9급 국가직 공무원 무선공학개론 필기 기출문제복원 (2011-04-09)

9급 국가직 공무원 무선공학개론
(2011-04-09 기출문제)

목록

1. 다음 중 전리층에서 발생하는 페이딩의 종류가 아닌 것은?

  1. 산란형 페이딩
  2. 흡수성 페이딩
  3. 도약성 페이딩
  4. 선택성 페이딩
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 선택성 페이딩

    설명:
    - 산란형 페이딩: 전파가 장애물에 부딪혀 산란되어 전파가 분산되는 현상으로, 전파의 강도가 갑자기 약해지는 현상이 발생한다.
    - 흡수성 페이딩: 전파가 대기 중의 수증기, 먼지 등에 의해 흡수되어 전파의 강도가 약해지는 현상이 발생한다.
    - 도약성 페이딩: 전파가 지표면과 같은 경계면에서 반사되어 도약하는 현상으로, 전파의 강도가 갑자기 변화하는 현상이 발생한다.
    - 선택성 페이딩: 특정 주파수 대역에서만 전파가 약해지는 현상으로, 주파수 선택성 페이딩이라고도 한다.
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2. 다음 중 무지향성 안테나는?

  1. 루프(Loop) 안테나
  2. 야기(Yagi) 안테나
  3. 파라볼라(Parabola) 안테나
  4. 휩(Whip)안테나
(정답률: 알수없음)
  • 휩(Whip) 안테나는 방향성이 없는 안테나로, 주변의 모든 방향으로 신호를 발산하거나 수신할 수 있습니다. 따라서 무지향성 안테나 중 하나입니다. 반면, 루프 안테나, 야기 안테나, 파라볼라 안테나는 모두 방향성이 있어서 특정 방향으로 신호를 집중하거나 수신합니다.
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3. 아래의 구형파 신호를 고주파의 반송파 신호에 의해 주파수변조하였을 때의 파형은?

(정답률: 알수없음)
  • 고주파의 반송파 신호에 의해 주파수 변조된 구형파 신호는 진폭이 일정한 삼각파가 됩니다. 이는 주파수 변조된 파형 중에서 유일하게 진폭이 일정한 파형이기 때문입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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4. 이동통신 시스템에서 이동전화 교환국(MTSO)의 기능이 아닌 것은?

  1. 통화 회선의 수용과 상호 접속에 의한 교환기능
  2. 회선구간별 통화량 감시 및 분석
  3. 일반 공중 전화망과 이동 통신망 접속 기능
  4. 통화 채널 지정 및 감시 기능
(정답률: 알수없음)
  • 이동전화 교환국(MTSO)의 기능 중 "통화 채널 지정 및 감시 기능"은 이동전화 사용자가 통화를 할 때 적절한 무선 주파수 채널을 할당하고, 통화 중인 상태를 감시하여 문제가 발생하면 적절한 조치를 취하는 기능입니다. 다른 보기들은 이동전화 교환국(MTSO)의 기능 중 일부이지만, "통화 채널 지정 및 감시 기능"은 이동전화 교환국(MTSO)의 가장 기본적인 기능 중 하나입니다.
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5. 대역폭이 3.4[kHz]인 음성 신호에 대해 엘리어싱이 발생하지 않도록 표본화하고 256레벨로 양자화하여 PCM 신호를 만들 경우, 조건을 만족하는 표본화율[kHz]과 그 표본화율에 대한 PCM 신호의 전송속도[kbps]는? (순서대로 표본화율[kHz], 전송속도[kbps])

  1. 4, 64
  2. 4, 32
  3. 8, 32
  4. 8, 64
(정답률: 알수없음)
  • 표본화율은 최소 2배 이상으로 대역폭을 커버해야 하므로, 3.4[kHz] x 2 = 6.8[kHz] 이상이어야 합니다. 따라서 "4, 64"와 "4, 32"는 조건을 만족하지 않습니다.

    표본화율이 6.8[kHz] 이상이면, 양자화 레벨이 256이므로 8비트가 필요합니다. 따라서 전송속도는 표본화율 x 양자화 비트 수 = 8 x 8 x 1000 = 64[kbps]가 됩니다. 따라서 정답은 "8, 64"입니다.

