 값 60Hz보다도 큰 값이다. 코사인 값은 1을 넘을 수 없어 60Hz를 넘는 도플러는 나오지 않으므로 옳지 않다.
  2. 파장 c/f_0=0.5m이므로 최대 도플러는 30/0.5=60Hz이고 진행 방향과 송신기 방향의 각이 30°이므로 cos30°=√3/2를 곱한다. 결과 30√3Hz가 옳다(정답).
  3. 60Hz는 수신기가 송신기를 정면으로 향해 움직일 때, 곧 θ가 0°일 때의 값이다. 문항에서 θ가 30°이므로 cos30°를 곱하지 않은 60Hz는 옳지 않다.
  4. 30Hz는 최대 도플러 60Hz에 sin30°=1/2을 곱한 값이다. 이동 방향과 전파 도래 방향 사이의 성분은 코사인으로 잡아야 하므로 사인을 쓴 30Hz는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 도플러 값이 상한인 60Hz를 넘을 수 없다는 사실부터 먼저 정리했다. 60에 루트 3을 곱한 값은 그 상한을 넘으므로 후보에서 지우고 그 이유를 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 파장 0.5m와 속도 30m/s를 넣어 최대 도플러 60Hz를 얻었다. 각도 30°의 코사인 √3/2를 곱해 30√3Hz라는 결과를 정리하고 답란에 옮겨 적어 두었다.
  3. 甲은 θ가 0°라면 60Hz가 나온다는 것을 시험 삼아 계산해 보았다. 그러나 문제의 각도는 30°이므로 60이 그대로 답이 될 수 없다는 점을 별표로 표시해 두었다.
  4. 甲은 최대 도플러 60Hz에 sin30°를 곱해 30Hz를 얻은 친구의 풀이를 살폈다. 도플러는 속도의 시선 방향 성분이라 코사인을 써야 한다고 짚어 주고 식을 고쳐 두었다.

  도플러 주파수는 f_0·v·cosθ/c이다. 600MHz·30m/s/(3×10⁸)=60Hz에 cos30°를 곱하면 30√3Hz이다.

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• 51

  시간 영역에서 연속인 신호 g(t) = sinc (2t) 의 에너지는? (단, sinc (t) = (sin(π t))/(π t) (, t ! = 0), 1 (t = 0) 이다)

  1. 1. 0.5
  2. 2. 1
  3. 3. 2
  4. 4. 4

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. u=2t로 바꾸면 dt=du/2이므로 ∫sinc²(2t)dt=(1/2)∫sinc²(u)du이고 ∫sinc²(u)du=1이므로 에너지는 0.5이다. 파세발 정리로 풀어도 같으므로 옳다(정답).
  2. 1은 sinc(t) 자체의 에너지이다. 시간축이 두 배 압축된 sinc(2t)는 폭이 절반으로 줄어 에너지도 절반이 되므로 1은 옳지 않다.
  3. 2는 시간축을 압축한 효과를 에너지가 늘어나는 쪽으로 잘못 처리해 두 배로 잡은 값이다. 압축하면 에너지가 줄어야 하므로 옳지 않다.
  4. 4는 압축 비율을 제곱해서 곱한 꼴이다. sinc(2t)는 sinc(t)보다 좁아지므로 에너지가 늘어날 수 없어 4는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 sinc(2t)의 치환 적분을 하며 dt가 du의 절반이 된다는 점을 확인했다. 넓이가 1인 sinc² 적분에 그 절반을 곱해 0.5라고 답란에 적고 검산 칸에 파세발 결과를 옮겼다.
  2. 甲은 sinc(t)의 에너지가 1이라는 교재 표를 찾아 사이에 끼워 두었다. sinc(2t)는 같은 함수를 좁혔을 뿐이라 값이 그대로 1이 될 수 없다고 메모하고 1번 후보를 지웠다.
  3. 甲은 시간축을 압축한 그래프를 원래 함수 위에 겹쳐 그려 보았다. 좁아진 곡선의 넓이가 오히려 줄어드는 것을 보고 두 배라는 답이 나올 수 없다고 적은 뒤 그 후보를 지웠다.
  4. 甲은 압축 비율 2를 제곱해서 곱하면 4가 나온다는 계산을 오래된 노트에서 발견했다. 폭이 줄면 에너지도 준다는 사실과 어긋난다고 옆에 적고 그 줄에 크게 가위표를 쳤다.

  sinc(2t)의 에너지는 ∫sinc²(2t)dt이다. 변수 u=2t로 바꾸면 sinc²(u)의 넓이 1의 절반, 곧 0.5이다.

• 52

  비동기 BFSK(binary frequency shift keying) 시스템에서 비트 전송률이 800 [bps]일 때, 두 반송파가 서로 직교하기 위해 필요한 최소 주파수 간격[Hz]은?

  1. 1. 400
  2. 2. 800
  3. 3. 1,600
  4. 4. 2,400

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 400Hz는 간섭(동기) 검파에서 직교하는 최소 간격 1/(2T_b)이다. 비동기 검파는 위상을 모르므로 이 간격으로는 직교하지 않아 옳지 않다.
  2. 비동기 검파는 위상 정보 없이 포락선으로 검출하므로 두 반송파가 한 비트 구간에서 정수 배 사이클 차이를 가져야 직교한다. 그 최소 간격은 비트율과 같은 800Hz이므로 옳다(정답).
  3. 1,600Hz는 비트율의 두 배로 직교 조건을 만족하기는 하나 최소값이 아니다. 문항이 최소 간격을 묻고 있으므로 옳지 않다.
  4. 2,400Hz는 비트율의 세 배로 역시 직교는 되지만 최소값과 거리가 멀다. 필요한 대역만 낭비하는 간격이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 동기 검파 BFSK의 최소 직교 간격이 비트율의 절반이라는 표를 보았다. 이 문제는 비동기 검파라서 조건이 다르다고 판단해 400이라는 숫자를 후보에서 슬쩍 빼 두었다.
  2. 甲은 위상을 모르는 수신기가 두 주파수를 포락선으로 구분하는 블록도를 그려 보았다. 한 비트 동안 두 신호가 서로 겹치지 않으려면 800Hz 간격이 필요하다고 그림 아래에 적었다.
  3. 甲은 간격을 1,600Hz로 두어도 직교가 유지되는 것을 계산으로 확인했다. 그러나 문항은 최소 간격을 묻고 있고 이 값은 대역만 넓힌다는 것을 공책에 메모해 두었다.
  4. 甲은 2,400Hz로 벌린 스펙트럼 그림을 그리고 반송파 사이 빈 구간이 넓다는 점을 짚었다. 필요 이상으로 대역을 쓰는 값이라 최소 조건에 맞지 않는다고 옆에 표시해 두었다.

  비동기(비간섭) BFSK가 직교하려면 두 주파수의 간격이 비트율 1/T_b 이상이어야 한다. 800bps이면 800Hz이다.

• 53

  펄스 레이더 시스템에서 평균 송신전력이 200 [W]이고 펄스 폭이 0.1 [ μ s]이며 펄스 반복 주파수가 2 [kHz]일 때, 첨두 송신전력[kW]은?

  1. 1. 100
  2. 2. 400
  3. 3. 1,000
  4. 4. 4,000

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 100kW는 듀티비를 2×10⁻³으로 잡아야 나오는 값이다. 실제 듀티비는 0.1μs×2kHz=2×10⁻⁴이므로 평균 200W를 이 값으로 나누면 1,000kW가 되어 옳지 않다.
  2. 400kW가 나오려면 듀티비가 5×10⁻⁴여야 한다. 펄스 폭 0.1μs와 반복 주파수 2kHz의 곱은 2×10⁻⁴이므로 이 값과 어긋나 옳지 않다.
  3. 듀티비가 0.1×10⁻⁶s×2×10³Hz=2×10⁻⁴이므로 첨두전력은 200W를 2×10⁻⁴로 나눈 10⁶W, 곧 1,000kW이다. 평균과 첨두의 관계가 그대로 들어맞으므로 옳다(정답).
  4. 4,000kW가 나오려면 듀티비가 5×10⁻⁵여야 한다. 문항의 펄스 폭과 반복 주파수로는 그런 값이 나오지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 펄스 폭을 1μs로 잘못 읽어 듀티비가 2×10⁻³이 되면서 100kW가 나온 풀이를 보았다. 문항의 펄스 폭이 0.1μs임을 짚어 단위부터 다시 확인하고 그 답을 고쳐 두었다.
  2. 甲은 표에서 400kW 칸에 해당하는 듀티비를 거꾸로 셈해 보고 5×10⁻⁴가 필요하다는 것을 알아냈다. 문항의 펄스 폭과 반복 주파수로는 그 값이 안 나오므로 그 줄을 지워 두었다.
  3. 甲은 펄스 폭과 반복 주파수를 곱해 듀티비 2×10⁻⁴를 얻고 평균 200W를 그 값으로 나누어 보았다. 10⁶W가 나오자 킬로와트로 환산해 1,000이라고 답란에 적었다.
  4. 甲은 듀티비가 5×10⁻⁵인 경우에 첨두전력이 4,000kW가 나온다는 계산을 표에 넣어 보았다. 이 문항의 조건과 자릿수가 다르다는 이유로 그 줄에 별표를 붙여 두었다.

  평균전력=첨두전력×듀티비이고 듀티비는 펄스 폭×반복 주파수이다. 듀티비 2×10⁻⁴이므로 첨두전력은 200/(2×10⁻⁴)=1,000kW이다.

• 54

  수동형 무선항법 시스템에서 편도 전파시간 측정오차가 2 [ μ s]일 때, 거리 불확실성[m]은? (단, 전파속도는 3 × 10^8 [m/s]이다)

  1. 1. 300
  2. 2. 600
  3. 3. 1,200
  4. 4. 2,400

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 300m는 레이더처럼 왕복 시간을 반으로 나누는 계산에서 나온 값이다. 수동형 항법은 신호가 한 방향으로만 오므로 나눗셈 없이 곱해야 하여 옳지 않다.
  2. 수동형 무선항법은 수신기가 신호를 받기만 하는 편도 방식이므로 거리 오차는 광속에 시간 오차를 곱한 3×10⁸×2×10⁻⁶=600m이다. 값이 정확히 맞으므로 옳다(정답).
  3. 1,200m는 편도 오차에 2를 곱한 값이다. 왕복 시간을 곱하는 방식은 능동형 시스템에 쓰는 것이라 수동형에는 맞지 않아 옳지 않다.
  4. 2,400m는 시간 오차에 광속을 곱한 뒤 다시 네 배를 한 꼴이다. 어떤 방식에서도 이런 환산이 나오지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 레이더 왕복 시간을 반으로 나누던 습관대로 300m라고 적었다가 수동형이 편도라는 설명을 읽었다. 나눗셈을 지우고 곱하기만 남겨 다시 계산한 결과를 바로 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 위성이 보낸 신호가 수신기까지 한 방향으로 오는 화살표 하나를 그렸다. 시간 오차 2μs에 광속을 곱해 600m라는 거리를 그림 옆에 적어 넣고 밑줄을 그어 두었다.
  3. 甲은 오차 2μs에 광속을 곱하고 다시 2를 곱하면 1,200m가 나옴을 확인했다. 수동형은 왕복이 아닌 편도라서 그 2가 필요 없다고 붉은 글씨로 크게 표시해 두었다.
  4. 甲은 광속과 오차를 곱한 뒤 다시 4배를 하면 2,400m가 나오는 것을 보았다. 이런 환산은 어느 시스템에도 없다고 판단해 그 줄 앞에 가위표를 쳐 두고 옆에 이유를 적었다.

  수동형 항법은 위성 신호를 받기만 하므로 편도 시간으로 거리를 잰다. 오차 2μs에 광속을 곱하면 600m이다.

• 55

  자유공간의 전파(propagation) 모델에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 송수신기가 장애물이 없는 LOS(line of sight)에 있다고 가정하여 수신 신호 세기의 예측을 위해 사용된다.
  2. 2. 송수신기 간의 거리가 기준거리의 두 배가 되면, 수신전력은 기준거리에서보다 약 6 [dB] 감소한다.
  3. 3. 반송파의 주파수가 높을수록 송수신 안테나 사이의 경로손실은 커진다.
  4. 4. 전체 경로손실은 반송파 파장의 제곱에 비례한다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 자유공간 모델은 송수신기 사이에 장애물이 없는 직진 경로를 전제로 수신 세기를 예측한다. 정의에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  2. 거리가 두 배가 되면 수신전력은 거리 제곱에 반비례해 4분의 1이 되며 이는 약 6dB 감소이다. 계산이 들어맞으므로 이 보기는 맞다.
  3. 주파수가 높으면 파장이 짧고 경로손실은 파장의 제곱에 반비례하므로 손실이 커진다. 자유공간 손실 식과 일치하므로 이 보기는 맞다.
  4. 자유공간 경로손실은 (4πd/λ)²이므로 파장의 제곱에 반비례한다. 파장의 제곱에 비례한다는 설명은 방향이 반대이므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 건물 사이에 가림이 없는 초원에서 두 송수신기를 마주 세워 놓고 수신 세기를 재는 상황을 그렸다. 장애물이 없을 때만 자유공간 식이 통한다고 그림 아래에 적어 두었다.
  2. 甲은 송신기와 수신기의 거리를 100m에서 200m로 늘려 가며 수신 전력을 재어 보았다. 값이 4분의 1로 줄어 약 6dB 떨어지는 것을 눈금 그래프에 또렷하게 표시해 두었다.
  3. 甲은 900MHz와 2.4GHz의 경로손실을 같은 거리에서 각각 계산해 표로 견주었다. 주파수가 높을수록 손실이 커지는 것을 보고 그 열에 밑줄을 그어 두고 결론을 적었다.
  4. 甲은 경로손실 식에서 파장이 분모 쪽에 들어가 있음을 식을 손으로 다시 써서 확인했다. 파장에 비례하는 것이 아니라 반비례한다고 그 보기 옆에 빨간 글씨로 고쳐 적어 두었다.

  자유공간 경로손실은 (4πd/λ)²이다. 파장의 제곱에 반비례하고 거리와 주파수의 제곱에 비례한다.

• 56

  다음 인공위성들이 지구국으로부터 전파를 수신할 때, 전파 지연시간이 큰 것부터 순서대로 바르게 나열한 것은?

  (가) 정지궤도위성 (나) 중궤도위성 (다) 저궤도위성

  1. 1. (가) － (나) － (다)
  2. 2. (나) － (가) － (다)
  3. 3. (나) － (다) － (가)
  4. 4. (다) － (나) － (가)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 정지궤도는 약 36,000km, 중궤도는 수천에서 2만 km대, 저궤도는 수백에서 2천 km 이하이다. 높은 궤도일수록 지연이 크므로 (가)-(나)-(다) 순서가 옳다(정답).
  2. 중궤도 위성을 정지궤도 위성보다 앞에 놓은 순서이다. 정지궤도의 고도가 훨씬 높아 지연이 가장 크므로 (나)가 앞서는 순서는 옳지 않다.
  3. 중궤도와 저궤도를 앞에 놓고 정지궤도를 맨 뒤에 놓은 순서이다. 가장 높은 정지궤도의 지연이 가장 크므로 이 순서는 옳지 않다.
  4. 저궤도부터 시작해 정지궤도로 끝나는 순서는 지연이 작은 것부터 나열한 꼴이다. 문항은 큰 것부터 나열하라고 했으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 정지궤도, 중궤도, 저궤도의 고도를 한 줄 그림으로 그려 보았다. 높이가 높은 것부터 지연이 크다는 화살표를 그어 넣고 (가), (나), (다) 순서를 차례로 매겨 두었다.
  2. 甲은 중궤도 위성이 정지궤도보다 지연이 크다고 적은 친구의 답을 확인했다. 정지궤도 고도가 36,000km라는 표를 근거로 순서를 바꾸어 고쳐 주고 이유를 옆에 달아 두었다.
  3. 甲은 정지궤도를 맨 뒤에 놓은 순서를 살펴보고 이는 지연이 작은 것부터 나열한 것이라 짚었다. 문항이 묻는 방향과 반대임을 형광펜으로 칠하고 옆에 이유도 함께 표시해 두었다.
  4. 甲은 저궤도, 중궤도, 정지궤도 순으로 늘어놓은 배열이 오름차순이라는 점을 확인했다. 큰 것부터 나열하라는 조건과 맞지 않아 그 보기를 지우고 옆에 이유를 적어 두었다.

