電波
영어: Radio Wave
목차
1 전자기파의 종류
- 상위 문서 : 전자기파
| 전자기파의 종류 | |||||
| 전파 | 적외선 | 가시광선 | 자외선 | X선 | 감마선 |
1.1 개요
전파는 전자기파의 일종으로서 적외선보다 파장이 긴 것을 말한다. 국제전기통신연합(ITU) 전파규칙에서는 3 kHz 에서 3 THz 의 주파수를 가지는 전자기파로 정의하며, 이에 해당하는 파장은 1 mm 에서 100 km다. 다만 ITU가 규정하지 않은 3 Hz의 낮은 주파수를 가진 전자기파도 전파이며, 실제로 잠수함의 통신에서 쓰이기도 한다. 전파는 전자기파 중 가장 파장이 길다.
20세기 후반부터 인간에 의해 수 많은 종류의 전파가 발생되어 사용되고 있다. 인간의 개입이 없는 자연 상태에서도 전파는 존재하는데, 번개에 의해서 생성되기도 하고, 태양이나 다른 항성에서 오는 천체 복사에도 전파가 포함되어 있기 때문이다.
전파는 다른 모든 전자기파처럼 광속으로 이동하며, 전달되는 특성은 주파수에 따라 다르다. 단파는 전리층에 반사되고 지표면에 반사되는 과장을 반복하면서 지구를 한바퀴 돌 수도 있다. 매우 짧은 파장의 전파는 회절하지도 않고 전리층에 반사되지도 않아서 직선거리로밖에 전달이 안된다.
전파는 무선 통신, 방송, 레이다 및 항법 시스템, 기타 여러 용도에 쓰인다.
전파는 맥스웰에 의해 1865년에 수학적으로 예견되었다. 그는 맥스웰 방정식을 제시하여 공간에서 전자기파가 퍼져나갈 수 있음을 설명했다. 1887년에 하인리히 루돌프 헤르츠가 실험실에서 전파를 만들어 냄으로서 맥스웰이 상정한 전자기파의 실체를 증명했다. 굴리엘모 마르코니가 1896년에 무선 전신을 발명하는 등, 많은 발명이 뒤를 이었고, 이를 통해 전파는 점차 실용적인 통신 수단이 되었다.
반사, 굴절, 편광, 산란, 흡수와 같은 전자기 현상은 전파가 공간과 지표면에서 이동하는 방식에 영향을 미친다. 주파수 대역별로 영향을 미치는 이들 요소의 조합들이 서로 다르기 때문에, 서로 다른 조합이 영향을 미치므로, 특정 주파수 대역만이 특정 용도에 유용하다.
무선 통신용으로 전파를 수신하기 위해서는 안테나가 필요하다. 그리고 안테나는 수 천개의 신호를 모두 포착하기 때문에, 특정 주파수만 골라내어 수신하기 위해서는 튜너도 필요하다. 튜너는 대개 공진기(제일 간단한 것은 콘덴서와 코일을 연결한 회로)를 이용해서 구성된다. 이러한 공진기는 특정 주파수에서 공진하도록 되어 있어서 그 주파수의 사인 파를 증폭하고 나머지는 걸러내는 기능을 한다. 보통, 공진기의 유도 코일이나 컨덴서를 조정할 수 있는 형태로 구성해서, 사용자가 공진하는 주파수를 변경할 수 있도록 한다.
이것을 납치해서 방송을 변형하는 경우도 있다. 전파납치 참조
1.2 주파수별 용도
전파의 주파수별로 사용 용도를 정하는 것을 주파수 분배(frequency allocation)라고 하며 주파수 분배는 각 국가별로 서로 다르다. 예를 들면 대한민국에서 VHF FM 라디오용도로 88~108MHz까지 할당하는데 비해 일본은 76~90MHz가 할당되어 있는 식이다. 당연히 일본 내수용 라디오로는 대한민국에서 90MHz보다 높은 주파수의 FM 라디오 방송을 청취할 수 없다. 반대로 한국 내수용 라디오를 이용해서는 일본에서 88MHz 보다 낮은 주파수의 FM 라디오를 청취할 수 없는 것. 우리나라에서 주파수 분배는 미래창조과학부에서 담당한다.