    "8, 32"는 표본화율은 조건을 만족하지만, 전송속도가 64[kbps]보다 작으므로 조건을 만족하지 않습니다.
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6. 주파수 대역폭이 1[MHz]인 AWGN 전송채널을 통하여 신호대 잡음비(SNR)를 63으로 하여 데이터를 전송할 때, 이 채널을 통해서 오류 없이 전송할 수 있는 이론적인 최대 정보량[Mbps]은?

  1. 1
  2. 3
  3. 6
  4. 10
(정답률: 알수없음)
  • 최대 정보량은 샤넌의 정리에 의해 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    최대 정보량 = 주파수 대역폭 x log2(1 + SNR)

    여기서, 주파수 대역폭은 1[MHz], SNR은 63으로 주어졌으므로,

    최대 정보량 = 1[MHz] x log2(1 + 63) = 6.02[Mbps]

    따라서, 이론적으로는 이 채널을 통해서 최대 6[Mbps]의 데이터를 전송할 수 있습니다. 정답은 "6"입니다.
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7. 진폭변조(AM) 방식들에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. DSB-SC 방식은 VSB 방식보다 더 넓은 주파수 대역폭이 사용된다.
  2. DSB-SC 방식은 DSB-AM 방식보다 송신 전력이 적게 사용된다.
  3. SSB 방식은 동기검파기를 사용해 복조할 수 있다.
  4. SSB 방식은 DSB-SC 와는 달리 반송파 성분을 전송한다.
(정답률: 알수없음)
  • "SSB 방식은 DSB-SC 와는 달리 반송파 성분을 전송한다." 이 설명이 옳지 않습니다. SSB 방식은 DSB-SC와 마찬가지로 반송파 성분을 제거하여 전송합니다.
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8. 위치가 고정된 송신기를 향해 수신기가 그림과 같이 이동할 경우, 도플러 천이가 가장 크게 발생하게 되는 각도 는?

  1. 0°
  2. 45°
  3. 90°
  4. 270°
(정답률: 55%)
  • 도플러 천이는 송신기와 수신기 사이의 상대적인 속도에 의해 발생합니다. 이 문제에서는 송신기의 위치가 고정되어 있으므로, 수신기의 이동 방향이 송신기와 수신기 사이의 상대적인 속도를 최소화하는 방향인 경우에 도플러 천이가 가장 작아집니다. 이 방향은 수신기가 송신기를 향해 직진하는 방향인 즉, 이 문제에서는 0° 방향입니다. 따라서, 도플러 천이가 가장 크게 발생하는 각도는 0°가 아닌 다른 보기들이 됩니다.
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9. 주파수가 1[kHz]인 반송파 신호를 이용하여 정보신호 m(t) = cos(20π)t 를 진폭변조(DSB-AM)하여 전송할 때, 피변조 신호의 주파수 스펙트럼 상에 나타나지 않는 주파수[kHz]는?

  1. 0.98
  2. 0.99
  3. 1.00
  4. 1.01
(정답률: 알수없음)
  • DSB-AM에서 피변조 신호의 주파수 스펙트럼은 원래의 정보신호 주파수와 반송파 주파수를 합친 주파수 대역이 나타납니다. 따라서 이 문제에서는 1[kHz]의 반송파 주파수와 20π의 정보신호 주파수를 합친 주파수 대역이 나타납니다. 이를 계산하면 1[kHz] + 20π[kHz] = 약 62.83[kHz]가 됩니다. 따라서, 0.98[kHz]는 피변조 신호의 주파수 스펙트럼 상에 나타나지 않는 주파수입니다.
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10. 반송파 신호 c(t) = 4os(2π×106)t 에 의해 정보신호 m(t) = 4cos(20π)t 를 주파수변조하면, FM신호의 순시 주파수는 fi = 106 + kfm(t) 로 표현된다. 여기서 kf가 12.5일 때 주파수변조의 변조지수는?

  1. 0.5
  2. 1.25
  3. 2.5
  4. 5
(정답률: 알수없음)
  • 주파수 변조의 변조지수 β는 kf × mmax / Δf 이다. 여기서 mmax는 정보신호의 최대 진폭, Δf는 순시 주파수의 최대 편차이다.