  궤도가 높을수록 신호가 오가는 거리가 길어 지연이 크다. 정지궤도(가), 중궤도(나), 저궤도(다) 순이다.

• 57

  디지털통신에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. 비트 주기와 심볼 주기의 값은 같을 수 없다.
  2. 2. 표본화된 신호의 스펙트럼 중첩 현상을 에일리어싱(aliasing)이라고 한다.
  3. 3. 데이터를 압축하기 위해 채널코딩을 사용한다.
  4. 4. 수신 신호대잡음비(SNR)가 커지면 비트오류율이 증가한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. BPSK처럼 심볼 하나에 비트 하나를 싣는 방식에서는 비트 주기와 심볼 주기가 같다. 같을 수 없다는 설명은 사실이 아니므로 옳지 않다.
  2. 표본화 주파수가 신호 최고 주파수의 두 배보다 낮으면 복제 스펙트럼이 서로 겹치는데 이를 에일리어싱이라고 부른다. 정의 그대로이므로 옳다(정답).
  3. 데이터 압축은 잉여를 줄이는 소스 코딩의 일이다. 채널 코딩은 오류를 잡으려고 오히려 잉여 비트를 더하는 방식이므로 옳지 않다.
  4. 신호대잡음비가 커지면 잡음이 상대적으로 줄어들어 비트 오류율은 감소한다. 증가한다는 설명은 방향이 반대이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 BPSK에서 한 심볼이 한 비트를 나르는 그림을 그려 보았다. 비트 구간과 심볼 구간이 완전히 겹치는 것을 확인하고 두 주기가 같을 수 있다고 공책에 적어 두었다.
  2. 甲은 1kHz 정현파를 1.5kHz로 표본화해 복원해 보고 저주파 성분이 엉뚱하게 나타나는 것을 관찰했다. 스펙트럼이 겹친 결과라며 에일리어싱이라는 이름을 크게 적어 두었다.
  3. 甲은 파일 압축 프로그램이 데이터를 줄이는 일이 소스 코딩이라는 설명을 읽었다. 채널 코딩은 오류 정정용 잉여를 붙이는 것이라 공책에 두 개념을 나란히 적어 구분해 두었다.
  4. 甲은 SNR을 올리면서 비트 오류율 곡선이 아래로 내려가는 실험 그래프를 그렸다. 증가한다는 말이 그래프와 어긋난다고 그 보기 옆에 아주 큰 가위표와 함께 표시해 두었다.

  표본화 신호의 스펙트럼이 겹치는 현상이 에일리어싱이다. 압축은 소스 코딩, 채널 코딩은 오류 정정이다.

• 58

  다중경로 페이딩(multipath fading)으로 인한 무선 채널의 전력지연 프로파일(power delay profile)이 다음 그림과 같을 때, 이 채널의 평균초과지연(mean excess delay)[ μ s]은? (단, P(τ) 는 지연시간 τ 에서의 전력이고, log_10 2 = 0.3 이다)

  1. 1. 1
  2. 2. 1.5
  3. 3. 2
  4. 4. 2.5

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 첫 도달 신호가 있는 1 μs 를 0 으로 옮겨 다시 재면 1 μs 가 나오지만, 그림의 가로축이 곧 지연시간이므로 축에 적힌 값을 그대로 쓴다. 기준점을 옮겨 낸 값이므로 옳지 않다.
  2. 1.5 μs 는 전력을 선형값으로 바꾸어 가중평균을 내든 첫 도달을 기준으로 옮겨 내든 어느 셈으로도 나오지 않는 값이다. 근거가 서지 않으므로 옳지 않다.
  3. −3 dB 는 전력이 절반, −6 dB 는 4분의 1 이므로 세 경로의 전력비가 0.5 · 0.5 · 0.25 다. 지연시간을 그 전력으로 가중평균하면 2.5 를 1.25 로 나눈 2 μs 가 되므로 옳다(정답).
  4. 2.5 는 전력과 지연시간을 곱해 더한 분자만 구하고 전력의 합으로 나누는 마지막 단계를 빠뜨린 값이다. 가중평균은 반드시 가중치의 합으로 나누어야 하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 문제 이름에 「초과」가 붙어 있으니 맨 앞 신호를 원점으로 옮겨야 한다고 여기고 눈금을 세 칸 왼쪽으로 밀어 적었다. 그렇게 얻은 값이 보기에 있어 마음이 놓였다가, 가로축이 무엇을 재고 있는지 다시 보고 눈금을 제자리로 되돌렸다.
  2. 甲은 답이 보기 가운데 있기만 하면 된다며 가운데 값인 1.5 를 골라 두었다. 그 값이 나오려면 전력비가 얼마여야 하는지 거꾸로 셈해 보고 어떤 조합으로도 맞지 않는다는 것을 알고 지웠다.
  3. 甲은 dB 값을 그대로 곱하려다 단위가 로그라는 것을 떠올리고 먼저 선형값으로 바꾸었다. 0.5 와 0.5 와 0.25 를 얻어 가중평균을 내고 2 가 나오는 것을 계산지에 적어 답으로 삼았다.
  4. 甲은 전력과 지연시간을 곱해 더한 2.5 를 답으로 적었다가 단위가 이상하다고 느껴 식을 다시 보았다. 가중평균이므로 전력의 합 1.25 로 나누어야 한다는 것을 알고 2 로 고쳐 적었다.

  −3 dB 는 전력 절반, −6 dB 는 4분의 1 이므로 전력비 0.5·0.5·0.25 로 지연시간을 가중평균하면 평균초과지연은 2 μs 다.

• 59

  총 주파수 대역폭이 30 [MHz]인 FDD(frequency division duplex) 방식의 셀룰러 시스템이 송수신을 위해 채널당 25 [kHz] 대역 두 개를 사용하고 있다. 클러스터(cluster)당 4개의 셀이 사용될 때, 셀당 가용 채널 수는? (단, 채널 간 및 송수신 대역 간 보호대역은 없다고 가정한다)

  1. 1. 75
  2. 2. 150
  3. 3. 300
  4. 4. 600

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 75채널은 전체 600채널을 4가 아닌 8로 나눈 값에 해당한다. 클러스터당 셀이 4개라고 문항이 밝혔으므로 나눗수가 어긋나 옳지 않다.
  2. 송수신 대역이 25kHz 두 개씩 한 채널을 이루므로 채널당 50kHz이고 30MHz/50kHz=600채널이다. 이를 클러스터 4개 셀에 나누면 셀당 150채널이므로 옳다(정답).
  3. 300채널은 송수신 쌍을 무시하고 25kHz 하나만 한 채널로 센 1,200채널을 4로 나눈 값이다. 문항은 두 개 대역을 쓴다고 했으므로 옳지 않다.
  4. 600채널은 클러스터 전체의 채널 수이다. 4개 셀로 나누어야 셀당 채널 수가 되므로 그 값을 그대로 셀당 수로 쓰면 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 셀당 채널 수를 구하다가 클러스터 크기를 8로 잘못 두어 75를 얻었다. 문항의 4를 다시 읽고 나눗수를 바로잡은 뒤 잘못된 줄을 붉은 글씨로 고쳐서 남겨 두었다.
  2. 甲은 채널 하나가 송신 25kHz와 수신 25kHz를 합쳐 50kHz라는 점을 먼저 정리했다. 30MHz를 그것으로 나눈 600을 다시 4로 나누어 150이라 적고 답란에 옮겼다.
  3. 甲은 1,200채널에서 4를 나누어 300을 얻은 친구의 계산을 살펴보았다. 송수신 쌍을 한 채널로 세야 한다는 점을 짚어 주고 채널 수 표의 첫 줄을 다시 고쳐 두었다.
  4. 甲은 전체 600채널이 한 클러스터의 몫이라는 점을 그림으로 그려 표현했다. 네 셀이 그것을 나누어 쓰므로 셀당은 그보다 작다는 설명을 그림 아래에 적어 표시해 두었다.

  30MHz를 송수신 한 쌍(25kHz×2=50kHz)으로 나누면 600채널이다. 클러스터 4셀로 나누면 셀당 150채널이다.

• 60

  전자파에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 일반적으로 대기 중의 전자파 굴절률은 고도가 높아질수록 커진다.
  2. 2. 전자파가 지면에 닿지 않고 도달할 수 있는 최대 거리를 전파의 가시거리라고 한다.
  3. 3. 송신된 후 대지면이나 다른 물체와 접촉하지 않고 수신기에 도달하는 전자파를 직접파라고 한다.
  4. 4. 전자파가 진행하는 경로상에 장애물 등의 돌출 부위가 있을 때 휘어져서 진행하는 현상을 회절이라고 한다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 대기의 굴절률은 지표에서 가장 크고 고도가 올라갈수록 공기 밀도가 낮아져 1에 가까워진다. 고도가 높을수록 커진다는 설명은 반대이므로 옳지 않다(정답).
  2. 전자파가 지면에 닿지 않고 직접 도달할 수 있는 최대 거리를 가시거리라 한다. 정의에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  3. 송신된 뒤 대지나 다른 물체와 접촉하지 않고 수신기에 바로 닿는 전자파가 직접파이다. 정의에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. 진행 경로 위의 돌출 장애물 끝에서 전자파가 휘어져 그림자 영역으로 들어가는 현상을 회절이라 한다. 정의에 맞는 설명이므로 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 고도별 공기 밀도 그래프를 그리고 굴절률이 지표에서 가장 크며 높은 곳에서는 1에 가까워진다고 적었다. 굴절률이 커진다는 보기를 옆에서 큰 가위표로 지워 두었다.
  2. 甲은 안테나 높이에 따른 가시거리 공식을 표에 옮겨 적었다. 지면에 닿지 않고 도달하는 거리가 곧 가시거리라는 정의에 밑줄을 긋고 공식 옆에 계산 예를 하나 달아 두었다.
  3. 甲은 송신 안테나에서 수신 안테나로 곧장 이어진 선 하나를 그리고 직접파라는 이름을 붙였다. 지면에서 반사된 선은 그 아래에 따로 그려 구분하고 이름표를 달아 두었다.
  4. 甲은 산봉우리 뒤편에서도 약하게 전파가 잡힌다는 사례를 살펴보았다. 돌출부 끝에서 휘어져 들어오는 이 현상에 회절이라는 이름을 적고 간단한 지형 그림으로 그려 두었다.

  대기의 굴절률은 고도가 높아질수록 공기가 희박해져 작아진다. 커진다는 설명이 옳지 않다.

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• 61

  안테나 이득의 단위로 사용할 수 있는 것은?

  1. 1. dBW
  2. 2. dBi
  3. 3. dBm
  4. 4. dBmV

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. dBW는 1W를 기준으로 전력을 데시벨로 나타낸 단위이다. 안테나가 얼마나 방사를 모으는지가 아니라 절대 전력의 크기를 가리키므로 이득의 단위로는 옳지 않다.
  2. dBi는 등방성 안테나에 견준 이득을 데시벨로 나타낸 단위로 i가 isotropic을 뜻한다. 안테나 이득을 표시하는 데 쓰는 대표적인 단위이므로 옳다(정답).
  3. dBm은 1mW를 기준으로 전력을 데시벨로 나타낸 단위이다. 송신 출력이나 수신 세기를 적을 때 쓰지 안테나 이득을 적는 단위는 아니므로 옳지 않다.
  4. dBmV는 1mV를 기준으로 전압을 데시벨로 나타낸 단위이다. 케이블 TV 신호 레벨 같은 전압 표시에 쓰이며 이득의 단위가 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 송신기 사양서에서 출력이 30dBW라고 적힌 칸을 발견하고 1,000W와 같은 값임을 계산해 보았다. 이 표시는 안테나의 방사 성능이 아니라 전력의 크기라서 이득 칸과 따로 분류해 두었다.
  2. 甲은 어느 지향성 안테나의 카탈로그에서 이득이 12dBi라고 적힌 것을 보고 이가 등방성 안테나 대비라는 주석을 확인했다. 같은 전력을 넣어도 한 방향으로 열다섯 배 남짓 더 모인다고 여백에 메모했다.
  3. 甲은 무선 공유기 설정 화면에 나온 출력 20dBm이 100mW라는 점을 환산표로 견주어 보았다. 이 값은 송신 세기를 알려 주는 표시이므로 안테나 이득 칸에는 쓰지 않는다고 옆에 표시했다.
  4. 甲은 케이블 TV 안테나 증폭기의 출력 레벨이 60dBmV라고 적힌 점검표를 받았다. 이는 1mV 기준의 전압 레벨이라 이득 단위와 구분해 점검표의 다른 열에 옮겨 적었다.

  안테나 이득은 등방성 안테나를 기준으로 한 비율이라 dBi로 나타낸다. dBW·dBm은 전력, dBmV는 전압의 절대 단위이다.

• 62

  무선 근거리 통신망(WLAN, wireless local area network) 기술을 규정하고 있는 국제 표준은?

  1. 1. IEEE 802.3
  2. 2. IEEE 802.11
  3. 3. IEEE 802.16
  4. 4. IEEE 802.22

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. IEEE 802.3은 이더넷이라고 부르는 유선 LAN 규격이다. 케이블로 연결하는 근거리망을 정하므로 무선 LAN을 규정하는 표준으로는 옳지 않다.
  2. IEEE 802.11은 와이파이로 알려진 무선 LAN의 물리계층과 매체접근 방식을 정한 표준이다. 무선 근거리 통신망 규격에 그대로 해당하므로 옳다(정답).
  3. IEEE 802.16은 WiMAX로 알려진 광대역 무선 접속 규격으로 도시 규모의 무선 도시권망을 겨냥한다. 근거리 무선 LAN이 아니므로 옳지 않다.
  4. IEEE 802.22는 TV 방송의 빈 주파수 대역을 활용해 넓은 지역에 인터넷을 제공하는 무선 지역망 규격이다. 근거리 무선 LAN과 목적이 다르므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 사무실 벽면의 이더넷 콘센트에 랜선을 꽂아 연결하고 그 규격 번호가 802.3이라는 것을 스위치 뒷면에서 확인했다. 선이 있는 방식이라 무선 LAN 문제의 답에서 제외하고 표에 적어 두었다.
  2. 甲은 카페에서 노트북이 와이파이에 접속되는 것을 보고 설정 화면의 규격 표시를 살펴보았다. 802.11이라는 번호를 무선 LAN의 이름표로 공책에 옮겨 적고 밑줄을 그었다.
  3. 甲은 넓은 지역을 잇는 광대역 무선 접속으로 소개된 WiMAX 안내문을 읽고 규격 번호가 802.16이라는 점을 확인했다. 도시 규모의 망이어서 근거리 LAN 자리에는 어울리지 않는다고 표시했다.
  4. 甲은 방송이 쉬는 TV 채널 빈 대역을 시골 지역 인터넷에 쓰는 시범 사업 기사를 읽었다. 이 규격 번호가 802.22임을 찾아 넓은 지역용이라는 메모를 달아 두었다.

