슈퍼헤테로다인 수신기 -2

지난 글에서는 슈퍼헤테로다인 수신기가 어떠한 이유로 생겨나게 되었는지 설명했습니다. https://ds3qej.tistory.com/89 슈퍼헤테로다인 수신기 -1라디오를 처음 발명하던 시절, 무선 신호를 받아 듣는 일은 오늘날처럼 쉽지 않았습니다. 초기 무선 통신은 주로 모스 부호를 사용했습니다. 19세기말부터 20세기 초까지 송신기는 낮은 주파수ds3qej.tistory.com 이번 글에서는 슈퍼헤테로다인의 핵심 개념인 중간주파수(IF)에 대해 알아보겠습니다. 중간주파수가 무엇인가? 중간주파수(IF)는 원하는 신호를 얻기 전에 중간 단계에서 사용하는 주파수입니다. 왜 이런 중간 단계가 필요할까요? 이해를 위해 두 개의 주파수가 섞일 때 일어나는 현상을 수학적으로 살펴보겠습니다.라디오 신호가 co..

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• · 2025. 4. 30.
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슈퍼헤테로다인 수신기 -1

라디오를 처음 발명하던 시절, 무선 신호를 받아 듣는 일은 오늘날처럼 쉽지 않았습니다. 초기 무선 통신은 주로 모스 부호를 사용했습니다. 19세기말부터 20세기 초까지 송신기는 낮은 주파수 신호를 발생시켰습니다. 이 신호는 바로 검출하면 사람이 들을 수 있는 소리로 변환되었죠. 단순한 수신기로도 모스 부호의 점과 선을 구분할 수 있었습니다. 하지만 무선 통신 기술이 발전하면서 고주파의 반송파를 이용한 전송이 등장했습니다. 수백 kHz나 수백 MHz 대역의 RF 신호를 보내면 더 많은 양의 정보를 전달할 수 있었습니다. 문제는 이 높은 주파수 신호를 단순한 검파기(복조)로는 바로 소리로 바꾸기 어렵다는 점이었습니다. 캐나다의 발명가 레지널드 페센든은 1905년 이 문제를 해결할 방법을 찾았습니다...

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• · 2025. 4. 29.
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수신과 복조: 보이지 않는 신호를 읽는 방법

전파 통신 세계에선 보이지 않는 파동을 통해 음성과 데이터가 오갑니다.무전기 다이얼을 돌리다 보면 잡음 속에서 누군가의 목소리가 들리는 순간이 있는데요,이렇게 신호가 의미 있는 소리로 바뀌는 과정에는 수신과 복조 과정이 있습니다. 수신은 전파를 "받아들이는" 과정입니다.안테나는 수많은 전파 중에서 원하는 신호를 포착합니다.라디오의 주파수를 맞추려는 행위는 안테나와 수신기가 특정 주파수 신호에 초점을 맞추게 하려는 것입니다.이렇게 선택된 신호는 매우 약하기 때문에 수신기 내부의 증폭기를 거쳐 들을 수 있는 신호 세기로 키웁니다. 결국 수신 과정은안테나로 신호 잡기 -> 원하는 주파수로 골라내기(동조) -> 신호 증폭 흐름으로 이루어집니다. * 동조(tuning): 라디오나 무전기의 다이얼을 돌려 특정 주..

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• · 2025. 4. 28.
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전파에 어떻게 목소리를 실어 보내는 것일까? - 변조(AM, FM, PM)

무전기에 "CQ CQ CQ" 라고 말하면 목소리가 저 멀리 전달됩니다.곰곰이 생각해보면 되게 신기하지 않나요? ㅎㅎ 우리 목소리는 그저 공기의 진동(음파)에 불과한데 말이죠.이 음파가 어떻게 전자기파인 전파로 변해서 멀리 전달될까요?그 비밀은 변조(modulation)라는 기술입니다. 마이크에 입력한 음성 신호를 그대로 안테나에 보내면 어떻게 될까요?음성처럼 낮은 주파수 신호를 보내려면 매우 큰 안테나와 높은 출력이 필요해서 비효율적입니다. 무선통신에선 다른 방법을 씁니다.바로 전파를 '반송파(carrier)'로 사용하고, 그 특성을 정보 신호에 따라 변화시켜 정보를 실어 보내는 것입니다.이 과정이 바로 '변조'입니다.전파라는 마차에 목소리라는 짐을 실어 나르는 셈이죠. 모든 파형 신호는 세 가지 요..