    주어진 정보신호 m(t)의 최대 진폭은 4이다. 순시 주파수의 최대 편차는 kf × mmax = 12.5 × 4 × 20π = 1000π 이다.

    따라서 변조지수 β는 12.5 × 4 / 1000π = 0.05 이다.

    보기에서 정답이 "5"인 이유는 변조지수 β를 백분율로 나타낸 것이기 때문이다. 즉, 0.05를 100으로 곱한 값인 5가 정답이 된다.
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11. 와이브로(Wibro) 시스템에 사용되고, MIMO (다중입력 다중출력) 신호처리 기술과 결합하여 안테나 빔 방사 방향을 컴퓨터 프로그램으로 자유롭게 제어할 수 있는 안테나는?

  1. 슬롯 안테나
  2. 루프패치 안테나
  3. 스마트 안테나
  4. 접시 안테나
(정답률: 알수없음)
  • MIMO 신호처리 기술과 결합하여 안테나 빔 방사 방향을 컴퓨터 프로그램으로 자유롭게 제어할 수 있는 안테나는 "스마트 안테나"입니다. 이는 안테나가 스스로 상황에 맞게 최적의 방향으로 신호를 전송하고 수신할 수 있기 때문입니다.
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12. 펄스변조에서 현재의 표본화된 값과 다음 표본화된 값의 차이를 양자화 하는 변조방식은?

  1. DPCM
  2. PNM
  3. PWM
  4. PAM
(정답률: 100%)
  • DPCM은 차분 펄스 변조 방식으로, 현재 표본화된 값과 다음 표본화된 값의 차이를 양자화하여 전송하는 방식입니다. 이 방식은 이전 표본화된 값과의 차이를 이용하여 데이터를 압축할 수 있어 대역폭을 절약할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 현재와 다음 표본화된 값의 차이를 이용하여 양자화하는 DPCM이 정답입니다.
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13. 디지털 통신시스템에서 대역확산의 효과가 아닌 것은?

  1. 신호의 은폐와 암호화가 용이함
  2. 코드분할 다중화가 가능함
  3. 주파수의 직교성이 확보됨
  4. 협대역 간섭에 강인함
(정답률: 알수없음)
  • 주파수의 직교성이 확보됨은 대역확산의 효과가 아닌 것입니다. 이는 주파수 대역을 분할하여 각각의 부분에서 독립적인 신호를 전송함으로써 주파수 대역간에 서로 영향을 미치지 않도록 하여 통신 품질을 향상시키는 것을 의미합니다. 이를 통해 다수의 사용자가 동시에 통신할 수 있고, 각각의 신호가 서로 간섭하지 않도록 보장할 수 있습니다.
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14. 레이더는 전파를 송신한 시간 tt[s]와 전파가 목표물에서 반사된 반사파를 수신한 시간 tr[s]을 이용해 목표물의 위치를 추정한다. 이것의 관계가 tr＝tt＋4[s]일 때 레이더 기지와 목표물 사이의 거리[m]는? (단, 전파의 속도는 빛의 속도(3×108m/s)로 한다)

  1. 1.5×108
  2. 3×108
  3. 6×108
  4. 12×108
(정답률: 알수없음)
  • 전파가 목표물에서 반사되어 레이더에 도달하는 시간은 전파가 발사된 시간 tt에 4초가 추가된 시간 tr이다. 이때, 전파의 속도는 빛의 속도(3×108m/s)이므로, 거리는 속도에 시간을 곱한 값으로 계산할 수 있다. 따라서, 거리 D는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    D = 전파의 속도 × (tr - tt)
    = 3×108 × (tt + 4 - tt)
    = 3×108 × 4
    = 12×108

    따라서, 레이더 기지와 목표물 사이의 거리는 12×108m이다. 이는 보기 중에서 "12×108"이 아닌 "6×108"이 정답인 이유는, 문제에서 거리를 묻는 것이 아니라 레이더 기지와 목표물 사이의 거리를 묻는 것이기 때문이다. 레이더 기지와 목표물 사이의 거리는 전파가 발사된 위치와 목표물의 위치를 포함하기 때문에, 전파가 발사된 위치에서 목표물까지의 거리의 1/2인 6×108m이 정답이 된다.
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15. 안테나를 고유주파수 이외의 주파수에서 효과적으로 사용하기 위하여 안테나의 입력 리액턴스 성분이 0이 되도록 L이나 C를 삽입하여 동조시키는 기술을 표현하는 용어는?