  무선 LAN(WLAN)은 IEEE 802.11 계열이다. 802.3은 이더넷, 802.16은 WiMAX, 802.22는 TV 유휴대역 광역망이다.

• 63

  자유공간에서 전파되는 주파수가 100 [Hz]인 전자파 A와 1,000 [Hz]인 전자파 B에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. 파장은 A가 B의 10배이고, 전파속도는 A와 B가 같다.
  2. 2. 파장은 B가 A의 10배이고, 전파속도는 A와 B가 같다.
  3. 3. 파장은 A가 B의 10배이고, 전파속도는 B가 A의 10배이다.
  4. 4. 파장은 B가 A의 10배이고, 전파속도는 A가 B의 10배이다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 파장은 광속을 주파수로 나눈 값이라 100Hz인 A는 약 3,000km, 1,000Hz인 B는 약 300km이다. A가 B의 10배이고 속도는 자유공간에서 같으므로 옳다(정답).
  2. 파장이 B가 A의 10배라는 말은 주파수와 파장이 반비례한다는 관계를 거꾸로 적용한 것이다. 주파수가 10배 높은 B의 파장이 오히려 10분의 1이므로 옳지 않다.
  3. 파장은 A가 10배 길다는 앞부분은 맞지만 전파속도가 B가 A의 10배라는 뒷부분이 틀렸다. 자유공간에서는 어느 주파수든 속도가 광속으로 같으므로 옳지 않다.
  4. 파장이 B가 10배 길다는 앞부분과 속도가 A가 10배 빠르다는 뒷부분이 모두 틀렸다. 주파수가 달라도 자유공간의 전파속도는 같으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 3×10⁸을 100으로 나누어 A의 파장이 3,000km쯤 된다는 것을 얻고, 1,000으로 나누어 B는 300km쯤이라는 값도 얻었다. 두 파장의 비가 열 배임을 확인하고 속도는 같다고 그림 아래에 적어 두었다.
  2. 甲은 주파수가 높은 B의 파장이 더 길다고 적은 친구의 답안을 채점하게 되었다. 주파수와 파장은 서로 반비례한다는 점을 짚어 화살표 방향을 거꾸로 그려 주고 바른 관계를 옆에 적어 주었다.
  3. 甲은 전파속도가 주파수가 높을수록 빨라진다고 오해한 후배의 노트를 보게 되었다. 자유공간에서는 어떤 주파수든 광속으로 같다는 점을 교재 구절로 보여 주며 수정하게 했다.
  4. 甲은 A가 더 빠르게 나아가고 파장은 B가 더 길다고 적은 답안에서 두 곳이 모두 틀린 점을 찾았다. 속도는 같고 파장은 A가 더 길다는 정정 문구를 빨간 글씨로 달았다.

  자유공간에서 전자파의 속도는 주파수와 무관하게 광속으로 같다. 파장은 속도를 주파수로 나눈 값이라 주파수가 낮은 A가 10배 길다.

• 64

  그림 (가)와 같은 아날로그 신호를 펄스 변조한 신호가 그림 (나)와 같을 때, 사용한 변조 방식은?

  1. 1. PAM
  2. 2. QAM
  3. 3. PWM
  4. 4. PPM

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. PAM은 펄스의 높이가 신호 크기에 따라 달라지는 방식이다. 그림 (나)의 펄스는 높이가 모두 같으므로 PAM이라는 설명은 옳지 않다.
  2. QAM은 반송파의 진폭과 위상을 함께 바꾸는 디지털 변조 방식이다. 이 그림은 아날로그 신호를 펄스로 바꾼 예이므로 QAM이라는 설명은 옳지 않다.
  3. PWM은 펄스의 폭이 신호 크기에 따라 달라지는 방식이다. 그림 (나)의 펄스는 폭이 모두 같으므로 PWM이라는 설명은 옳지 않다.
  4. 그림 (나)의 펄스는 높이와 폭이 같고 기준 눈금에서 떨어진 위치만 신호 크기에 따라 앞뒤로 달라진다. 이는 펄스 위치 변조(PPM)이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 파형의 크기에 따라 펄스의 키가 커졌다 작아졌다 하는 PAM 그림을 교재에서 찾았다. 그림 (나)는 펄스 높이가 모두 같아서 이것과 다르다고 두 그림을 나란히 놓고 견주었다.
  2. 甲은 QAM이 성좌도 위의 점으로 표시되는 디지털 변조 방식이라는 설명을 읽었다. 시간축 위에 펄스가 늘어선 이 그림과는 형태가 전혀 다르다고 공책에 적고 후보에서 지웠다.
  3. 甲은 신호가 클수록 펄스 폭이 넓어지는 PWM 그림을 방안지에 직접 그려 보았다. 그림 (나)에서 펄스 폭이 일정하다는 점을 자로 재어 확인하고 이 후보에 가위표를 쳤다.
  4. 甲은 그림 (나)에서 펄스와 점선 눈금 사이의 거리를 하나씩 재어 보았다. 값이 신호 크기에 따라 달라지는 것을 확인하고 위치가 변한다는 뜻의 PPM이라 이름을 붙여 두었다.

  그림 (나)는 펄스의 높이와 폭이 일정하고 위치만 신호의 크기에 따라 달라진다. 이는 펄스 위치 변조(PPM)이다.

• 65

  전송선로와 안테나 사이의 반사계수가 0.5일 때, 전압정재파비(VSWR, voltage standing wave ratio)는?

  1. 1. 1
  2. 2. 2
  3. 3. 3
  4. 4. 4

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. VSWR이 1이면 반사계수가 0이어서 반사 없이 완전히 정합된 상태이다. 문항의 반사계수는 0.5이므로 이 값은 옳지 않다.
  2. VSWR이 2이면 반사계수는 (2-1)/(2+1)로 약 0.33이다. 문항이 준 0.5와 다르므로 이 값은 옳지 않다.
  3. VSWR은 (1+0.5)를 (1-0.5)로 나눈 3이다. 반사계수가 0.5이면 정재파의 최댓값과 최솟값의 비가 세 배가 되므로 옳다(정답).
  4. VSWR이 4이면 반사계수는 (4-1)/(4+1)=0.6이다. 문항의 0.5보다 더 큰 반사이므로 이 값은 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 안테나와 전송선로의 임피던스를 똑같이 맞춰 반사가 없는 경우를 계산해 보았다. 이때 VSWR이 1이 되는데 문제의 반사계수 0.5와는 다르다고 표에 적어 두었다.
  2. 甲은 VSWR이 2일 때 반사계수가 얼마인지 거꾸로 계산해 3분의 1이 나오는 것을 확인했다. 문항이 준 값 0.5와 맞지 않아 후보에서 지우고 옆에 그 계산식을 그대로 남겼다.
  3. 甲은 반사계수 0.5를 식에 넣어 위는 1.5, 아래는 0.5라고 쓰고 나누어 3을 얻었다. 정재파의 마루가 골의 세 배가 된다는 그림을 곁들여 그려 넣고 답란에 옮겼다.
  4. 甲은 VSWR이 4가 되는 반사계수를 계산해 0.6이라는 값을 얻었다. 0.5보다 큰 반사가 필요한 경우라 문제의 조건과 맞지 않는다고 그 후보 옆에 표시하고 지웠다.

  VSWR=(1+|Γ|)/(1-|Γ|)이다. 반사계수 0.5이면 1.5/0.5=3이다.

• 66

  디지털 변조 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. ASK는 반송파의 진폭을 변화시킨다.
  2. 2. FSK는 반송파의 주파수를 변화시킨다.
  3. 3. QAM은 반송파의 진폭과 주파수를 동시에 변화시킨다.
  4. 4. DPSK는 이전 신호와 현재 신호의 반송파 간의 위상차를 알면 복조가 가능하다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ASK는 디지털 데이터에 따라 반송파의 진폭을 바꾸는 방식이다. 진폭 편이 변조라는 정의 그대로의 설명이므로 이 보기는 맞다.
  2. FSK는 디지털 데이터에 따라 반송파의 주파수를 바꾸는 방식이다. 주파수 편이 변조라는 정의 그대로의 설명이므로 이 보기는 맞다.
  3. QAM은 반송파의 진폭과 위상을 동시에 변화시켜 한 번에 여러 비트를 싣는다. 진폭과 주파수를 동시에 바꾼다는 설명은 위상을 주파수로 잘못 적었으므로 옳지 않다(정답).
  4. DPSK는 이전 심볼과 현재 심볼의 위상차에 정보를 실어 두므로 수신기가 절대 위상을 몰라도 위상차만 알면 복조가 된다. 이 설명은 사실에 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 디지털 신호가 1일 때 반송파가 크게, 0일 때 작게 나타나는 파형을 그려 보았다. 진폭이 데이터에 따라 바뀌는 것을 보고 ASK라는 이름을 붙여 그림 아래에 적어 두었다.
  2. 甲은 비트 0과 1에 서로 다른 두 주파수를 배정한 표를 만들고 그에 맞는 파형을 그려 보았다. 진동의 빠르기가 데이터를 나른다는 주석을 달아 이 방식을 FSK로 분류해 두었다.
  3. 甲은 QAM 성좌도에서 점마다 원점에서의 거리와 각도가 서로 달라지는 것을 관찰했다. 거리는 진폭이고 각도는 위상이라 적은 뒤 주파수가 아니라는 점에 밑줄을 그었다.
  4. 甲은 DPSK 수신기가 앞 심볼과 뒤 심볼의 위상 차이만 비교하는 블록도를 그렸다. 반송파의 절대 위상은 필요하지 않다는 설명을 그림 옆에 붙이고 예를 하나 더 들어 놓았다.

  QAM은 진폭과 위상을 함께 변화시키는 변조이다. 진폭과 주파수를 동시에 바꾼다는 설명이 옳지 않다.

• 67

  반송파 억압 양측파대(DSB-SC, double sideband-suppressed carrier) 방식으로 변조된 신호 m(t)cos(2 π f_c t) 를 복조하여 메시지 신호 m(t) 를 얻었을 때, 복조 과정에서 사용된 반송파는? (단, m(t) 의 주파수는 f_c 보다 매우 작고, 복조 시 통과대역의 이득이 1인 이상적인 저역통과필터를 사용한다)

  1. 1. 2cos(2 π f_c t)
  2. 2. cos(2 π f_c t) sin(2 π f_c t)
  3. 3. sin(2 π f_c t)
  4. 4. {1 / 2} cos(2 π f_c t) sin(2 π f_c t)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. m(t)cos(2πf_c t)에 2cos(2πf_c t)를 곱하면 m(t)에 1+cos(4πf_c t)가 곱해진 꼴이 된다. 저역통과필터가 고주파 항을 없애고 m(t)만 남기므로 옳다(정답).
  2. cos와 sin을 곱한 반송파를 쓰면 m(t)cos²(2πf_c t)sin(2πf_c t)처럼 되어 저주파의 m(t) 성분이 깨끗하게 나오지 않는다. 메시지를 복원하지 못하므로 옳지 않다.
  3. sin(2πf_c t)를 곱하면 m(t)에 sin과 cos의 곱이 붙어 2f_c 성분만 남고 저역통과 뒤에는 0이 된다. 동기가 직교로 어긋난 반송파이므로 옳지 않다.
  4. 1/2에 cos와 sin을 곱한 반송파는 복조기의 국부 반송파로 알맞지 않다. 곱한 뒤에도 저주파 항이 남지 않아 메시지를 복원하지 못하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 DSB-SC 수신기의 국부 발진기 출력을 2cos로 정하고 곱셈기를 통과시킨 뒤 저역통과필터를 거치는 순서를 그렸다. 필터 출력이 m(t) 그대로 나오는 것을 계산으로 확인했다.
  2. 甲은 복조기에 cos와 sin의 곱이 국부 반송파로 들어가는 경우의 곱셈 결과를 삼각함수 공식으로 전개해 보았다. 저주파 성분이 하나도 만들어지지 않는 것을 확인하고 후보에서 지웠다.
  3. 甲은 국부 반송파의 위상이 90도 어긋나 sin이 되면 출력이 0이 된다는 동기 오차 사례를 읽었다. 위상 정렬이 왜 중요한지 그 내용을 교재 여백에 한 줄로 적어 두었다.
  4. 甲은 1/2을 곱한 cos·sin 형태의 복조 반송파를 곱셈기에 넣어 결과를 전개해 보았다. 저역통과 뒤에 남는 항이 없음을 확인하고 이 후보 옆에 가위표를 쳐 두었다.

  DSB-SC 신호에 2cos(2πf_c t)를 곱하면 m(t)+m(t)cos(4πf_c t)가 되고 저역통과필터가 앞 항만 남긴다. 복조 반송파는 2cos(2πf_c t)이다.

• 68

  다음 메시지 신호 m(t) 를 변조할 때, 신호 파형 (가) ～ (다)와 신호 명칭 A ～ C를 바르게 연결한 것은?

  A. 주파수 변조된 신호 B. 변조되기 전 반송파 신호 C. 위상 변조된 신호 (가) (나) (다)

  1. 1. A B C
  2. 2. A C B
  3. 3. B A C
  4. 4. B C A

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. A-B-C는 (가)를 FM, (나)를 반송파로 본 배열이다. (가)는 메시지가 바뀌어도 주파수가 그대로라 반송파(B)이고 FM은 (나)이므로 옳지 않다.
  2. A-C-B는 (가)를 FM, (나)를 PM, (다)를 반송파로 본 배열이다. (가)는 진동 간격이 일정한 반송파이므로 FM으로 볼 수 없어 옳지 않다.
  3. (가)는 어느 구간에서도 진동 간격이 같아 변조 전 반송파(B), (나)는 메시지가 양일 때 촘촘하고 음일 때 성겨 주파수 변조(A), (다)는 메시지가 바뀌는 순간 위상이 뒤집혀 위상 변조(C)이므로 옳다(정답).
  4. B-C-A는 (나)를 PM, (다)를 FM으로 본 배열이다. (나)는 주파수가 달라지는 FM이고 (다)는 위상만 달라지는 PM이므로 두 이름이 서로 바뀌어 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 (가)의 파형을 자로 재어 모든 마루 사이 간격이 같다는 것을 확인했다. 메시지가 바뀌어도 변하지 않으므로 반송파라 이름을 붙이고 (가)를 주파수 변조로 본 후보를 지웠다.
  2. 甲은 (가)의 진동 간격이 처음부터 끝까지 같다는 것을 자로 재어 확인했다. 그런 파형은 주파수 변조가 아니라 변조 전 반송파이므로 (가)를 FM으로 놓은 후보를 지워 두었다.
  3. 甲은 세 파형을 메시지 파형 밑에 나란히 놓고 간격과 위상을 하나씩 대조했다. (가)는 일정, (나)는 간격 변화, (다)는 경계에서 어긋남이라는 표를 만들어 짝을 정리했다.
  4. 甲은 위상 변조에서 메시지가 바뀌는 순간 파형이 갑자기 어긋난다는 설명을 읽었다. 그 특징이 (다)에 나타나고 (나)에는 없음을 확인해 두 이름이 바뀐 배열을 지웠다.

  (가)는 주파수가 일정한 반송파, (나)는 메시지 값에 따라 주파수가 바뀌는 FM, (다)는 값이 바뀔 때 위상이 어긋나는 PM이다. 조합은 B-A-C이다.