| 대역 | 주파수 / 공기 중 파장 | 대표적인 사용처 |
| - | 3 Hz 미만 100,000 km 이상 | 인공 및 자연의 전자기파 잡음 |
| ELF (Extremely low frequency) | 3~30 Hz 100,000 km~10,000 km | 잠수함의 통신 |
| SLF (Super low frequency) | 30~300 Hz 10,000 km~1000 km | 잠수함의 통신 |
| ULF (Ultra low frequency) | 300~3000 Hz 1000 km~100 km | 잠수함의 통신,지하광산간 통신 |
| VLF (Very low frequency) | 3~30 kHz 100 km~10 km | 대한민국에서 9kHz 이하는 미분배, 항법,시간 동기화, 잠수함의 통신 |
| LF (Low frequency) | 30~300 kHz 10 km~1 km | 항법,시간 동기화, AM 장파 방송, RFID, 라디오비콘 |
| MF (Medium frequency) | 300~3000 kHz 1 km~100 m | AM 중파방송(526.5~1606.5), 아마추어 무선(1800~1825) |
| HF (High frequency) | 3~30 MHz 100 m~10 m | 단파방송, 생활무전기, RFID, OTH레이더 |
| VHF (Very high frequency) | 30~300 MHz 10 m~1 m | FM방송(88~108), DMB 방송(174~216), 항법(108~118), 항공기의 통신(118~137), 아마추어무선(144~146), 선박통신(156~163) |
| UHF (Ultra high frequency) | 300~3000 MHz 1 m~100 mm | 디지털 텔레비전 방송(470~806), 전자레인지(2450), 무선 천문학, 핸드폰(800~900, 1700~2600), Wi-Fi(2400), 블루투스, GPS, 아마추어무선(430~440), 무선전화기(1700), 무선모형(72Mhz또는 2.4Ghz) |
| SHF (Super high frequency) | 3~30 GHz 100 mm~10 mm | 무선 천문학, Wi-Fi(5), 대부분의 레이다, 통신위성, 위성방송, 차세대 이동통신(5G) |
| EHF (Extremely high frequency) | 30~300 GHz 10 mm~1 mm | 무선 천문학, 인공위성, 우주연구, 전파천문, 원격 감지, 밀리미터파 전신 스캐너, 대한민국에서 276GHz이상은 미분배 |
예전에는 이 표에 '청음 여부'라는 요상한 열이 있어서 마치 전파 주파수가 낮아지면 귀로 들을 수 있는 것처럼 서술되어 있었다. 이 둘을 똑바로 구별하자. 음파가 아무리 강해봤자 시신경을 반응시킬 수 없고 전파가 아무리 약해봤자 고막을 진동시킬 수 없다. 음파는 매질의 진동이고 전파는 전기장과 자기장의 진행이다.
레이더, 군용 통신 장비에도 많이 사용하는 IEEE나 NATO 주파수 구분법은 주파수 대역 참조.
1.3 주파수 할당
사용 용도가 정해졌으면 누가 실제로 어떤 주파수를 사용할 것인지 정해야 사용할 수 있는데 이것을 주파수 할당이라고 한다. 주파수 할당은 사용하고자 하는 기관, 단체, 법인, 개인이 미래창조과학부에 용도와 대역에 따라 사용 신청 혹은 승인을 받아야 한다. 특정 주파수 대역에서 특정 출력 이하의 간이소출력기기의 경우에는 등록 대상이 아니므로 자유롭게 사용할 수 있다. 단 이 경우에도 사용하는 기기의 전자파적합인증이 되어 있어야 한다.
예를 들면 2.4GHz 대역은 전 세계적으로 자유롭게 사용할 수 있고, 또 적절한 대역에 걸쳐 있는 몇 안 되는 주파수 대역 중 하나로, ISM Band(Industry-Science Medical Band) 중 하나에 속한다. 따라서 산업용, 과학용 혹은 의학용으로 쓴다고 하면 출력 제한(출력 제한은 어떤 장비를 사용하느냐에 따라 출력 제한이 달라지므로 ISM Band에 관한 문서를 참고하라) 하에 제한 없이 쓸 수 있다. 문제는 다른 ISM Band는 주파수 대역이 너무 높거나 낮아서 그 동안 사용하기 힘들었고, 따라서 수많은 무선 장비들이 이 대역에 몰려 들어서 신호 간섭 및 포화 문제가 일찍부터 발생했다. 나라별로 ISM Band를 사용하는 장비라 할지라도 출력 제한이 서로 다른 경우도 존재하지만, 이미 많은 장비가 사용하고 있기 때문에 단순한 출력 규제만으로는 역부족이다. 블루투스와 Wi-Fi가 2.4GHz 대역을 공유하는데, Co-existance 등 대역을 공유한다고 가정하고 간섭을 피하기 위한 기술이 없는 것은 아니지만 전파 간섭을 완전히 피할 수는 없다. 간섭을 피하기 위해서 2.4GHz 이외의 ISM Band를 사용하는 한 가지 사례는 5GHz 기반 Wi-Fi인 802.11a/ac이다. 하지만 이동 통신사들은 여기에도 LTE 서비스를 끼워 넣기 위해서 LTE-U라는 것을 만들고 있다
1.3.1 이동 통신사 용
2013년 9월 현재 대한민국 이동통신사에 할당된 주파수와 사용처의 자세한 내용은 대한민국의 이동통신 주파수 문서를 볼 것.