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• · 2025. 4. 23.
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VSWR와 반사계수 - 수식 유도 과정

무선 통신 시스템에서 임피던스 정합 상태를 판단하는 데 핵심적으로 사용되는 지표가 SWR(Standing Wave Ratio), VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)입니다. 실무에서는 이 둘이 거의 동의어처럼 사용되지만, 이론적으로 구분되는 개념입니다. - SWR: 전송선로에서 정재파가 형성되었을 때 전압 또는 전류의 최대값과 최소값의 비율. 반사파와 진행파의 간섭으로 인해 발생하는 파동 패턴의 불균형도를 나타냅니다. 일반적으로 임피던스 정합 상태를 평가하는데 쓰입니다.- VSWR: SWR의 한 형태로, 전압을 기준으로 정의됩니다. 대부분은 전압을 기반으로 SWR을 측정하기 때문에, 실질적으로 사용되는 SWR은 대부분 VSWR입니다. 전송선로에는 송신기에서 출력된 진행파(Forw..

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• · 2025. 4. 22.
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왜 고주파일수록 손실이 더 커질까?

RF 고주파 신호를 처음 접하면 보통 안테나나 무전기에만 관심을 두기 쉽습니다. 그러나 이들 장비를 연결하는 전송선로인 동축케이블도 성능에 큰 영향을 미칩니다. 전송선로에 대한 설명 링크 참조https://ds3qej.tistory.com/81 전송선로 - 케이블 길이와 선택 팁RF 시스템을 처음 접할 때, 안테나와 송수신기에만 관심을 두는 경우가 많지만이들을 연결하는 케이블 역시 매우 중요합니다. 잘못된 케이블 선택은 신호를 약화시키거나 왜곡시킬 수 있습니다.ds3qej.tistory.com 전송선로를 고를 때 고주파일수록 손실에 취약하므로 저손실 케이블을 고려합니다. 그렇다면 이런 질문이 떠오릅니다. "왜 고주파에서 신호 손실이 더 커질까요?" 이 글에서는 고주파에서 신호 손실이 더 커지는 이유..

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• · 2025. 4. 18.
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전송선로 - 케이블 길이와 선택 팁

RF 시스템을 처음 접할 때, 안테나와 송수신기에만 관심을 두는 경우가 많지만이들을 연결하는 케이블 역시 매우 중요합니다. 잘못된 케이블 선택은 신호를 약화시키거나 왜곡시킬 수 있습니다. 이 글에선 전송선로(transmission line)의 개념,케이블 종류와 길이가 RF 성능에 미치는 영향에 대해 알아보겠습니다. 전송선로란? RF 신호를 전달하는 케이블은 단순한 전선이 아닙니다.고주파 에너지를 손실없이 잘 전달할 수 있도록 설계된 전송선로입니다. 가장 흔한 전송선로는 동축케이블(coaxial cable)입니다. 동축 케이블의 구조 (위 사진)A - 플라스틱 외피: 케이블 보호B - 외부 도체(차폐망, 쉴드): 외부 전자파 간섭 차단 + 신호 누설 방지C - 절연체(유전체): 중앙 도선을 ..

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• · 2025. 4. 17.
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반사손실(Return Loss), 삽입손실(Insertion Loss)

신호가 송신기에서 안테나로 전달될 때 전력 손실이 발생하는데요,전력 손실은 두 가지 형태로 나타납니다. 1. 안테나가 보낸 전력 중 일부가 다시 송신기로 돌아온다. (반사손실)2. 케이블 자체에서 열로 변환되어 전력이 사라진다. (삽입손실) 반사손실 반사손실이란? 반사손실(Return Loss)은 돌아오는 손실이라는 뜻입니다.신호가 목적지로 가지 못하고 다시 돌아오는 정도를 말하죠. 쉽게 설명하자면, 송신기에서 안테나로 전력을 보낼 때 일어나는 현상입니다.안테나가 전력을 잘 받아들이지 못하면, 일부가 다시 케이블을 타고 송신기로 돌아옵니다. 반사손실 값이 클수록 시스템이 잘 작동한다는 뜻입니다. (헷갈리죠? 손실이면 값이 작을수록 좋은 것 같지만..;;)즉, 반사되어 낭비되는 전력이 적다는 의미입..