• 69

  펄스부호변조(PCM, pulse code modulation)의 입출력 신호와 과정을 순서대로 바르게 나열한 것은?

  (가) 아날로그 신호 (나) 부호화 (다) 양자화 (라) 표본화 (마) 디지털 신호

  1. 1. (가) － (나) － (다) － (라) － (마)
  2. 2. (가) － (라) － (다) － (나) － (마)
  3. 3. (마) － (다) － (라) － (나) － (가)
  4. 4. (마) － (라) － (나) － (다) － (가)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. (가)-(나)-(다)-(라)-(마)는 아날로그 신호를 곧바로 부호화한 뒤 양자화와 표본화를 거치는 배열이다. 표본화가 가장 먼저여야 하므로 이 순서는 옳지 않다.
  2. 아날로그 신호(가)를 시간 축에서 표본화(라)하고, 값을 정해진 단계로 양자화(다)한 뒤, 그 단계를 부호화(나)하면 디지털 신호(마)가 나온다. 이 순서가 옳다(정답).
  3. (마)-(다)-(라)-(나)-(가)는 디지털 신호에서 출발해 양자화, 표본화, 부호화를 거쳐 아날로그 신호로 끝나는 배열이다. 입출력 방향이 거꾸로이고 양자화가 표본화보다 앞서므로 옳지 않다.
  4. (마)-(라)-(나)-(다)-(가)는 입출력 방향이 거꾸로일 뿐 아니라 부호화가 양자화보다 앞서 있는 배열이다. PCM은 양자화를 한 뒤 부호화하므로 이 순서는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 아날로그 신호를 곧바로 부호로 바꾸는 순서에서 표본화가 빠진 것을 발견했다. 연속 신호는 가장 먼저 시간 축에서 잘라 내야 한다고 적고 그 자리에 라를 끼워 넣었다.
  2. 甲은 마이크 신호가 표본화되고 계단 값으로 정리된 뒤 비트 열로 바뀌는 흐름을 화살표로 그렸다. 가, 라, 다, 나, 마의 글자를 상자마다 차례로 붙이고 마지막 상자를 디지털 신호로 채웠다.
  3. 甲은 디지털 신호에서 출발해 양자화가 표본화보다 앞서는 배열을 그림으로 그려 보았다. 입력과 출력이 거꾸로이고 과정의 순서도 뒤집혀 있다는 것을 발견하고 후보에서 지웠다.
  4. 甲은 부호화가 양자화보다 먼저 나오는 배열을 차근히 살펴보았다. 값을 정해진 단계로 끊기 전에는 비트로 바꿀 수 없다는 점을 짚어 그 후보 옆에 커다란 가위표를 쳤다.

  PCM은 아날로그 신호를 표본화, 양자화, 부호화 순으로 거쳐 디지털 신호가 된다. 차례는 (가)-(라)-(다)-(나)-(마)이다.

• 70

  안테나에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 등방성 안테나의 지향성은 1보다 크다.
  2. 2. 다이폴(dipole) 안테나는 일반적으로 전방향성 빔 패턴을 갖는다.
  3. 3. 기하학적 모양에 따라 도선 안테나, 개구면 안테나, 평면형 안테나 등으로 분류된다.
  4. 4. 등방성 안테나로부터 수신되는 신호의 전력밀도는 이론적으로 안테나로부터 거리의 제곱에 반비례한다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 등방성 안테나는 모든 방향으로 똑같이 방사하는 기준 안테나라 지향성이 정의상 1이다. 1보다 크다는 설명은 사실이 아니므로 옳지 않다(정답).
  2. 다이폴 안테나는 도선에 수직인 평면에서 모든 방향으로 고르게 방사하는 전방향성 빔 패턴을 가진다. 일반적인 성질이므로 이 설명은 맞다.
  3. 안테나는 겉모양을 기준으로 선 모양의 도선 안테나, 구멍 모양의 개구면 안테나, 판 모양의 평면형 안테나 등으로 나눈다. 분류 기준이 사실과 같으므로 이 설명은 맞다.
  4. 등방성 안테나에서 나온 전력은 구면으로 퍼지므로 전력밀도가 거리의 제곱에 반비례한다. 이론에 맞는 설명이므로 이 설명은 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 등방성 안테나를 점광원처럼 그리고 모든 방향으로 방사 세기가 같다는 그림을 그렸다. 기준이 되는 안테나라 지향성이 1이라는 점을 그림 옆에 크게 적고 1보다 크다는 보기에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 다이폴 안테나의 방사 패턴을 위에서 내려다본 그림으로 찾아보았다. 원형으로 고르게 퍼지는 모양을 보고 전방향성이라는 낱말에 밑줄을 그은 뒤 공책에 옮겨 그렸다.
  3. 甲은 여러 안테나 사진을 모아 도선형, 개구면형, 평면형으로 묶은 분류표를 만들었다. 겉모양에 따른 분류라는 소제목을 붙이고 사진 밑에 이름을 하나씩 적어 교재 사이에 끼워 놓았다.
  4. 甲은 등방성 안테나에서 거리가 두 배가 되면 전력밀도가 4분의 1이 되는 계산을 해 보았다. 구의 표면적이 반지름 제곱에 비례하기 때문이라는 이유를 식 옆에 옮겨 적었다.

  등방성 안테나의 지향성은 정의상 1(0dBi)이다. 1보다 크다는 설명이 옳지 않다.

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• 71

  다음 주파수 값 중 가장 큰 것은?

  1. 1. 1 [THz]
  2. 2. 1 [GHz]
  3. 3. 1 [PHz]
  4. 4. 1 [MHz]

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 1THz는 10¹²Hz이다. 1PHz의 천분의 일에 해당하는 값이라 네 보기 가운데 가장 큰 값은 아니므로 옳지 않다.
  2. 1GHz는 10⁹Hz이다. 1PHz에 비하면 백만 분의 일에 불과한 값이라 네 보기 가운데 가장 큰 값이 아니므로 옳지 않다.
  3. 1PHz는 10¹⁵Hz로 페타는 테라의 천 배에 해당한다. 네 보기 가운데 지수가 가장 커서 가장 큰 값이므로 옳다(정답).
  4. 1MHz는 10⁶Hz이다. 네 보기 가운데 지수가 가장 작은 값에 속하므로 가장 큰 값이 될 수 없다. 이 보기는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 접두어 표를 펼쳐 테라가 10¹²이라는 것을 확인했다. 페타보다 세 자리 지수가 작아 가장 큰 값이 될 수 없다고 표 옆에 메모하고 이 후보를 후보 목록에서 지웠다.
  2. 甲은 와이파이가 쓰는 2.4GHz의 기가가 10⁹임을 되새기며 지수의 크기를 하나하나 견주어 보았다. 페타에 비하면 훨씬 작다는 것을 확인하고 이 후보를 지워 두었다.
  3. 甲은 네 값의 10의 지수만 늘어놓고 15, 12, 9, 6 가운데 가장 큰 15가 페타임을 확인했다. 정답 칸에 동그라미를 치고 그 옆에 지수를 크게 적어 놓았다.
  4. 甲은 AM 라디오 대역이 메가헤르츠 수준이라는 설명을 떠올리며 1MHz를 표에 적어 넣었다. 네 값 가운데 지수가 가장 작은 칸이라는 메모를 그 옆에 붙여 놓고 후보에서 뺐다.

  THz=10¹², GHz=10⁹, PHz=10¹⁵, MHz=10⁶이다. 1PHz가 가장 크다.

• 72

  20 [dB] 증폭된 신호전력이 2.4 [W]일 때, 증폭되기 전의 신호전력 [mW]은?

  1. 1. 1.2
  2. 2. 2.4
  3. 3. 12
  4. 4. 24

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 1.2mW는 2,400mW를 2,000으로 나눈 값이다. 20dB는 전력이 100배가 되는 값이므로 나눗수가 맞지 않아 옳지 않다.
  2. 2.4는 증폭 결과의 숫자만 그대로 가져오고 단위와 증폭률을 무시한 값이다. 2.4W는 2,400mW이고 20dB는 100배이므로 옳지 않다.
  3. 12mW는 2,400mW를 200으로 나눈 값이다. 20dB를 200배로 착각한 결과이며 실제는 100배이므로 옳지 않다.
  4. 20dB는 전력비로 100배이므로 증폭 전 신호전력은 2.4W를 100으로 나눈 0.024W, 곧 24mW이다. 와트와 밀리와트의 단위도 맞게 환산되므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 2.4W를 2,400mW로 바꾼 뒤 2,000으로 나눈 값이 1.2라는 것을 발견했다. 20dB는 2,000배가 아니라 100배라는 점을 옆에 고쳐 적어 주었다.
  2. 甲은 증폭기 사양서의 2.4라는 숫자를 그대로 답으로 적은 친구의 답안을 보았다. 단위가 W이고 증폭률이 100배라는 점을 짚어 주며 두 단계의 계산 과정을 차례로 알려 주었다.
  3. 甲은 20dB를 200배로 계산한 풀이를 찾아 2,400을 200으로 나누면 12가 나오는 것을 확인했다. 100배라는 사실과 어긋난다고 붉은 펜으로 그 줄에 밑줄을 그어 놓았다.
  4. 甲은 20dB를 열 배의 제곱인 100배로 바꾸고 2.4W를 100으로 나누어 0.024W를 구했다. 이 값을 밀리와트로 바꾸어 24라고 답란에 적고 동그라미를 쳐 두었다.

  20dB는 전력 100배이다. 증폭 후 2.4W=2,400mW를 100으로 나누면 증폭 전은 24mW이다.

• 73

  대역폭이 B [Hz]인 AWGN 채널을 통해 수신된 신호의 신호대 잡음비를 SNR 이라고 할 때, 이 전송 채널을 통해 오류 없이 수신될 수 있는 섀넌(Shannon)의 최대 채널 용량[bps]은?

  1. 1. B log_2 (1 + SNR)
  2. 2. {1 / B} log_2 (1 + SNR)
  3. 3. B log_2 (1 + {1 / SNR})
  4. 4. {1 / B} log_2 (1 + {1 / SNR})

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 채널 용량은 대역폭 B에 SNR로 정해지는 log₂(1+SNR)을 곱한 B·log₂(1+SNR)이다. 섀넌의 채널 용량 정리와 일치하므로 옳다(정답).
  2. 대역폭의 역수를 곱한 꼴은 bps 단위가 나오지 않고 대역폭이 커질수록 용량이 줄어드는 모순이 생긴다. 실제 용량은 대역폭에 비례하므로 옳지 않다.
  3. log 안에 1+1/SNR을 넣으면 SNR이 커질수록 용량이 작아지는 결과가 나온다. 신호가 강해지면 용량이 늘어야 하므로 옳지 않다.
  4. 대역폭의 역수를 곱하고 log 안에도 SNR의 역수를 넣은 꼴로 두 곳이 모두 틀렸다. 대역폭과 SNR 둘 다 커질수록 용량이 늘어야 하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 대역폭이 3kHz이고 SNR이 15인 전화선의 용량을 3,000에 log₂16을 곱해 계산했다. 12kbps라는 값을 얻고 식 옆에 크게 적어 놓고 밑줄을 그었다.
  2. 甲은 대역폭이 커지면 용량이 줄어드는 식이 이상하다고 느껴 그래프로 직접 그려 보았다. 용량은 대역폭에 비례해야 한다는 점을 확인하고 이 후보에 큼직하게 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 SNR을 올려 가며 1+1/SNR의 log 값이 오히려 줄어드는 표를 손으로 만들어 보았다. 신호가 강해질수록 용량이 줄어드는 모순을 찾고 그 후보를 지워 두었다.
  4. 甲은 대역폭의 역수와 SNR의 역수를 동시에 넣은 식의 단위를 따져 보았다. 두 곳이 모두 잘못되어 bps가 나오지 않는다는 점을 그 식 바로 옆에 빨간 글씨로 크게 남겼다.

  AWGN 채널의 섀넌 용량은 C=B·log₂(1+SNR)[bps]이다. 대역폭에 비례하고 SNR이 커지면 늘어난다.

• 74

  OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 단일 반송파 전송 방식보다 등화기 구조가 간단하다.
  2. 2. CP(cyclic prefix)의 길이가 길어질수록 심볼 전송률이 증가한다.
  3. 3. CP의 길이를 최대 지연 시간보다 길게 설정하면 부반송파들 간의 직교성이 깨지는 현상을 방지할 수 있다.
  4. 4. 심볼에 보호구간을 삽입하여 다중경로 채널에 의해 발생하는 인접 심볼 간 간섭 문제를 해결할 수 있다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. OFDM은 부반송파마다 협대역 채널로 볼 수 있어 단일 반송파 방식의 복잡한 등화기보다 구조가 간단하다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  2. CP는 실제 정보를 싣지 않는 보호구간이라 길어질수록 같은 시간에 보내는 유효 심볼이 줄어 전송률이 감소한다. 증가한다는 설명은 반대이므로 옳지 않다(정답).
  3. 지연이 가장 긴 경로가 들어와도 보호구간 안에서 끝나도록 CP를 그 지연보다 길게 두면 부반송파 직교성이 유지된다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. 심볼 앞에 보호구간을 삽입하면 다중경로 채널 때문에 생기는 인접 심볼 간 간섭을 줄일 수 있다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 단일 반송파 수신기에 필요한 복잡한 등화기와 OFDM의 주파수 영역 한 탭 등화기를 나란히 그렸다. OFDM 쪽 블록이 훨씬 간단한 것을 보고 그 옆에 메모했다.
  2. 甲은 CP를 심볼 길이의 4분의 1로 늘렸을 때 유효 전송 시간이 그만큼 줄어드는 계산을 해 보았다. CP를 늘릴수록 전송률이 낮아진다는 결론을 그래프 옆에 적어 넣었다.
  3. 甲은 지연 시간이 5μs인 채널에서 CP를 그보다 긴 6μs로 잡으면 직교성이 유지된다는 예를 그렸다. 반대로 CP가 그보다 짧으면 직교성이 깨진다고 옆에 함께 붙여 놓았다.
  4. 甲은 앞 심볼의 꼬리가 다음 심볼 앞부분을 침범하는 그림을 그렸다. 보호구간을 끼워 넣어 침범이 보호구간 안에서 끝나게 하는 모습으로 그림을 다시 고쳐 그려 두었다.

  OFDM에서 CP는 보호구간이라 길어질수록 심볼 전송률이 줄어든다. 늘어난다는 설명이 옳지 않다.

• 75

  다음 설명에 해당하는 소규모 페이딩은?

  이동국이 기지국으로부터 수신하는 신호의 심볼 주기(symbol period)가 이동통신 채널의 지연확산(delay spread)보다 매우 작고, 이동국의 코히런스 시간(coherence time)보다 매우 크다.