1.3.2 ISM 밴드
ISM 밴드(industrial, scientific and medical bands)라 하여 산업용/과학용/의료용 전파 장비를 위해 국제적으로 할당된 주파수 영역이 있다. 대표적인 것이 와이파이용 2.4GHz, 과거 무선 전화기용 902MHz 등이 있다. ITU-R의 무선 규정 5.138, 5.150, 5.280에 의해 정의되어 있고, 국제 공용이긴 한데 일부 대역은 국가별로 자국 내 상황에 따라 달라진다.
규정된 대역은 다음과 같다.
| 주파수 시작 | 주파수 끝 | 대역폭 | 중심 주파수 | 사용 가능 여부 |
| 6.765MHz | 6.795MHz | 30kHz | 6.780MHz | 자국내 상황에 따라 다름 |
| 13.553MHz | 13.567MHz | 14kHz | 13.560MHz | 전세계 사용 가능 |
| 26.957MHz | 27.283MHz | 326kHz | 27.120MHz | 전세계 사용 가능 |
| 40.660MHz | 40.700MHz | 40kHz | 40.680MHz | 전세계 사용 가능 |
| 433.050MHz | 434.790MHz | 1.74MHz | 433.920MHz | 유럽, 아프리카, 페르시아 만 서쪽의 중동, 구 소련 지역, 몽골만 해당. 그리고 자국 내 상황에 따라 다름. |
| 902.000MHz | 928.000MHz | 26MHz | 915.000MHz | 아메리카 대륙, 그린란드, 동쪽 태평양 섬들 중 일부. |
| 2.400GHz | 2.500GHz | 100MHz | 2.450GHz | 전세계 사용 가능 |
| 5.725GHz | 5.875GHz | 150MHz | 5.800GHz | 전세계 사용 가능 |
| 24.000GHz | 24.250GHz | 250MHz | 24.125GHz | 전세계 사용 가능 |
| 61.000GHz | 61.500GHz | 500MHz | 61.250GHz | 자국내 상황에 따라 다름 |
| 122.000GHz | 123.000GHz | 1GHz | 122.500GHz | 자국내 상황에 따라 다름 |
| 244.000GHz | 246.000GHz | 2GHz | 245.000GHz | 자국내 상황에 따라 다름 |
2 시즈쿠에 나오는 특수한 능력
말 그대로 1번 문단의 전파로, 하늘에서 전파를 모아서 상대에게 사용할 수 있다. 좋게 사용하면 자신의 내면세계의 형상이나 자신의 마음을 상대에게 보낼 수 있는 일종의 메신저 같은 소통 수단이지만, 악용하면 상대를 자기 마음대로 조종할 수 있고 과부하를 걸어 상대의 인격을 붕괴시켜 정신병자로 만들거나 죽음에 이르게 할 수 있다.[1] 최초 사용자는 츠키시마 루리코로 그녀의 오빠자, 학생회장인 츠키시마 타쿠야도 사용할 수 있다. 타쿠야는 이 능력으로 학생회 부회장인 오오타 카나코를 비롯해서 많은 사람들에게 피해를 주었으며, 작품 내에서 정확한 설명과 이유는 나오지 않았으나, 루리코와 관계를 가진 사람은 왠지 전파를 사용할 수 있게된다. 따라서 주인공인 나가세 유스케도 루리코 루트에서 루리코와의 화간을 통해 능력을 얻게 된다.[2]
퀸 오브 하트에서의 파워게이지 명칭은 일부 캐릭터에 한해서 POWER가 아닌 다른 것으로 표기되는데 (ex. 코모도 세리카 : MAGIC), 루리코의 파워게이지 명칭은 '전파'(DENPA)로 나오는 것이 그 이유.
다만 루리코가 이 능력을 어떻게 사용하게 되었는지에 대해서는 작중에 전혀 언급된 게 없다.
전파라는 용어에 관해서는 2ch 용어집을 비롯한 오타쿠 용어에서 '헛소리', '미친소리', 가볍게는 알아듣기 어려운 중얼거림, 전파송을 의미하는 용법으로서의 전파하고도 연관이 있다. 다만 이쪽이 처음은 아니며, 상세는 전파계참고.
3 군대 용어
傳播. 어떤 사실을 알아야 하는 이들에게 알림을 말한다. 위의 전파와는 한자가 다르다. 아아. 행보관이 전파한다.