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• · 2025. 4. 16.
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이득(Gain) - 안테나의 집중력

안테나 성능을 이야기할 때 흔히 "이득"이라는 말을 합니다.이득(Gain)은 안테나가 얼마나 특정 방향으로 전파를 집중시켜 방사하는지를 나타내는 개념입니다. 손전등과 전구를 비교해 보면 쉽습니다.손전등은 반사경을 통해 빛을 한 방향으로 집중시키고, 전구는 빛을 사방으로 고르게 퍼뜨립니다. 안테나도 마찬가지입니다.어떤 안테나는 신호를 특정 방향으로 모아 보냅니다. (지향성 안테나) 이런 안테나는 이득(집중도)이 높습니다. 반대로 다른 안테나는 신호를 여러 방향으로 넓게 퍼뜨립니다. (무지향성 안테나) 이득이 낮은 거죠. 이번 글에서는 안테나 이득의 정의와 단위, 방향성과의 관계, 고이득과 저이득 안테나에 대해 알아보겠습니다. 안테나 이득과 단위 (dB, dBi, dBd) 안테나 이득은 특정 ..

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• · 2025. 4. 15.
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안테나 방사패턴 쉽게 읽는 법 - 어디로, 얼마나 신호를 보내는가

안테나 방사패턴은 신호가 퍼지는 방향을 보여주는 지도입니다.무선 통신에서 안테나가 신호를 어느 방향으로 방사하느냐는 중요한 문제입니다.이것이 통신 범위와 품질을 결정짓기 때문이죠. 안테나는 전구처럼 모든 방향으로 신호를 퍼트릴 수도 있고,반대로 손전등처럼 한 방향으로 집중해서 보낼 수도 있습니다.이렇게 신호가 퍼지는 성향을 방사패턴(Radiation Pattern)이라고 부릅니다. 이 글에선 방사패턴이 무엇이고, 어떻게 해석하는지 기본 개념에 대해 알아보겠습니다. 방사패턴의 정의와 기본 원리 방사패턴이란? 방사패턴은 안테나가 각 방향으로 전파를 얼마나 강하게 방사하는지를 나타냅니다.안테나를 중심으로 360도 방향의 방사 강도를 극좌표 곡선이나 3D 형태로 시각화 한것으로,안테나의 지향성을 한..

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• · 2025. 4. 14.
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스미스 차트 쉽게 이해하기

스미스 차트.. 처음 보았을 땐 둥근 원에 격자무늬가 무슨 마법진 같았습니다.(이걸 도대체 어떻게 이해해야 하나 살짝 무섭기도 했고요 허허)스미스 차트는 임피던스를 시각적으로 보여주는 그래픽 계산자 같은 것입니다.     이 글에서는 스미스 차트의 개념과 구조, 활용법에 대해 쉽게 설명하겠습니다.   스미스 차트란 무엇인가?  스미스 차트는 RF 엔지니어들이 예전에 사용했던 계산자와 같은 것입니다.1939년 벨 연구소의 필립 스미스가 만들었습니다.  스미스 차트는 RF 회로의 복소 임피던스를 시각적으로 보여줍니다.안테나, 전송선로의 임피던스가 주파수에 따라 어떻게 변하는지 보여주는 것이지요.복잡한 수식 계산 없이 차트 위에서 계산해 낼 수 있습니다. 오늘날에는 컴퓨터로 바로 계산을 합니다만,그래도 스미스..