  1. 1. 주파수 선택적 빠른 페이딩
  2. 2. 주파수 선택적 느린 페이딩
  3. 3. 주파수 비선택적 빠른 페이딩
  4. 4. 주파수 비선택적 느린 페이딩

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 심볼 주기가 지연확산보다 매우 작다는 것은 신호 대역폭이 코히런스 대역폭을 넘어 주파수 선택적이라는 뜻이다. 심볼 주기가 코히런스 시간보다 크면 빠른 페이딩이므로 옳다(정답).
  2. 주파수 선택적이라는 앞부분은 맞지만 심볼 주기가 코히런스 시간보다 매우 크다면 채널이 심볼 안에서 변하는 빠른 페이딩이다. 느린 페이딩이라는 뒷부분이 틀리므로 옳지 않다.
  3. 심볼 주기가 지연확산보다 훨씬 작으면 주파수 비선택적이 아니라 선택적이다. 비선택적이라는 앞부분이 틀리므로 이 보기는 옳지 않다.
  4. 주파수 비선택적이라는 앞부분과 느린 페이딩이라는 뒷부분이 모두 조건과 반대이다. 심볼 주기가 지연확산보다 작고 코히런스 시간보다 크므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 심볼 주기와 지연확산의 크기를 수직선 위에 나란히 놓고 비교했다. 지연확산이 훨씬 크다는 점에서 선택적이라 쓰고 코히런스 시간과도 견주어 빠르다고 적어 넣었다.
  2. 甲은 채널이 한 심볼이 지나는 사이에 여러 번 바뀌는 모습을 그림으로 그렸다. 그래서 느린 페이딩이라는 표현을 빼고 빠른 페이딩으로 고쳐 후보 옆에 다시 옮겨 적었다.
  3. 甲은 지연확산이 심볼 주기보다 훨씬 커서 신호 스펙트럼의 일부만 꺼지는 모습을 그림으로 그렸다. 비선택적이라는 후보를 지우고 그 자리에 선택적이라고 다시 적어 넣었다.
  4. 甲은 네 후보 가운데 앞뒤가 모두 문항의 조건과 반대인 배열을 찾아냈다. 비선택적과 느린이 함께 나온 것을 표시하고 두 곳이 모두 뒤집혀 있다고 후보 바로 옆에 자세히 남겼다.

  심볼 주기가 지연확산보다 훨씬 작으면 주파수 선택적이고, 코히런스 시간보다 훨씬 크면 빠른 페이딩이다. 조합은 주파수 선택적 빠른 페이딩이다.

• 76

  정지궤도 위성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 궤도 경사각이 0 °이다.
  2. 2. 도플러 천이 특성이 거의 나타나지 않는다.
  3. 3. 지표면으로부터 약 36,000 [km]의 고도에서 운용된다.
  4. 4. 극지방에서는 앙각이 커서 수신 신호의 품질이 좋아진다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 정지궤도는 적도면 바로 위에 놓여 있으므로 궤도 경사각이 0도이다. 궤도의 정의에 맞는 설명이므로 이 보기는 사실에 맞아서 맞다.
  2. 정지궤도 위성은 지구 자전과 같은 각속도로 돌아 지상에서는 멈춘 것처럼 보이므로 도플러 천이가 거의 없다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  3. 정지궤도는 지표에서 약 35,786km, 곧 약 36,000km의 고도에서 운용된다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. 정지궤도 위성은 적도 상공에 있어 극지방에서는 앙각이 매우 낮거나 아예 보이지 않아 수신 품질이 나빠진다. 앙각이 커서 좋아진다는 설명은 반대이므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 지구본에 적도선을 그리고 정지궤도 위성이 그 선 바로 위 상공에만 놓인다고 표시했다. 그래서 궤도면의 기울기가 0도라는 설명을 그림 옆에 크게 적고 밑줄을 그어 두었다.
  2. 甲은 정지궤도 위성이 지구 자전 속도로 함께 돌아 지상 안테나가 고정된 방향을 향하는 그림을 그렸다. 상대 속도가 없으니 주파수 이동도 없다는 설명을 그림 옆에 붙여 놓았다.
  3. 甲은 지구 반지름과 위성 궤도 반지름을 그려 놓고 고도 차이를 계산해 약 36,000km가 나오는 것을 확인했다. 이 값을 궤도별 고도표에 옮겨 적고 밑줄을 그어 두었다.
  4. 甲은 북극 부근에서 적도 위 위성을 올려다보는 각도를 그림으로 그려 보았다. 하늘 낮은 곳에 겨우 걸리는 것을 보고 앙각이 크다는 문장에 커다란 가위표를 쳐 두었다.

  정지궤도 위성은 적도 상공 약 36,000km에서 지구와 같이 돌아 위치가 고정된다. 극지방은 앙각이 낮아 품질이 나빠진다.

• 77

  자유공간에서 이상적인 두 개의 등방성 안테나 사이의 거리가 1.25 [km]이고 전파의 주파수가 1 [GHz]일 때, 경로손실[dB]은? (단, π ＝ 3.0, log5 ＝ 0.7, 전파의 속도는 3 × 108 [ m/s ]이다)

  1. 1. 92
  2. 2. 94
  3. 3. 96
  4. 4. 98

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 92dB이 나오려면 4πd/λ가 약 4만이어야 한다. 이 문항에서는 그 값이 5만으로 계산되므로 92dB는 옳지 않다.
  2. 파장은 3×10⁸/10⁹=0.3m이고 4πd/λ는 12×1,250/0.3=50,000이므로 경로손실은 20×log(5×10⁴)=20×(0.7+4)=94dB이다. 계산이 맞으므로 옳다(정답).
  3. 96dB이 나오려면 4πd/λ가 약 6만 3천이어야 한다. 문항의 조건으로는 5만이 나오는 것이므로 96dB는 옳지 않다.
  4. 98dB이 나오려면 4πd/λ가 약 8만이어야 한다. 문항의 조건으로는 5만이 나오는 것이므로 98dB는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 4πd/λ를 5만이 아닌 4만으로 잘못 계산한 풀이를 보았다. 그 값이 92dB에 해당한다는 것을 확인하고 원래 값인 5만으로 바로잡아 그 옆에 다시 적어 주었다.
  2. 甲은 파장 0.3m와 거리 1,250m를 넣어 4πd/λ가 5만임을 얻고 상용로그를 취했다. log5가 0.7이라는 값을 써서 94dB를 얻고 그 값을 답란에 옮겨 적었다.
  3. 甲은 96dB이 되려면 값이 얼마여야 하는지 거꾸로 셈해 6만 3천쯤이라는 결과를 얻었다. 문항의 5만과 다르다고 이 후보를 지우고 그 옆에 역산 식을 붙여 놓았다.
  4. 甲은 98dB에 대응하는 4πd/λ를 계산해 약 8만이 나온다는 것을 확인했다. 문항의 조건과 자릿수부터 다르다고 판단해 표의 그 칸에 별표를 붙여 두고 후보에서 뺐다.

  자유공간 경로손실은 20log(4πd/λ)이다. λ=0.3m, 4π=12, d=1,250m이면 20log(5×10⁴)=20×4.7=94dB이다.

• 78

  위성통신 시스템의 주파수 대역에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. 주파수는 Ku 밴드가 Ka 밴드보다 높다.
  2. 2. 가용 주파수 대역폭은 L 밴드가 Ku 밴드보다 넓다.
  3. 3. 대기권이나 전리층을 통과할 수 있는 대역의 주파수를 사용한다.
  4. 4. 일반적으로 상향 링크보다 하향 링크에 더 높은 주파수 대역을 할당한다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. Ku 밴드는 약 12~18GHz이고 Ka 밴드는 약 26~40GHz이다. Ka 밴드가 더 높으므로 Ku가 Ka보다 높다는 설명은 옳지 않다.
  2. L 밴드는 약 1~2GHz로 폭이 좁고 Ku 밴드는 그보다 훨씬 넓은 대역폭을 쓸 수 있다. L이 Ku보다 넓다는 설명은 반대이므로 옳지 않다.
  3. 위성통신은 전리층에서 반사되거나 대기에 심하게 흡수되지 않고 통과할 수 있는 마이크로파 이상의 주파수를 쓴다. 이 설명은 사실에 맞으므로 옳다(정답).
  4. 위성통신에서는 상향 링크에 하향 링크보다 높은 주파수를 할당하는 것이 일반적이다. 하향에 더 높은 대역을 준다는 설명은 반대이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 Ku와 Ka 밴드의 주파수 범위를 표로 만들어 두 구간을 나란히 견주었다. Ka가 더 높은 대역이라는 점을 확인하고 Ku가 높다는 문장에 가위표를 쳐 두고 이유를 적었다.
  2. 甲은 L 밴드와 Ku 밴드의 가용 폭을 적은 위성 사업자 자료를 찾아 견주어 보았다. 높은 대역일수록 더 넓은 폭을 쓸 수 있다는 결과를 붉은 글씨로 그 옆에 표시해 두었다.
  3. 甲은 지구국에서 위성으로 가는 전파가 전리층을 통과해 나가는 모습을 그림으로 그렸다. 반사되어 돌아오는 대역은 위성통신에 쓸 수 없다는 주석을 그림 옆에 달아 두었다.
  4. 甲은 위성 주파수 배정표에서 상향이 6GHz, 하향이 4GHz인 C 밴드 예를 찾아보았다. 상향이 더 높다는 점을 확인하고 그 문장 옆에 동그라미로 표시한 뒤 정리했다.

  위성통신은 대기와 전리층을 통과할 수 있는 마이크로파 대역을 쓴다. 상향 링크가 하향 링크보다 높은 주파수를 쓰는 것이 일반적이다.

• 79

  레이더에서 발사된 펄스가 발사 직후부터 목표물에 반사되어 돌아오기까지 300 [ μ s ]의 시간이 걸렸을 때, 레이더에서 목표물까지의 거리 [km]는? (단, 전파의 속도는 3 × 108 [ m/s ]이다)

  1. 1. 15
  2. 2. 30
  3. 3. 45
  4. 4. 60

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 15km는 왕복 거리를 6으로 나눈 값에 해당한다. 왕복 시간이 300μs이면 편도는 절반이므로 계산이 맞지 않아 옳지 않다.
  2. 30km는 왕복 거리 90km의 3분의 1에 해당한다. 나눗수가 2가 아니어서 왕복 시간의 절반 원칙과 어긋나므로 옳지 않다.
  3. 펄스가 왕복하는 데 300μs가 걸렸으므로 총 이동 거리는 3×10⁸×300×10⁻⁶=90km이고 표적까지는 그 절반인 45km이다. 계산이 맞으므로 옳다(정답).
  4. 60km는 왕복 거리 90km의 3분의 2에 해당하는 값이다. 왕복 시간을 절반으로 나누는 원칙에 어긋나므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 90km를 6으로 나누어 15를 얻은 친구의 풀이를 발견했다. 왕복 시간은 2로만 나눠야 한다는 점을 짚어 주고 그 줄에 붉은 밑줄을 그은 뒤 바른 식을 적어 두었다.
  2. 甲은 표적이 30km에 있다면 왕복 시간이 얼마가 되는지 거꾸로 셈해 보았다. 200μs가 나와 문항의 300μs와 다르다는 점을 확인하고 그 옆에 계산식을 적어 두었다.
  3. 甲은 300μs에 광속을 곱해 90km라는 왕복 거리를 얻고 이를 절반으로 줄였다. 45km를 답란에 적고 그림에 화살표 두 개로 왕복 표시를 넣은 뒤 밑줄을 그어 두었다.
  4. 甲은 60km 표적에서는 왕복 시간이 400μs가 된다는 것을 계산해 보았다. 문항의 시간과 맞지 않아 후보에서 지우고 그 이유를 옆에 자세히 적어 두고 다음 문항으로 넘어갔다.

  레이더 거리는 c·t/2이다. 왕복 300μs이면 3×10⁸×300×10⁻⁶/2=45km이다.

• 80

  GPS(global positioning system)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. GNSS(global navigation satellite system)의 일종이다.
  2. 2. GPS 위성과 수신기 사이의 전파시간으로부터 거리를 결정한다.
  3. 3. 지상으로부터 약 20,000 [km] 높이의 중궤도 위성으로 구성된다.
  4. 4. GPS 수신기는 2개의 위성 신호만으로 지구상에서 자신의 위치를 파악할 수 있다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. GPS는 GNSS, 곧 범지구 위성항법 시스템 가운데 하나에 속한다. 이 정의에 맞는 설명이라서 이 보기는 사실에 맞아 맞다.
  2. GPS 수신기는 위성에서 온 전파의 도달 시간에 광속을 곱해 위성까지의 거리를 정한다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  3. GPS 위성은 지상 약 20,000km 고도의 중궤도에서 돌고 있다. 실제 운용 고도와 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. 두 개의 위성 신호만으로는 위치가 원 위의 여러 점으로 남고 시계 오차도 알 수 없다. 3차원 위치와 시간 오차를 풀려면 최소 네 개가 필요하므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 GPS, 갈릴레오, 글로나스 같은 이름을 GNSS 아래에 묶어 계통도로 그렸다. 위성항법 체계의 한 종류라는 문구를 GPS 옆에 적어 넣고 그 문구에 밑줄을 그었다.
  2. 甲은 위성 신호가 도착하는 데 걸린 시간에 광속을 곱해 위성까지 거리를 구하는 식을 썼다. 수신기가 각 위성까지의 거리를 이렇게 정한다고 그 식 옆에 정리해 두었다.
  3. 甲은 위성 고도가 지상 약 2만 km라는 표를 찾아 궤도 분류표에 옮겨 적었다. 중궤도에 속한다는 점을 확인하고 그 칸에 밑줄을 그은 뒤 옆에 궤도 이름도 함께 달았다.
  4. 甲은 구 두 개가 교차해도 원이 남는 그림을 그려 위성 두 개로는 위치가 하나로 정해지지 않음을 확인했다. 네 개가 필요하다는 결론을 그림 아래에 또렷이 적어 두었다.

  GPS는 최소 4개의 위성 신호로 3차원 위치와 시계 오차를 구한다. 2개만으로 위치를 파악한다는 설명이 옳지 않다.

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• 81

  푸리에 변환에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. sinc 함수의 푸리에 변환은 사각파 함수 모양을 갖는다.
  2. 2. 임펄스 함수 δ (t) 의 푸리에 변환은 1이다.
  3. 3. 코사인 함수의 푸리에 변환은 사인 함수 모양을 갖는다.
  4. 4. 주기 임펄스 함수의 푸리에 변환은 주기 임펄스 함수 모양을 갖는다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 시간 영역의 sinc 함수를 푸리에 변환하면 주파수 영역에서 폭이 일정한 사각파 모양이 된다. 사각 펄스와 sinc가 서로 짝을 이루는 변환쌍이므로 이 설명은 맞다.
  2. 임펄스 함수 δ(t)를 푸리에 변환하면 모든 주파수에서 크기가 1인 값이 나온다. 표준 변환쌍에 그대로 나오는 결과이므로 이 설명은 맞다.
  3. 코사인 함수의 푸리에 변환은 +f₀와 −f₀ 두 자리에 세워진 임펄스 한 쌍이다. 사인 함수 모양이 된다는 설명은 사실과 다르므로 옳지 않다(정답).
  4. 주기 임펄스열을 푸리에 변환하면 주파수 영역에서도 간격이 일정한 임펄스열이 된다. 시간 간격과 주파수 간격이 서로 반비례하는 관계이므로 이 설명은 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 사각 펄스를 푸리에 변환하면 sinc가 되고 sinc를 변환하면 다시 사각 펄스가 되는 변환쌍 표를 공책에 옮겨 그렸다. 두 함수가 서로 짝이라는 점을 표 위에 크게 적고 첫째 보기에 표시를 해 두었다.
  2. 甲은 순간적으로 나타났다 사라지는 임펄스 파형을 주파수 영역으로 옮기면 모든 주파수가 똑같이 들어 있다는 그림을 살펴보았다. 크기가 1인 평평한 스펙트럼을 그려 넣고 그 아래에 이유를 한 줄로 적었다.
  3. 甲은 정현파 하나를 스펙트럼 분석기로 보면 양쪽에 뾰족한 선 두 개만 나타나는 것을 화면으로 확인했다. 그 두 선이 코사인의 변환이라는 점을 짚고 사인 함수 모양이라는 문장에 가위표를 쳤다.
  4. 甲은 일정한 간격으로 늘어선 임펄스열을 그리고 그 스펙트럼도 같은 꼴의 임펄스열이 됨을 옆에 그려 넣었다. 시간 간격이 넓어지면 주파수 간격이 좁아지는 관계도 함께 화살표로 표시했다.

