해설 보기
정답전리층은 지상 약 60~1,000[km]에 존재하며, 10,000[km]는 전리층 범위를 훨씬 벗어난 값이므로 틀린 설명입니다.
핵심 개념
전리층의 높이 구조와 주파수별 반사·통과 특성
전리층은 태양 자외선에 의해 대기가 전리되어 자유전자가 밀집한 층으로, 지상 약 60~1,000[km] 구간에 형성됩니다. 높이에 따라 D층(약 60~90[km]), E층(약 100~130[km]), F층(F1·F2, 약 150~400[km])으로 구분합니다. 전리층의 임계주파수보다 낮은 주파수는 반사되고 높은 주파수는 그대로 통과하는데, 장파(LF)·중파(MF)·단파(HF)는 반사되어 원거리 통신이 가능하지만 초단파(VHF) 이상은 대부분 전리층을 뚫고 우주로 빠져나갑니다. 위성통신이 VHF 이상 대역을 쓰는 이유가 바로 이 통과 특성 때문입니다.
선지별 해설
①장파(LF, 30~300[kHz])는 주파수가 매우 낮아 전리층 D층·E층 하단에서 잘 반사되며, 지표파와 함께 원거리까지 안정적으로 전파됩니다. 옳은 설명입니다.
②전리층은 전자밀도 분포에 따라 낮은 쪽부터 D층, E층, F층(F1·F2)으로 구분하며, 계절과 주야에 따라 각 층의 높이와 밀도가 변합니다. 옳은 설명입니다.
③전리층의 실제 고도는 약 60~1,000[km] 범위이며, 통신에 주로 쓰이는 F2층도 약 400[km] 안팎입니다. 10,000[km]는 자기권 영역에 해당하는 값이므로 명백히 틀렸습니다.
④초단파(VHF, 30~300[MHz])는 전리층 임계주파수보다 높아 반사되지 않고 통과합니다. 그래서 VHF 이상은 가시거리 통신이나 위성통신에 사용됩니다. 옳은 설명입니다.
해설 보기
정답잡음지수는 SNR 열화 정도를 나타내는 값이므로 작을수록 좋은 값이며, 클수록 좋다는 서술은 틀렸습니다.
핵심 개념
잡음지수(NF)와 랜덤·가우시안·백색잡음의 정의
잡음지수(noise figure)는 F = (입력 SNR)/(출력 SNR)로 정의되며, 소자나 시스템을 통과하면서 SNR이 얼마나 나빠졌는지를 나타냅니다. 이상적인 무잡음 소자는 F = 1(0[dB])이고, 자체 잡음이 더해질수록 F가 커지므로 잡음지수는 작을수록 좋은 값입니다. 한편 랜덤 잡음은 시간 파형을 미리 예측할 수 없는 확률과정이고, 가우시안 잡음은 진폭의 확률밀도함수가 정규분포를 따르는 잡음이며, 백색잡음은 전력 스펙트럼 밀도가 모든 주파수에서 일정(평탄)한 잡음입니다. 이 셋을 합친 AWGN이 통신 시스템 해석의 표준 잡음 모델입니다.