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2021 9급 국가직 무선공학개론

1번

전리층은 65~2,000 km의 고도에 위치하므로 답은 3번 이다.

2번

잡음지수는 잡음이 얼마나 많아지느냐를 나타내는 것이므로 작을수록 좋다. 따라서 답은 1번 이다. 구체적으로는 출력 SNR대비 입력 SNR로서 SNR이 얼마나 나빠졌는지를 나타낸다.

3번

802.11a는 5 GHz대역을 사용하므로 답은 1번 이다.

4번

ASK는 진폭에 정보가 실리므로 스파크가 발생하면 진폭이 손상되어 정보를 읽을 수 없다. 주파수의 변화를 찾는 수신기는 FSK 수신기이다. 또한 위상(=시간)에 정보가 실리지 않기 때문에 비동기 복조도 가능하다. 따라서 답은 2번 이다.

5번

블루투스는 다중접속 방식으로 TDMA와 FDMA를 사용하므로 답은 4번 이다.

6번

11.76 dB를 비율로 변환하면 다음과 같다.

11.76=10log10SN⇒SN=101.176≈15.0\begin{equation} \begin{split} 11.76&=10log_{10}\frac{S}{N}\\ \Rightarrow \frac{S}{N}&=10^{1.176}\\ &\approx 15.0 \end{split} \end{equation}

따라서 채널 용량은 다음과 같다.

C=Wlog2(1+SNR)=200log2(1+15)=800 kbps\begin{equation} \begin{split} C&=Wlog_2(1+SNR)\\ &=200log_2(1+15)\\ &=800\text{ kbps} \end{split} \end{equation}

따라서 답은 2번 이다.

7번

대역폭은 다음과 같다.

B=2(1+β)mf2×3.5×2=14 kHz\begin{equation} \begin{split} B&=2(1+\beta)m_f\\ &2\times 3.5\times 2\\ &=14\text{ kHz} \end{split} \end{equation}

최대 주파수 편이는 다음과 같다.

Δf=B×β=2×2.5=5\begin{equation} \begin{split} \Delta f&=B\times \beta\\ &=2\times 2.5=5 \end{split} \end{equation}

따라서 답은 3번 이다.

8번

반송파의 진폭으로 정보신호의 진폭을 나눈 것이 변조지수이므로

a=0.5a=0.5

이다. 그리고 반송파 주파수에 정보신호의 주파수를 더한 것이 상측파대 신호의 주파수이므로

USB=50+5=55USB=50+5=55

이다. 따라서 답은 3번 이다.

9번

  1. 그렇다. 중간에서 변하므로 폭이 절반이니 대역폭은 두배이다.
  2. 그렇다. 교류정합을 하게 되면 직류성분은 무시되기 때문이다.
  3. 그렇다. 단극이므로 상쇄될 반대 극성이 없다.
  4. 맨체스터 펄스는 직류성분이 없고 중간에서 변하므로 자체적으로 클럭 역할을 할 수 있다. 하지만 중간에서 변한다는 점 때문에 대역폭이 크다.

따라서 답은 4번 이다.

10번

4 kHz로 대역제한된 음성신호는 최소한 그 두배인 8 kHz로 샘플링해야 한다. 그리고 샘플 당 8비트이므로 1채널의 전송률은 8×8=648\times 8=64 kbps이다. 1프레임은 채널이 24개이므로 여기에 24를 곱한 1,536 kbps라고 생각할 수 있겠으나 함정이 있다. 프레임 당 동기 비트가 하나씩 들어가기 때문에 한 프레임은

8×24+1=193 bits8\times 24+1=193 \text{ bits}

로 이루어진다. 따라서 1프레임의 전송률은 여기에 샘플링 레이트를 곱한

193×8000=1,544 kbps193\times8000=1,544\text{ kbps}

이다. 그러므로 답은 4번 이다.

11번

  1. 다이폴 안테나는 반사경도 아니고 고이득도 아닌, 안테나의 원리를 설명하기 위한 가장 기초적인 안테나이다.
  2. 설명에 해당하는 안테나이다.
  3. 야기-우다 안테나는 고이득이긴 하겠으나 위성통신용은 아니다.
  4. 이 또한 가장 기초적인 안테나이다.

따라서 답은 2번 이다.

12번

슈퍼헤테로다인 수신기는 RF단의 공진주파수만 튜닝하면 뒷단은 중간주파수 대역에서 작동하므로 주파수별로 별도의 수신기를 만들 필요가 없다는 장점이 있다. 그렇지 않았다면 KBS, SBS, MBC 등 각 방송사별로 하나씩 수신기를 만들어야 할 것이다. 먼저 수신된 RF신호를 증폭한 뒤, 중간주파수 대역으로 옮기기 위해서 국부발진기의 주파수와 믹싱해야한다. 이렇게 만들어진 중간주파수(IF)신호를 증폭한 다음 검파하면 된다. 따라서 답은 4번 이다.