  코사인 함수의 푸리에 변환은 ±f₀ 위치에 놓인 두 개의 임펄스이지 사인 함수 모양이 아니다. 나머지 세 설명은 변환쌍 표와 일치한다.

• 82

  동일한 기저대역 정보신호를 아날로그 변조할 때 변조된 신호의 대역폭이 가장 좁은 방식은?

  1. 1. DSB-SC(double sideband-suppressed carrier)
  2. 2. DSB-TC(double sideband-transmitted carrier)
  3. 3. SSB(single sideband)
  4. 4. 협대역 FM(narrow band frequency modulation)

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. DSB-SC는 반송파를 없앴어도 상측파대와 하측파대를 모두 보내므로 대역폭이 메시지의 두 배인 2B이다. 가장 좁은 방식은 아니므로 옳지 않다.
  2. DSB-TC는 반송파와 양쪽 측파대를 함께 보내므로 대역폭이 2B이다. 반송파 성분까지 실려 오히려 DSB-SC보다 전력을 더 쓰고 폭도 좁지 않으므로 옳지 않다.
  3. SSB는 상측파대와 하측파대 가운데 한쪽만 내보내므로 대역폭이 메시지 대역폭 B와 같은 수준이다. 네 방식 가운데 가장 좁으므로 옳다(정답).
  4. 협대역 FM은 변조지수가 작아도 카슨의 법칙에 따라 대체로 2B 정도를 차지한다. SSB의 대역폭보다 넓으므로 가장 좁은 방식으로는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 라디오 스펙트럼 그림에서 반송파를 지우고 좌우 측파대만 남긴 DSB-SC의 폭을 자로 재어 보았다. 메시지 폭의 두 배가 되는 것을 확인하고 후보에서 빼 두었다.
  2. 甲은 AM 방송 스펙트럼에서 가운데 반송파와 좌우 측파대가 모두 그려진 그림을 찾아보았다. 폭이 메시지의 두 배라는 점을 확인해 DSB-TC 항목 옆에 2B라고 적었다.
  3. 甲은 한쪽 측파대만 남기는 SSB 스펙트럼의 폭을 재어 메시지 폭 B와 같다는 것을 확인했다. 다른 방식보다 절반 수준이라는 점을 표 위에 크게 적고 동그라미를 쳤다.
  4. 甲은 변조지수가 작은 협대역 FM의 스펙트럼도 카슨의 법칙으로 계산해 보았다. 폭이 메시지의 두 배쯤 나오는 것을 보고 SSB보다 넓다는 메모를 그 옆에 남겨 두었다.

  같은 정보신호라면 SSB의 대역폭이 메시지 대역폭 B로 가장 좁다. DSB-SC, DSB-TC, 협대역 FM은 모두 약 2B가 필요하다.

• 83

  마이크로파에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 비, 눈, 안개 등 기상조건에 따라 감쇠될 수 있다.
  2. 2. 단파에 비하여 고지향성을 갖는 안테나의 소형화에 유리하다.
  3. 3. 마이크로파 응용 분야로는 위성통신, 레이더 등이 있다.
  4. 4. 자유공간 경로 손실은 주파수가 낮을수록 증가하는 경향이 있다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 마이크로파는 비, 눈, 안개 속의 물방울에 흡수되고 산란되어 기상 조건에 따라 감쇠될 수 있다. 특히 주파수가 높을수록 심하므로 이 설명은 맞다.
  2. 마이크로파는 파장이 짧아 같은 이득을 얻는 데 필요한 안테나 크기가 작아지므로 단파보다 고지향성 안테나를 작게 만들기 유리하다. 이 설명은 사실에 맞다.
  3. 위성통신, 레이더, 전자레인지 가열 등이 대표적인 마이크로파 응용 분야이다. 실제 이용 분야를 정확히 든 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. 자유공간 경로손실은 파장의 제곱에 반비례하므로 주파수가 높을수록 커지는 경향이 있다. 낮을수록 증가한다는 설명은 방향이 반대이므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 집중호우 때 위성방송 화면이 끊기는 사례를 알아보고 빗방울이 전파를 흡수하고 흩는다는 설명을 찾았다. 기상에 따른 감쇠라는 소제목을 붙이고 그 내용을 메모장에 옮겨 적었다.
  2. 甲은 파장 10m 단파 안테나와 파장 3cm 위성 접시가 사진으로 나란히 놓인 자료를 보았다. 접시가 훨씬 작은 것을 보고 마이크로파는 고지향성 안테나를 작게 만들기에 유리하다고 표에 적어 두었다.
  3. 甲은 위성 접시 안테나와 공항의 기상 레이더 사진을 나란히 놓고 마이크로파가 쓰이는 곳을 찾아보았다. 두 분야가 모두 마이크로파 응용이라는 설명을 사진 밑에 달아 두었다.
  4. 甲은 같은 거리에서 900MHz와 5GHz의 경로손실을 계산해 표로 견주어 보았다. 주파수가 높은 쪽 손실이 크다는 결과를 얻고 낮을수록 증가한다는 문장에 가위표를 쳤다.

  자유공간 경로손실은 (4πd/λ)²이라 주파수가 높을수록 커진다. 낮을수록 증가한다는 설명이 옳지 않다.

• 84

  신호의 전력이 10 [dB] 증가한다는 의미는?

  1. 1. 신호의 전력이 변함없다.
  2. 2. 신호의 전력이 2배가 된다.
  3. 3. 신호의 전력이 5배가 된다.
  4. 4. 신호의 전력이 10배가 된다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 신호의 전력이 변함없다는 것은 전력비가 1, 곧 0dB인 경우이다. 10dB 증가는 그런 변화가 아니므로 이 보기는 옳지 않다.
  2. 전력이 2배가 되는 것은 약 3dB가 늘어난 경우이다. 10dB 증가는 그보다 훨씬 큰 변화이므로 이 보기는 옳지 않다.
  3. 전력이 5배가 되는 것은 약 7dB가 늘어난 경우이다. 10dB는 이보다 더 큰 변화에 해당하므로 이 보기는 옳지 않다.
  4. 데시벨은 전력비의 상용로그에 10을 곱한 값이므로 10dB는 10의 1제곱, 곧 전력이 10배가 되었다는 뜻이다. 정의 그대로의 해석이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 증폭기 입력과 출력의 전력이 같은 경우를 계산하고 전력비 1이 0dB라는 점을 확인했다. 10dB 증가와는 전혀 다른 상황이라는 것을 표의 첫 줄에 적어 두었다.
  2. 甲은 전력이 정확히 2배가 되는 증폭기의 이득을 10log2로 계산해 약 3dB를 얻었다. 문항의 10dB보다 훨씬 작다는 점을 확인하고 이 후보에 커다란 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 전력이 5배가 되는 경우의 데시벨 값을 계산기에 넣어 약 7dB가 나오는 것을 확인했다. 문항이 말하는 10dB가 아니라는 점을 표에 적고 이 후보를 지워 두었다.
  4. 甲은 10dB를 식에 넣어 10의 10분의 10제곱을 계산해 정확히 10배라는 결과를 얻었다. 전력비 10이라는 값을 답란에 적고 그 값에 밑줄을 그은 뒤 동그라미를 쳤다.

  10dB는 전력비 10배이다. 3dB는 약 2배, 10dB는 10배, 20dB는 100배로 기억한다.

• 85

  다음 중 전리층에서 반사되는 특성을 이용하는 통신에 가장 적합한 주파수 대역은?

  1. 1. HF(high frequency)
  2. 2. VHF(very high frequency)
  3. 3. UHF(ultra high frequency)
  4. 4. SHF(super high frequency)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. HF는 3~30MHz 대역으로 전리층에서 반사되는 성질이 있어 지구 반대편까지도 통신할 수 있다. 전리층 반사를 이용한 통신에 가장 알맞으므로 옳다(정답).
  2. VHF는 30~300MHz 대역으로 전리층을 그대로 뚫고 나가는 성질이 강하다. 주로 가시거리 통신에 쓰이므로 전리층 반사를 이용하는 통신에는 옳지 않다.
  3. UHF는 300MHz~3GHz 대역으로 전리층을 통과해 버린다. 이동통신과 방송처럼 직진 성질을 이용하므로 전리층 반사 통신에는 옳지 않다.
  4. SHF는 3~30GHz 대역으로 전리층을 통과하는 성질이 더 강해 위성통신과 마이크로파 중계에 쓰인다. 전리층 반사 통신에는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 단파 라디오로 밤에 멀리 외국 방송이 잡히는 이유를 조사했다. 전리층이 단파를 땅으로 되돌려 보낸다는 설명을 찾아 그림으로 그려 넣고 공책에 또렷하게 옮겨 적었다.
  2. 甲은 FM 라디오와 TV 방송이 가시거리 안에서만 잘 잡히는 이유를 알아보았다. VHF 대역이 전리층을 뚫고 나간다는 설명을 읽고 그림 옆에 화살표로 뚜렷하게 표시했다.
  3. 甲은 휴대전화 기지국 전파가 전리층까지 올라가지 않고 가까운 범위에서 쓰이는 사실을 알아보았다. UHF가 전리층을 그대로 통과한다는 문장에 밑줄을 긋고 이유를 옆에 적었다.
  4. 甲은 위성방송 전파가 전리층을 통과해 우주 공간의 위성과 지상 안테나를 잇는다는 설명을 보았다. SHF 대역이 그 통과 성질을 이용한다는 문구를 그림 아래에 적어 넣었다.

  전리층은 대략 30MHz 이하의 HF(단파) 대역을 반사하여 원거리 통신에 쓴다. VHF 이상은 전리층을 그대로 통과한다.

• 86

  잔류대역폭이 메시지 대역폭의 25 %인 VSB(vestigial sideband) 변조 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 측파대 성형필터(VSB-shaping filter)를 사용한다.
  2. 2. 직류성분이 없을 때만 사용이 가능하다.
  3. 3. DSB 방식보다 더 좁은 대역폭이 사용된다.
  4. 4. 텔레비전 신호를 전송하기에 알맞다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. VSB는 한쪽 측파대를 거의 그대로 두고 다른 쪽은 일부만 남기도록 측파대 성형필터로 다듬는다. 필터를 쓴다는 설명은 사실에 맞으므로 이 보기는 맞다.
  2. VSB는 직류나 아주 낮은 주파수 성분이 있는 신호에도 위상 왜곡 없이 쓸 수 있어서 TV 영상 신호에 쓰인다. 직류성분이 없을 때만 가능하다는 설명은 사실과 다르므로 옳지 않다(정답).
  3. VSB는 한쪽 측파대와 다른 쪽의 일부만 보내므로 양쪽을 모두 보내는 DSB보다 대역폭이 좁다. 이 설명은 사실에 맞으므로 이 보기는 맞다.
  4. VSB는 SSB에 가까운 좁은 대역이면서 저주파 성분도 처리할 수 있어 텔레비전 영상 신호를 전송하기에 알맞다. 이 설명은 사실에 맞으므로 이 보기는 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 VSB 송신기 블록도에서 변조기 뒤에 놓인 필터의 이름이 측파대 성형필터라는 것을 확인했다. 한쪽 측파대를 깎는 모양의 주파수 응답 그림을 그 옆에 그려 보았다.
  2. 甲은 TV 영상 신호가 직류에 가까운 느린 변화를 많이 포함한다는 설명을 읽었다. 그래서 직류가 없을 때만 쓴다는 말이 이상하다고 보고 그 문장에 별표를 붙여 두었다.
  3. 甲은 DSB와 VSB의 스펙트럼을 방안지에 겹쳐 그린 뒤 두 신호의 폭을 자로 재어 보았다. VSB 쪽이 더 좁다는 결과를 옆에 적고 그 폭 차이를 화살표로 표시해 두었다.
  4. 甲은 아날로그 TV 방송이 VSB를 쓰는 까닭을 인터넷 자료에서 찾아보았다. 대역이 좁고 저주파 영상 성분도 다룰 수 있다는 장점을 두 줄로 정리해 공책에 옮겨 적었다.

  VSB는 DSB보다 좁은 대역을 쓰고 직류와 저주파가 많은 TV 영상 신호에도 알맞다. 직류성분이 없을 때만 쓸 수 있다는 설명이 옳지 않다.

• 87

  정보신호 m(t) 를 반송파 신호 cos(2 π f_c t) 를 이용하여 DSB-SC 변조한 신호의 푸리에 변환을 바르게 나타낸 것은? (단, m(t) 의 푸리에 변환이 M (f) 이다)

  1. 1. {1 / 2} [M (f-f_c) + M (f + f_c)]
  2. 2. {1 / 2} M (f)
  3. 3. M (f)
  4. 4. {1 / 2} [M (f-f_c) + M (f + f_c)] ＋ {1 / 2} M (f)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. cos를 곱하면 주파수 영역에서 M(f)가 +f_c와 −f_c로 옮겨지고 진폭이 각각 절반이 된다. 그 결과 ½[M(f−f_c)+M(f+f_c)]가 되므로 옳다(정답).
  2. ½M(f)는 f_c 쪽으로 옮기지 않고 기저대역에 그대로 두고 크기만 절반으로 줄인 꼴이다. 변조는 스펙트럼을 반송파 주파수 부근으로 옮기므로 옳지 않다.
  3. M(f)는 곱하기 전 신호의 스펙트럼 그대로이다. 반송파와 곱했다면 스펙트럼이 주파수 축에서 이동해야 하므로 변조 결과로는 옳지 않다.
  4. 이동한 항에 ½M(f)까지 더한 꼴은 기저대역 성분이 남아 있는 스펙트럼이다. DSB-SC는 반송파를 곱한 항만 남으므로 이 식은 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 메시지 스펙트럼 삼각형을 그린 뒤 반송파를 곱하면 그 삼각형이 양쪽 f_c 자리로 복사되고 높이가 절반이 되는 그림을 그렸다. 이 그림이 식 ½[M(f−f_c)+M(f+f_c)]에 해당한다고 옆에 적었다.
  2. 甲은 원래 스펙트럼을 그 자리에 두고 높이만 절반으로 줄인 그림을 그려 보았다. 이동이 일어나지 않았으니 변조 결과가 아니라고 판단해 그림에 커다랗게 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 곱하기 전 스펙트럼 M(f)를 그려 놓고 변조 후 그림과 나란히 견주었다. 변조 후에는 스펙트럼이 옮겨졌으므로 M(f) 자체는 정답이 될 수 없다고 옆에 적었다.
  4. 甲은 이동한 두 삼각형 사이에 원래 기저대역 삼각형까지 함께 그려 넣은 그림을 살펴보았다. 반송파를 곱했을 때는 가운데 성분이 사라진다는 점을 확인하고 그 그림을 지웠다.

  m(t)에 cos(2πf_c t)를 곱하면 스펙트럼이 ±f_c만큼 옮겨져 크기가 절반이 된다. 결과는 ½[M(f−f_c)+M(f+f_c)]이다.

• 88

  펄스파 레이더의 거리 분해능에 영향을 주는 핵심 요소는?