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• · 2025. 4. 12.
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S-파라미터: S11과 S21를 비유로 이해하기

HAM 무선, RF 분야에서는 신호의 반사와 전달량을 아는 것이 중요합니다.안테나 튜닝에서 측정하는 정재파비(SWR)와 반사손실(return loss)은 이 개념과 연결되어 있습니다.고주파 회로는 전압과 전류 대신 에너지의 흐름으로 회로를 이해하는데,이때 유용한 개념이 S-파라미터입니다. S-파라미터는 네트워크의 각 포트에 들어간 신호가 얼마나 반사되고,다른 포트로 얼마나 전달되는지 나타내는 지표입니다. 이번 글에서는 2 포트 네트워크를 중심으로 S-파라미터,특히 S11과 S21를 알아보겠습니다. 이해를 돕기 위해 물이 흐르는 수도관으로 비유하여 설명하겠습니다.    S-파라미터란 무엇인가? S-파라미터(Scattering Parameter)는 RF 회로, 시스템의 특성을 보여주는 지표입니다.각 포트에서..

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• · 2025. 4. 11.
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SWR - 안테나의 건강 지표 (숫자로 보는 튜닝 상태)

많이들 이야기하십니다."SWR 얼마 나왔어요"  처음 듣는 분들한텐 고개가 갸웃할 수 있습니다. (저도 그랬고요)도대체 SWR이 뭐길래 HAM에서 이 숫자에 민감한 것일까요?  이 글에서는 SWR(Standing Wave Ratio)이란 무엇이고,왜 이 숫자가 무선통신 장비의 "건강 상태"를 보여주는 중요한 지표인지 알아보겠습니다.   SWR이란 무엇인가? SWR은 'Standing Wave Ratio'한국어로는 '정재파비(定在波比)'라고 부릅니다.말 그대로 '서 있는 파동의 비율'입니다.  전송선로를 따라 이동하는 전파가 안테나로 전달되는 도중에,일부가 되돌아오면 입사파와 반사파가 만나서 "서 있는 파동(정재파)"을 만들게 됩니다.   * 입사파, 반사파에 대한 글 링크 참조https://ds3qej...

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• · 2025. 4. 10.
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반사와 매칭 - 신호는 왜 돌아올까? (SWR, 반사계수)

무전기를 통해 송신된 전파 신호는흔히 일방향으로 쭉 나아가 안테나에서 방사될 것이라고 생각합니다.하지만 신호가 다시 송신기로 돌아오는 경우가 있습니다. 이 현상은 산에서 소리쳤을 때 들리는 메아리와 비슷합니다.소리가 절벽에 부딪혀 되돌아오듯,전파 신호도 메아리처럼 돌아올 수 있습니다.  이번 글에서는전파 신호가 왜 돌아오는지에 대해서 알아보겠습니다.키워드: 임피던스 매칭, 정재파, SWR, 반사계수   임피던스 매칭과 반사파 무선 송신 시스템은송신기(무전기) - 전송선로(케이블) - 안테나로 구성됩니다. 송신기에서 나온 고주파 전류는 케이블을 통해 안테나로 전달됩니다.안테나는 이 전력을 전자기파로 바꿔 공중에 내보냅니다.  임피던스는 전기 신호의 흐름에 대한 저항과 같은 개념입니다.송신기, 케이블, 안테..

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• · 2025. 4. 9.
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왜 50옴이 기준인가? - 임피던스 매칭

RF를 공부하다 보면 반드시 마주치는"임피던스 50옴"  안테나, 무전기, 케이블, 측정기 등 대부분의 RF 장비가 임피던스 50옴 기준으로 설계가 되어 있습니다.  근데 왜 하필 50옴일까요?  임피던스는 무엇이고,왜 RF 장비끼리 임피던스 매칭을 해야 하며,어떻게 50옴이 표준이 되었는지 알아보겠습니다.   임피던스란? 임피던스는 쉽게 말해서 전류의 흐름을 방해하는 성분입니다. 직류(DC) 회로에서는 저항(R)만 고려하면 되지만,교류(AC) 회로에서, 특히 고주파 신호가 흐르는 RF 회로에선저항 외에 인덕턴스(유도성 리액턴스)와 커패시턴스(용량성 리액턴스)가전류의 흐름에 영향을 줍니다. 이 세 요소가 합쳐져전류의 전체적인 방해 요소를 나타내는 것이 '임피던스(Impedance, Z)'입니다. 임피던스..

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• · 2025. 4. 8.
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