13번

  1. 4G도 OFDM을 쓴다.
  2. 그렇다. 다중경로로 인한 시간 지연 확산 때문에 ISI가 발생할 수 있다.
  3. 그렇다. 변조할 때 시간 영역 신호를 만들기 위해 IFFT, 복조시 시간 영역 신호에서 심볼을 꺼내기 위해 FFT를 한다.
  4. 그렇다. 보호구간이 있기 때문이다. 보호구간 안에 들어오는 지연된 심볼들은 위상차이만 있기 때문에 파일럿으로 위상을 보정한다면 오히려 신호를 더 강하게 만들어준다.

따라서 답은 1번 이다.

14번

방사효율이 60%이므로 dB로 나타내면

10log100.6=10(log102+log103−log1010)=−210 log_{10}{0.6}=10 (log_{10}2+log_{10}3-log_{10}{10})= -2

이다. 따라서 안테나의 이득은

10+(−2)=−8 dB10+(-2)=-8\text{ dB}

이므로 답은 1번 이다.

15번

출력이 2배면 전계는 2\sqrt{2}배이다. 한편 전계는 거리의 제곱에 반비례하므로 거리는 전계의 제곱근에 비례한다. 그러므로 변한 탐지거리는

2×2=2×242\times\sqrt{\sqrt{2}}=2\times\sqrt[4]{2}

이고 답은 3번 이다.

16번

수신전력은 다음과 같다.

Pr=Pt+Gt−L+Gr=18+51.6−214.7+35.1=−110 dBW=10−11 W\begin{equation} \begin{split} P_r&=P_t+G_t-L+G_r\\ &=18+51.6-214.7+35.1\\ &=-110\text{ dBW}\\ &=10^{-11} \text{ W} \end{split} \end{equation}

한편 비트전송률 R=2×106R=2\times 10^6 bps이므로 비트 에너지는

Eb=PrR=10−112×106=5×10−18 W=10(log105−18) dBJ?=10(1−0.3−18)=−173 dBJ?\begin{equation} \begin{split} E_b&=\frac{P_r}{R}\\ &=\frac{10^{-11}}{2\times 10^6}\\ &=5\times 10^{-18}\text{ W}\\ &=10 (log_{10}5-18) \text{ dBJ?}\\ &=10(1-0.3-18)\\ &=-173 \text{ dBJ?} \end{split} \end{equation}

이다. 따라서 (Eb/N0)r(E_b/N_0)_r는

Eb/N0=−173−(−192.5)=19.5 dB\begin{equation} \begin{split} E_b/N_0&=-173-(-192.5)\\ &= 19.5\text{ dB} \end{split} \end{equation}

이다. 그러므로 링크 마진은

(Eb/N0)r−(Eb/N0)q=19.5−10.0=9.5 dB(E_b/N_0)_r-(E_b/N_0)q=19.5-10.0=9.5\text{ dB}

이므로 답은 1번 이다.

17번

ϕn(t)\phi_n(t)의 높이가 3T\sqrt{\frac{3}{T}}이고 값이 존재하는 영역들은 서로 겹치지 않고 다 맞닿아 있다. 주어진 s(t)s(t)는 [0,2T3][0,\frac{2T}{3}]에만 존재하고 높이가 11이므로

s(t)=T3ϕ1(t)+T3ϕ2(t)s(t)=\sqrt{\frac{T}{3}}\phi_1(t)+\sqrt{\frac{T}{3}}\phi_2(t)

이니 답은 3번 이다.

18번

DSB-SC에서는 반송파 신호가 있으면 안되므로 As(t)cos(ωct)As(t)cos\left(\omega_c t\right) 형태여야 한다. 따라서 답은 2번이다.

19번

λ1=cf1=3×10830×103=104 mλ2=cf2=3×181×109=0.3 m\begin{equation} \begin{split} \lambda_1&=\frac{c}{f_1}\\ &=\frac{3\times 10^8}{30\times 10^3}\\ &=10^4\text{ m}\\ \lambda_2&=\frac{c}{f_2}\\ &=\frac{3\times 1^8}{1\times 10^9}\\ &=0.3 \text{ m} \end{split} \end{equation}

이므로 반파장 안테나의 길이는 각각 5,000 m, 0.15 m이다. 그러므로 답은 2번 이다.

20번

L=10log10(4πdλ)=20log104×3.0×2.5×1033×1081×109=20log103×1043×10−1=20log10(105)=100 dB\begin{equation} \begin{split} L&=10 log_{10}\left( \frac{4\pi d}{\lambda} \right)\\ &=20 log_{10}\frac{4\times 3.0 \times 2.5\times 10^3}{\frac{3\times 10^8}{1\times 10^9}}\\ &=20 log_{10}\frac{3\times 10^4}{3\times 10^{-1}}\\ &=20 log_{10}\left(10^5 \right)\\ &=100\text{ dB} \end{split} \end{equation}

이므로 답은 4번 이다.