  1. 1. 송신 파형의 펄스폭
  2. 2. 송신 신호의 전력
  3. 3. 송신 안테나 이득
  4. 4. 송신 펄스 반복 주파수

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 두 표적의 반사 펄스가 겹치지 않으려면 펄스가 짧아야 하며 거리 분해능이 c·τ/2로 정해진다. 펄스폭이 핵심 요소이므로 옳다(정답).
  2. 송신 신호의 전력은 표적을 얼마나 멀리서 탐지할 수 있는지에 영향을 준다. 두 표적을 구분하는 분해능과는 관계가 적으므로 옳지 않다.
  3. 송신 안테나 이득은 빔을 좁혀 탐지거리와 방위 분해능을 좌우한다. 거리 분해능을 정하는 핵심 요소는 아니므로 옳지 않다.
  4. 펄스 반복 주파수는 한 번에 명확하게 잴 수 있는 최대 거리에 영향을 준다. 거리 분해능을 좌우하는 요소는 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 펄스폭이 1μs와 0.1μs일 때 반사파가 서로 구분되는 최소 거리 차이를 계산해 보았다. 150m와 15m가 나오는 것을 보고 펄스가 짧을수록 분해능이 좋다고 적어 두었다.
  2. 甲은 레이더 출력을 두 배로 올렸을 때 무엇이 좋아지는지 조사했다. 멀리 있는 표적이 잡히지만 가까운 두 표적의 구분 능력은 그대로라는 점을 확인하고 표에 옮겨 적었다.
  3. 甲은 안테나 이득을 키우면 빔이 좁아져 방위각 구분이 좋아진다는 설명을 읽었다. 이것은 거리 분해능과는 다른 이야기라고 노트 여백에 나눠서 따로 정리해 두고 밑줄을 그었다.
  4. 甲은 펄스 반복 주파수를 높이면 최대 명확 거리가 줄어든다는 계산을 해 보았다. 이는 분해능이 아니라 거리 모호성과 관련된 문제라고 표시하고 이 후보를 지워 두었다.

  펄스 레이더의 거리 분해능은 c·τ/2이다. 송신 펄스폭 τ가 짧을수록 가까운 두 표적을 더 잘 구분한다.

• 89

  안테나 성능을 나타내는 지표로 적합하지 않은 것은?

  1. 1. 이득
  2. 2. 효율
  3. 3. 지향성
  4. 4. 선형성

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 이득은 등방성 안테나에 견준 방사 능력의 크기를 나타내는 대표적인 안테나 성능 지표이다. 안테나 지표로 적절하므로 이 보기는 적절하다.
  2. 효율은 안테나에 들어온 전력 가운데 실제로 방사되는 비율을 나타내는 성능 지표이다. 안테나 지표로 적절하므로 이 보기는 적절하다.
  3. 지향성은 방사하는 에너지가 특정 방향으로 얼마나 집중되는지 나타내는 지표이다. 안테나 성능을 설명할 때 쓰는 지표이므로 이 보기는 적절하다.
  4. 선형성은 입력과 출력이 비례하는 정도로 증폭기나 혼합기 같은 능동 소자의 성능을 나타내는 지표이다. 안테나 자체의 성능 지표로는 적절하지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 안테나 카탈로그의 규격표에서 이득이 몇 dBi인지 적힌 칸을 찾아 밑줄을 그었다. 이 값이 안테나의 방사 능력을 나타내는 대표적인 지표라고 표 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 안테나에 넣은 전력과 실제로 방사된 전력의 비를 재는 실험 결과표를 꼼꼼히 살펴보았다. 그 비율이 효율이라는 점을 확인하고 옆에 퍼센트 값도 함께 옮겨 적어 두었다.
  3. 甲은 안테나 방사 패턴 그림에서 한 방향으로 길게 뻗은 빔을 찾았다. 에너지가 얼마나 한쪽으로 모이는지를 나타내는 것이 지향성이라는 설명을 그림 옆에 나란히 붙여 놓았다.
  4. 甲은 증폭기 사양서에 선형성이 입력 대비 출력의 비례 정도로 적힌 것을 확인했다. 안테나 규격표에는 이 항목이 없음을 발견하고 안테나 지표에서 뺀다는 메모를 달았다.

  안테나 성능 지표는 이득, 효율, 지향성, 대역폭, 편파 등이다. 선형성은 증폭기 같은 능동 소자의 특성이라 안테나 지표로는 적절하지 않다.

• 90

  신호 cos (16,000 πt ) ＋ sin (4,000 πt ＋ π )를 Nyquist 표본화율로 t ＝ 0 [ s ]에서 시작하여 표본화한다. 초당 16,000 [byte]로 신호를 PCM(pulse coded modulation) 전송할 때, 표본당 비트(bit) 수는?

  1. 1. 1
  2. 2. 2
  3. 3. 8
  4. 4. 16

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 표본당 1비트이면 초당 16,000비트, 곧 2,000바이트만 전송된다. 문항이 주어진 초당 16,000바이트에 훨씬 못 미치므로 옳지 않다.
  2. 표본당 2비트이면 초당 32,000비트, 곧 4,000바이트가 전송된다. 초당 16,000바이트에 못 미치는 값이므로 옳지 않다.
  3. 신호의 최고 주파수가 8kHz이므로 표본화율은 16kHz이고 초당 16,000바이트는 128,000비트이다. 표본당 8비트가 되므로 옳다(정답).
  4. 표본당 16비트이면 초당 256,000비트, 곧 32,000바이트가 필요하다. 문항의 초당 16,000바이트를 넘는 값이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 16kHz로 표본화한 신호를 1비트씩만 전송하면 회선에 초당 2,000바이트만 흐른다는 것을 회선 용량표에서 확인했다. 문항이 준 16,000바이트의 여덟 분의 일이라 후보 옆에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 양자화 단계가 네 개뿐인 2비트 PCM의 계단 그림을 그려 보았다. 이때의 데이터율은 초당 4,000바이트에 그쳐 문항이 요구한 값의 사분의 일이라는 점을 그림 옆에 적어 두었다.
  3. 甲은 두 정현파의 주파수가 8kHz와 2kHz임을 구하고 최고 주파수의 두 배인 16kHz를 표본화율로 잡았다. 초당 128,000비트를 16,000으로 나누어 8을 얻고 답란에 옮겨 적었다.
  4. 甲은 음악 CD에 쓰이는 16비트 방식을 떠올리며 16kHz 표본화에 대입해 회선 용량을 어림해 보았다. 초당 32,000바이트로 문항의 두 배가 되어 정답이 아니라고 옆에 적어 두었다.

  cos(16,000πt)는 8kHz, sin(4,000πt+π)는 2kHz이므로 Nyquist 표본화율은 16kHz이다. 초당 16,000바이트=128,000비트를 16,000으로 나누면 표본당 8비트이다.

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• 91

  다음 설명 중 옳지 않은 것은? (단, 전파의 속도는 3 × 108 [m/s]이다)

  1. 1. 파장이 1 ～ 10 [ μ m]인 신호는 마이크로파이다.
  2. 2. 파장이 1 ～ 10 [mm]인 신호는 밀리미터파이다.
  3. 3. 동작 주파수가 높을수록 안테나의 크기를 줄일 수 있다.
  4. 4. 자유공간에서 주파수가 300 [MHz]인 신호에 대한 1 4 파장 모노폴 안테나의 길이는 25 [cm]이다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 파장 1~10μm는 적외선 영역에 해당하고 마이크로파는 그보다 훨씬 긴 1mm~1m 범위이다. 이 신호를 마이크로파라고 한 설명은 옳지 않다(정답).
  2. 파장 1~10mm는 주파수로 30~300GHz에 해당하는 밀리미터파이다. 이 범위의 정의에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  3. 주파수가 높아질수록 파장이 짧아지고 안테나 소자의 공진 길이도 파장에 비례해 짧아진다. 그래서 안테나를 더 작게 만들 수 있으므로 이 보기는 맞다.
  4. 300MHz의 파장은 3×10⁸을 3×10⁸으로 나눈 1m이고 그 4분의 1인 모노폴 안테나의 길이는 25cm이다. 계산이 맞으므로 이 보기는 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 전자기파 스펙트럼 표에서 파장 1~10μm가 적외선 칸에 들어 있는 것을 확인했다. 마이크로파는 그보다 훨씬 긴 밀리미터에서 미터 범위라고 적고 문제의 보기에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 파장 1~10mm를 주파수로 바꾸어 30~300GHz라는 값을 얻었다. 이 범위가 밀리미터파에 해당한다는 점을 교재와 견주어 확인하고 그 값을 표에 옮겨 적어 두었다.
  3. 甲은 5G 밀리미터파 안테나가 스마트폰 안에 들어갈 정도로 작다는 설명을 찾았다. 파장이 짧을수록 안테나를 작게 만들 수 있다는 결론을 그림 밑에 적어 두고 밑줄을 그었다.
  4. 甲은 300MHz의 파장을 1m로 계산하고 그 4분의 1인 25cm를 모노폴 안테나 길이로 구했다. 문항의 수치와 일치하는지 견주어 확인하고 옆에 동그라미를 쳐 두었다.

  1~10μm 파장은 적외선 영역이고 마이크로파는 파장이 약 1mm~1m이다. 마이크로파라는 설명이 옳지 않다.

• 92

  아날로그 FM 변조기법의 특성으로 옳은 것은?

  1. 1. 변조된 신호의 진폭이 일정하므로 비선형 왜곡에 강하다.
  2. 2. 정보신호의 진폭에 상관없이 변조된 신호의 대역폭이 일정하다.
  3. 3. Carson의 법칙으로 근사화할 경우 변조된 신호의 대역폭은 기저대역 정보신호의 대역폭과 상관없다.
  4. 4. 변조지수에 상관없이 기저대역 정보신호와 변조된 신호가 선형관계를 갖는다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. FM 신호는 진폭이 일정하고 정보가 주파수 변화에 실려 있어 진폭을 찌그러뜨리는 비선형 왜곡에 강하다. 사실에 맞는 설명이므로 옳다(정답).
  2. FM의 대역폭은 정보신호의 진폭이 커지면 주파수 편이가 커져 함께 넓어진다. 진폭과 무관하게 일정하다는 설명은 사실이 아니므로 옳지 않다.
  3. 카슨의 법칙은 대역폭을 2(Δf+f_m)으로 근사하므로 기저대역 정보신호의 대역폭 f_m과 관계가 있다. 상관이 없다는 설명은 사실이 아니므로 옳지 않다.
  4. FM은 정보신호를 위상에 적분해 넣는 비선형 변조이다. 변조지수와 상관없이 선형 관계를 갖는다는 설명은 사실이 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 FM 송신기 출력단에 찌그러짐이 있는 증폭기를 물려도 수신 음질이 거의 변하지 않는 사례를 읽었다. 진폭이 일정해서 그렇다는 설명을 옆에 적어 넣고 밑줄을 그었다.
  2. 甲은 메시지 진폭을 두 배로 올리면 주파수 편이도 두 배가 되어 스펙트럼이 넓어지는 그림을 그렸다. 진폭과 무관하게 대역폭이 일정하다는 보기에 가위표를 쳐 두고 이유를 적었다.
  3. 甲은 카슨의 법칙에 메시지 주파수를 15kHz와 5kHz로 바꿔 각각 대입해 보았다. 대역폭이 달라지는 것을 확인하고 상관없다는 보기를 후보에서 지워 두고 옆에 값을 적었다.
  4. 甲은 메시지가 두 배가 되어도 FM 출력이 단순히 두 배가 되지 않고 위상 항 안에서 비선형으로 변하는 것을 식으로 확인했다. 선형 관계라는 보기 옆에 이유를 적었다.

  FM은 진폭이 일정해 비선형 증폭기를 거쳐도 정보가 손상되지 않아 비선형 왜곡에 강하다. 대역폭은 편이와 신호 주파수에 따라 달라진다.

• 93

  주파수가 10 [kHz]인 정현파 신호 m(t) 를 아날로그 FM 변조할 때, 순시주파수 f_i (t) = 10^8 + 10^5 m(t) 라면 변조된 신호의 대역폭[kHz]은? (단, | m(t) | 의 최댓값은 1이고, Carson의 법칙에 의한 근사 대역폭을 가정한다)

  1. 1. 200
  2. 2. 220
  3. 3. 240
  4. 4. 260

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 200kHz는 2Δf만 계산하고 신호 주파수 f_m을 더하지 않은 값이다. 카슨의 법칙은 2(Δf+f_m)이므로 옳지 않다.
  2. 주파수 편이가 10⁵Hz=100kHz이고 신호 주파수가 10kHz이므로 대역폭은 2×(100+10)=220kHz이다. 카슨의 법칙에 그대로 들어맞으므로 옳다(정답).
  3. 240kHz는 f_m을 두 배로 잡고 2(100+20)으로 계산한 값에 해당한다. 문항의 f_m은 10kHz이므로 옳지 않다.
  4. 260kHz는 f_m을 세 배로 잡고 2(100+30)으로 계산한 값에 해당한다. 카슨의 법칙에 맞지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 카슨의 법칙에서 최대 주파수 편이만 두 배 하여 200kHz를 얻은 친구의 풀이를 보았다. 메시지 주파수 10kHz를 더하는 항이 빠졌다는 점을 짚어 붉은 글씨로 고쳐 주었다.
  2. 甲은 순시주파수 식에서 편이가 100kHz임을 읽고 메시지 주파수 10kHz를 더해 두 배로 곱했다. 220kHz라는 결과를 얻고 카슨의 법칙에 맞는지 견주어 답란에 옮겨 적었다.
  3. 甲은 f_m을 20kHz로 잘못 읽어 240kHz가 나온 친구의 풀이를 찾았다. 문항의 신호 주파수가 10kHz라는 점을 다시 확인하고 그 줄을 지운 뒤 바른 값을 옆에 적어 주었다.
  4. 甲은 f_m에 3배를 곱한 계산으로 260kHz가 나온 풀이를 발견했다. 카슨의 법칙에는 그런 곱이 없다는 점을 짚어 그 옆에 바른 식을 적어 주고 밑줄을 그어 두었다.

  순시주파수 f_i=10⁸+10⁵m(t)이므로 최대 주파수 편이 Δf=100kHz이다. 카슨의 법칙 BW=2(Δf+f_m)=2(100+10)=220kHz이다.

• 94

  자유공간에서 무지향성의 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 거리를 3 [km]에서 9 [km]로 증가시킬 때, 수신전력을 동일하게 유지하기 위하여 필요한 송신전력은 멀어지기 이전에 비해 몇 배인가?

  1. 1. 1 2 배
  2. 2. 2배
  3. 3. 3배
  4. 4. 9배

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 1/2배는 송신전력을 절반으로 줄인다는 뜻이다. 거리가 멀어지면 수신전력이 줄어드므로 오히려 송신전력을 늘려야 하고 이 값은 옳지 않다.
  2. 2배는 거리 비 3의 제곱이 아닌 값이다. 수신전력이 거리 제곱에 반비례하므로 필요한 송신전력의 배수는 9배가 되어 이 보기는 옳지 않다.
  3. 3배는 수신전력이 거리에 반비례한다고 착각했을 때 나오는 값이다. 자유공간에서는 거리의 제곱에 반비례하므로 이 보기는 옳지 않다.
  4. 경로손실은 거리의 제곱에 비례하고 거리가 3km에서 9km로 3배가 되므로 손실은 9배가 된다. 수신전력을 같게 하려면 송신전력이 9배가 되어야 하므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 거리가 멀어지는데 송신전력을 절반으로 줄이라는 답이 이상하다고 생각해 그래프로 그려 보았다. 멀수록 수신전력이 줄어든다는 점을 확인하고 이 후보에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 거리 3km와 9km의 비 3을 제곱해 보았다. 2배가 아니라 9배가 나오는 것을 확인하고 두 배라는 후보 옆에 계산식을 적어 둔 뒤 그 후보 앞에 별표를 그려 넣었다.
  3. 甲은 수신전력이 거리에 반비례한다고 적은 친구의 노트를 보았다. 자유공간에서는 거리 제곱에 반비례한다는 공식을 짚어 3배가 아닌 9배라고 붉은 글씨로 크게 고쳐 주었다.
  4. 甲은 3km에서 9km로 늘어난 거리를 3배로 정리하고 그 제곱인 9를 송신전력의 배수로 계산했다. 답란에 9배라고 적고 동그라미를 친 뒤 검산도 한 번 더 해 보았다.

