2M가 왜 '2M'인가? (HAM, 파동의 개념)

HAM에 대해서 거의 모를 때

'2M 밴드에서 교신한다'라는 말이 무슨 뜻인지 몰랐습니다;;

매우 기초적이고 기본적인 내용인데; 한 번 정리를 해보고자 합니다.

 

이 부분을 알기 위해서는 먼저 파동에 대한 개념을 이해해야 합니다.

 

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파동에 대한 개념

 

파동은 물리학에서 에너지가 주기성을 갖고 이동하는 현상입니다.

물결, 소리를 보면 물과 공기라는 매질을 통해서 에너지가 이동하게 됩니다.

전자기파도 파동의 일종입니다. (매질이 없습니다 옛날엔 에테르..)

(+ 전자기파는 빛입니다. 보통 가시광선 대역의 전자기파를 빛이라고 표현합니다)

 

파동을 파도로 생각해보자

 

파동을 파도(물결)로 가정한다면

파장은 파도와 파도 사이의 거리라고 생각하면 쉽습니다.

주기는 파도가 한 번 올라왔다 내려가는 데 걸리는 시간이라 보면 됩니다.

파장과 주기

 

그렇다면 주파수는 무엇일까요?

주파수는 1초에(단위시간당) 몇 번 파도(파동)가 지나갔는가를 말합니다.

1초 동안 파도가 5번 올라갔다 내려오면 주파수는 5Hz(헤르츠)라고 하는 것이죠.

주파수가 높으면(고주파) 파동이 자주 지나가고, (파장이 짧다)

주파수가 낮으면(저주파) 파동이 드물게 지나간다고 생각하시면 되겠습니다. (파장이 길다)

 

주파수가 높아지면 파장은 짧아진다 (반비례 관계)

 

 

 

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파동에 관한 식

 

여기까지는 너무 기본적인 내용이었고,

이제 식을 통해서 파동을 이해해보겠습니다.

 

아까 주기와 주파수에 대해서 이야기를 했는데,

주파수는 단위 시간당 진동하는 횟수를 의미하므로

주파수(f)와 주기(T)는 서로 반비례 관계를 갖고 있습니다.

$$f = \frac{1}{T}$$

 

만약 한 번 진동하는데 0.5초가 걸렸다면 1초당(단위 시간당) 2번 진동을 할 것이므로

주파수는 2Hz가 될 것입니다.

$$f = \frac{1}{0.5} = 2\mathrm{Hz}$$

 

이제 거리, 시간, 속력의 관계를 생각해봅시다.

속력(속도)은 거리(변위) 나누기 시간입니다. 즉, 단위 시간당 이동하는 거리를 속력이라고 하죠.

 

 

전자기파는 빛이며, 빛의 속도(c)는 299,792,458 m/s 입니다. 쉽게 보통 300,000,000 m/s로 단순화시킵니다.

여기서 거리는 파장(λ) , 시간은 주기(T)로 치환합니다.

$$c = \frac{\lambda }{T}$$

 

그런데 주파수와 주기는 반비례 관계이므로 다음과 같이 식을 변경할 수 있습니다.

$$c = \frac{\lambda }{T} = \lambda\cdot f$$

 

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주파수 계산하기

 

2M 밴드의 '2M'는 파장의 길이를 의미합니다.

그렇다면 2M(미터) 파장을 가진 주파수는 어떻게 계산을 할까요?

 

아까 살펴보았듯이

$$c = \lambda\cdot f$$

이므로, 이를 주파수에 대한 식으로 변경하면

$$f = \frac{c}{\lambda }$$

입니다.

 

따라서 2m의 파장을 가진 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

 

$$ f=\frac{300,000,000 \textrm{m/s}}{2\textrm{m}}=150,000,000\textrm{Hz}=150\textrm{MHz}$$

 

보통 숫자 300에서 파장(m)을 나누면 단위가 MHz인 주파수가 나온다고 보시면 됩니다.

 

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HAM에서의 주파수와 파장

 

HAM에서 사용하는 2m 밴드는 144MHz ~146MHz 주파수를 의미합니다. 호출 주파수는 145MHz입니다.

 

제가 FT8에서 교신을 많이 하는 대역은 10m, 12m, 15m인데 각 주파수를 계산해 보면

 

$$f=\frac{300,000,000 \textrm{m/s}}{10\textrm{m}}=30\textrm{MHz}$$

 

$$ f=\frac{300,000,000 \textrm{m/s}}{12\textrm{m}}=25\textrm{MHz}$$

 

$$ f=\frac{300,000,000 \textrm{m/s}}{15\textrm{m}}=20\textrm{MHz}$$

 

실제 10m, 12m, 15m 파장을 갖는 주파수는 각각 30MHz, 25MHz, 20MHz이지만

HAM에서는 28MHz, 24MHz, 21MHz를 사용한다고 보통 일컫습니다.

 

 

 

그리고

보통 '145MHz에서 봐요!' 보단 '2m에서 봐요!'라고 이야기를 하는데

왜 HAM에서 주파수가 아닌 파장 길이를 더 이야기할까 추측한다면

아마 안테나 길이를 직관적으로 이해하기 편해서 그렇지 않을까 싶습니다.

 

145MHz용 안테나를 만들겠다보단 2m용 안테나를 만들겠다고 생각하면

1/4 파장을 계산할 때 훨씬 편하니깐요. ㅎㅎ

파장으로 이야기를 하면

40m(7MHz)용 안테나가 2m(145MHz)용 안테나보다 훨씬 길다는 것을 바로 알 수가 있죠.

그래서 주파수보단 파장을 밴드 이름으로 쓰는 것 같습니다.