  자유공간에서 수신전력은 거리 제곱에 반비례한다. 거리가 3배가 되면 같은 수신전력을 유지하려고 송신전력은 9배가 되어야 한다.

• 95

  무선항법시스템에서 3차원 위치정보와 수신기 시간오차를 구하기 위하여 필요한 최소 위성 수는? (단, 위성들은 서로 동기화되었고, 수신기는 위성과 동기화되지 않았다)

  1. 1. 3개
  2. 2. 4개
  3. 3. 5개
  4. 4. 6개

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 위성 3개는 식이 세 개뿐이라 x, y, z와 시간오차 네 미지수를 모두 풀 수 없다. 시간오차가 없다고 가정할 때에만 위치를 구할 수 있으므로 옳지 않다.
  2. 수신기가 위성과 동기화되지 않아 시간오차가 있으므로 미지수가 위치 3개와 시간오차 1개로 네 개이다. 네 개의 위성이 있으면 식 네 개로 풀 수 있으므로 옳다(정답).
  3. 5개는 식이 미지수보다 많아 오차를 줄이는 데 쓸 수 있지만 반드시 필요한 최소 수는 아니다. 최소 위성 수를 묻는 문항에는 옳지 않다.
  4. 6개는 식이 미지수보다 훨씬 많은 경우이다. 정확도를 높이는 데 쓰일 수는 있으나 최소 위성 수가 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 위성 세 개의 구가 만나는 그림에서 위치가 두 점으로 남는 것을 그려 보았다. 게다가 시간오차라는 미지수가 하나 더 있어 세 개로는 부족하다고 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 위치 세 개와 시간오차 하나를 미지수로 적고 식 네 개를 세워 보았다. 필요한 위성이 네 개라는 결론을 얻고 그 결론을 답란에 옮겨 적은 뒤 동그라미를 치고 밑줄도 그었다.
  3. 甲은 위성이 다섯 개가 보일 때는 남는 식으로 오차를 줄일 수 있다는 설명을 읽었다. 그러나 최소 수를 묻는 문제에는 해당하지 않는다고 그 문장 옆에 별표로 표시했다.
  4. 甲은 위성 여섯 개를 이용하는 고정밀 측위의 예를 찾아 살펴보았다. 정확도를 높이는 방법일 뿐 최소 조건은 아니라는 메모를 그 사례 옆에 붙여 놓고 후보에서 지웠다.

  3차원 위치 x, y, z와 수신기 시간오차 네 개의 미지수를 풀려면 네 개의 식이 필요하다. 그래서 최소 4개 위성이 필요하다.

• 96

  총 가용 채널 수가 정해진 셀룰러 이동통신시스템에서 주파수 재사용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 셀 크기는 일정하다)

  1. 1. 클러스터 크기가 증가할수록 동일채널 간섭이 감소한다.
  2. 2. 클러스터 크기가 작아질수록 각 셀에 할당되는 채널 수는 감소한다.
  3. 3. 한정된 주파수 자원으로 가입자 수를 증가시키기 위한 방법이다.
  4. 4. 동일채널 간섭을 줄이기 위하여 인접한 셀들은 서로 다른 주파수 대역을 사용한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 클러스터 크기가 커지면 같은 주파수를 쓰는 셀 사이의 거리가 멀어져 동일채널 간섭이 줄어든다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  2. 총 채널 수가 정해져 있을 때 클러스터가 작아지면 나누는 수가 줄어 각 셀에 할당되는 채널 수는 오히려 늘어난다. 감소한다는 설명은 반대이므로 옳지 않다(정답).
  3. 주파수 재사용은 같은 주파수를 멀리 떨어진 셀에서 다시 써서 한정된 자원으로 더 많은 가입자를 수용하는 방법이다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. 인접 셀이 같은 주파수를 쓰면 간섭이 심해지므로 서로 다른 대역을 배정한다. 동일채널 간섭을 줄이려는 재사용 계획이므로 이 보기는 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 셀 배치도에서 클러스터가 커질수록 같은 색 셀 사이가 멀어지는 것을 그림으로 확인했다. 그래서 동일채널 간섭이 줄어든다는 설명을 그림 아래에 적어 두고 밑줄을 그었다.
  2. 甲은 전체 채널이 300개일 때 클러스터가 3셀이면 100개, 7셀이면 약 43개라는 계산을 해 보았다. 클러스터가 작을수록 셀당 채널이 늘어나므로 감소한다는 문장에 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 좁은 지역에 이용자가 몰리는 도시에서 같은 주파수를 여러 번 되풀이해 쓰는 지도를 그려 보았다. 한정된 자원으로 가입자를 늘리는 방법이라는 이름을 붙여 두었다.
  4. 甲은 벌집 모양 셀에서 인접한 셀마다 서로 다른 색을 칠하는 그림을 그렸다. 같은 색의 셀이 서로 멀리 떨어져 있어 간섭이 적다는 점을 그림 옆에 적어 넣고 화살표로 잇었다.

  클러스터 크기 N이 작아지면 각 셀이 쓰는 채널이 총 채널 수/N으로 늘어난다. 셀당 채널이 감소한다는 설명이 옳지 않다.

• 97

  지구국과 위성 간 통신시스템의 특성으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 저궤도 위성은 정지궤도 위성보다 도플러 편이가 크다.
  2. 2. 정지궤도 위성은 저궤도 위성보다 전송 지연이 길다.
  3. 3. 태양, 지구, 위성의 정렬 상태에 따라 통신품질이 변할 수 있다.
  4. 4. 일정한 통신품질 제공을 위하여 정지궤도 위성은 하루에 2회 지구를 공전한다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 저궤도 위성은 지구 가까이에서 빠르게 움직여 지상과의 상대 속도가 크므로 도플러 편이가 정지궤도보다 크다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  2. 정지궤도 위성은 약 36,000km 고도에 있어 신호가 오가는 거리가 길어 저궤도보다 전송 지연이 길다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  3. 태양, 지구, 위성이 일직선에 놓일 때 태양 잡음이나 일식으로 통신 품질이 나빠질 수 있다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. 정지궤도 위성은 지구의 자전과 같은 방향으로 하루에 한 번 공전해야 지상에서 멈춘 것처럼 보인다. 하루에 2회 공전한다는 설명은 사실과 다르므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 저궤도 위성이 하늘을 몇 분 만에 가로지르는 영상을 보고 도플러 편이가 커지는 이유를 정리했다. 정지궤도는 상대 속도가 거의 없다는 점을 표로 견주어 적어 넣었다.
  2. 甲은 신호가 정지궤도와 저궤도 위성까지 왕복하는 시간을 광속으로 각각 계산해 보았다. 정지궤도가 훨씬 길다는 결과를 얻고 그 값을 표에 옮겨 적어 두고 밑줄을 그었다.
  3. 甲은 춘분과 추분 무렵에 위성방송이 잠깐 끊기는 현상의 원인을 인터넷에서 찾아보았다. 태양, 지구, 위성이 일직선이 되기 때문이라는 설명을 그림으로 그려 넣고 밑줄을 그었다.
  4. 甲은 정지궤도 위성의 공전 주기가 지구 자전 주기인 24시간과 같다는 설명을 읽었다. 그래서 하루에 한 번이라는 점을 공책에 적고 2회라는 보기에 가위표를 쳐 두었다.

  정지궤도 위성은 지구 자전과 같은 주기, 곧 하루에 1회 공전해 지상에서 정지한 것처럼 보인다. 하루 2회라는 설명이 옳지 않다.

• 98

  펄스파 레이더에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 안테나의 이득이 클수록 최대 탐지거리가 증가한다.
  2. 2. 최대 탐지거리는 송신 펄스의 주기에 반비례한다.
  3. 3. 목표물의 유효 반사면적이 클수록 최대 탐지거리가 증가한다.
  4. 4. 표적으로부터 반사된 신호를 이용하여 표적과의 거리를 계산한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 레이더 방정식에서 최대 탐지거리는 안테나 이득이 커질수록 함께 커진다. 이득이 클수록 빔에 전력이 모여 더 먼 표적까지 볼 수 있으므로 이 보기는 맞다.
  2. 최대 탐지거리는 송신전력, 이득, 표적의 반사면적과 수신 감도로 정해지고 펄스 주기와는 반비례하지 않는다. 오히려 주기는 명확하게 잴 수 있는 최대 거리에 영향을 주므로 옳지 않다(정답).
  3. 표적의 유효 반사면적이 클수록 반사되어 돌아오는 전력이 커져 더 먼 표적까지 탐지할 수 있다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. 레이더는 표적에서 반사되어 돌아온 신호의 왕복 시간을 재고 그 절반에 광속을 곱해 거리를 계산한다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 레이더 방정식에서 안테나 이득이 분자에 들어 있는 것을 직접 식으로 확인했다. 이득이 커질수록 탐지거리도 커진다는 결론을 그 식 옆에 적어 두고 밑줄을 그었다.
  2. 甲은 펄스 주기를 두 배로 늘려도 표적에서 돌아오는 전력이 달라지지 않는 계산을 해 보았다. 탐지거리가 주기에 반비례하지 않는다는 점을 확인하고 그 보기에 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 대형 선박과 작은 어선이 같은 거리에서 레이더 화면에 다르게 나타나는 사진을 살펴보았다. 유효 반사면적이 클수록 잘 잡힌다는 설명을 그 사진 옆에 나란히 달아 두었다.
  4. 甲은 왕복 시간 200μs가 나온 레이더 화면에서 거리를 광속의 절반 계산으로 구해 보았다. 30km라는 결과를 얻고 거리 계산 방법을 그림 아래에 차례대로 정리해 넣었다.

  레이더의 최대 탐지거리는 송신전력, 안테나 이득, 표적의 유효 반사면적 등으로 정해지고 펄스 주기에 반비례하지 않는다. 그 설명이 옳지 않다.

• 99

  이동통신시스템에 적용되는 기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 다중 안테나를 이용한 공간다중화기법으로 전송률을 높일 수 있다.
  2. 2. 다중 안테나를 이용하여 송신 다이버시티 이득을 얻기 위해서는 송신 안테나 간 상관도가 클수록 효과적이다.
  3. 3. OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 신호는 PAPR(peak-to-average-power ratio)이 큰 특성을 갖는다.
  4. 4. SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access)는 OFDMA에 비해 PAPR이 작기 때문에 상향링크에 적합한 방식이다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 다중 안테나로 서로 다른 데이터 스트림을 동시에 보내는 공간다중화는 전송률을 크게 높인다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  2. 안테나 간 상관도가 크면 신호가 같은 페이딩을 겪어 서로 보완이 되지 않는다. 다이버시티 이득을 얻으려면 상관도가 낮아야 하므로 옳지 않다(정답).
  3. OFDMA는 여러 부반송파 신호가 합쳐지므로 순간 최대전력이 평균에 비해 커지는 PAPR이 큰 편이다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.
  4. SC-FDMA는 단일 반송파 특성을 살려 OFDMA보다 PAPR이 작아 전력이 제한된 단말의 상향링크에 적합하다. 사실에 맞는 설명이므로 이 보기는 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 안테나 두 개로 서로 다른 데이터를 동시에 보내는 그림을 그렸다. 전송률이 두 배 가까이 늘어난다는 설명을 옆에 적고 공간다중화라는 이름을 붙여 두고 표시했다.
  2. 甲은 두 안테나가 서로 붙어 있어 같은 페이딩을 겪는 상황을 그려 보았다. 한쪽이 약해지면 다른 쪽도 약해져 보완이 되지 않는다는 점을 지적하고 그 보기에 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 여러 부반송파가 겹쳐 더해지는 순간 신호 진폭이 크게 솟는 파형을 그려 보았다. 이것이 PAPR이 크다는 뜻이라고 그림 옆에 적고 그 솟은 부분에 동그라미를 쳤다.
  4. 甲은 단말의 배터리와 전력 증폭기의 제약을 생각하며 PAPR이 작은 SC-FDMA가 왜 상향링크에 쓰이는지 조사했다. 그 결과를 두 줄로 정리해 공책에 옮겨 적고 밑줄을 그었다.

  송신 다이버시티는 안테나 사이의 상관이 낮아야 효과가 크다. 상관도가 클수록 효과적이라는 설명이 옳지 않다.

• 100

  WPAN 통신 규격에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. IEEE 802.15.1은 UWB(ultra wideband) 표준이며, 스펙트럼밀도가 낮다.
  2. 2. IEEE 802.15.1은 UWB 표준이며, 스펙트럼밀도가 높다.
  3. 3. IEEE 802.15.3a는 UWB 표준이며, 스펙트럼밀도가 낮다.
  4. 4. IEEE 802.15.3a는 UWB 표준이며, 스펙트럼밀도가 높다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. IEEE 802.15.1은 블루투스에 해당하는 WPAN 규격이지 UWB 표준이 아니다. UWB 표준이라는 앞부분이 틀리므로 옳지 않다.
  2. IEEE 802.15.1은 UWB가 아니라 블루투스이며 UWB 신호는 스펙트럼 밀도가 높지 않고 낮다. 표준 번호와 밀도가 모두 사실과 어긋나므로 옳지 않다.
  3. IEEE 802.15.3a는 초광대역(UWB) 통신을 다룬 표준이고 매우 넓은 대역에 걸쳐 전력을 퍼뜨려 스펙트럼 밀도가 낮다. 두 내용이 모두 맞으므로 옳다(정답).
  4. IEEE 802.15.3a가 UWB 표준이라는 앞부분은 맞지만 스펙트럼 밀도가 높다는 뒷부분이 틀리다. UWB는 밀도가 낮아 다른 시스템과 공존하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 블루투스 이어폰의 규격 설명서에서 IEEE 802.15.1이라는 번호를 찾아냈다. 이 규격이 UWB가 아니라 블루투스라고 적고 그 후보 옆에 커다란 가위표를 쳐 두었다.
  2. 甲은 UWB 신호가 좁은 대역에 몰리면 다른 시스템과 부딪힌다는 설명을 읽고 넓게 퍼지는 그림을 그렸다. 밀도가 낮다는 사실에 비추어 높다는 표현이 틀렸음을 표시하고 802.15.1도 후보에서 지웠다.
  3. 甲은 UWB가 수 GHz 폭에 걸쳐 전력을 퍼뜨려 밀도가 낮다는 그림을 그려 보았다. 이 표준이 802.15.3a라는 번호를 그림 옆에 적어 넣고 동그라미를 쳐 두었다.
  4. 甲은 UWB가 다른 무선 시스템과 공존할 수 있는 이유를 인터넷에서 찾아보았다. 스펙트럼 밀도가 낮기 때문이라는 설명을 읽고 밀도가 높다는 보기에 가위표를 쳐 두었다.

  IEEE 802.15.3a는 UWB 표준이고 넓은 대역에 신호를 퍼뜨려 스펙트럼 밀도가 낮다. IEEE 802.15.1은 블루투스 규격이다.