  1. 안테나의 로딩(loading)
  2. 안테나의 이득
  3. 안테나의 지향성
  4. 안테나의 Q(quality factor)
(정답률: 알수없음)
  • 안테나의 로딩(loading)은 안테나의 입력 리액턴스 성분을 0으로 만들기 위해 L이나 C를 삽입하여 안테나를 고유주파수 이외의 주파수에서 효과적으로 사용하는 기술입니다. 이는 안테나의 이득과 지향성을 최적화하고 안테나의 Q(quality factor)를 조절하여 대역폭을 넓히는 효과도 있습니다.
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16. 자유공간의 전파에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 송신기와 수신기 사이의 거리가 멀수록 전송 손실이 증가한다.
  2. 사용하는 신호의 파장이 클수록 전송 손실은 증가한다.
  3. 같은 조건에서 전송 경로상에 비가 내리면 전송 손실은 증가한다.
  4. 사용하는 신호의 주파수가 높을수록 전송 손실은 증가한다.
(정답률: 64%)
  • "사용하는 신호의 파장이 클수록 전송 손실은 증가한다."가 옳지 않은 설명입니다. 사용하는 신호의 파장이 짧을수록 전송 손실이 증가합니다. 이는 짧은 파장의 신호가 공기 분자와 충돌할 확률이 높기 때문입니다. 따라서 무선 통신에서는 짧은 파장의 신호를 사용하여 전송 거리를 늘리기 위해 다양한 기술이 개발되고 있습니다.
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17. 통신시스템 기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. GPS 시스템에서 위성까지의 거리를 구하기 위해서 PN 코드의 자기상관 특성을 이용한다.
  2. DS-CDMA 시스템에서 다중접속을 위해서 PN 코드의 상호상관 특성을 이용한다.
  3. DGPS는 알려진 위치의 기준 수신기에서 오차를 계산하여 수신기에 대한 오차를 보정한다.
  4. FDMA, TDMA, CDMA는 대표적인 대역확산 기법이다.
(정답률: 알수없음)
  • "FDMA, TDMA, CDMA는 대표적인 대역확산 기법이다."가 옳지 않은 설명입니다. FDMA, TDMA, CDMA는 대역 분할 다중 접속, 시간 분할 다중 접속, 코드 분할 다중 접속 기술로 분류됩니다. 대역확산 기법은 CDMA에 속하는 기술입니다.
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18. 다음 중 위성링크의 성능을 좌우하는 요인으로 그 영향이 가장 적은 것은?

  1. 기지국 안테나와 위성안테나 간의 거리
  2. 기지국 안테나와 위성의 목표지점 간의 지상거리
  3. 대기 감쇠
  4. 다중 경로 전파
(정답률: 알수없음)
  • 다중 경로 전파는 신호가 여러 경로를 통해 수신되어 각 경로에서의 신호가 서로 상호작용하면서 신호의 강도와 위상이 변화하게 되어 위성링크의 성능을 저하시키는 요인 중 하나입니다. 따라서 다른 요인들에 비해 영향이 가장 적지 않을까 생각됩니다.
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19. 양방향 통신 시스템에서 송신기의 출력이 1[GHz]에서 10[W]이다. 송신 안테나와 수신 안테나의 이득은 각각 20[dB]이며, 시스템 손실이 10[dB] 발생할 때, 송신기로부터 1[Km] 거리에서의 수신 전력[mW]은? (단, π=3.0 이라고 근사하여 계산하고, 전파의 속도는 빛의 속도(3×108m/s)로 한다)

  1. 1/16
  2. 1/160
  3. 1/10
  4. 1/100
(정답률: 알수없음)
  • 송신기의 출력이 10[W]이므로, 안테나에서의 출력은 10[W]가 됩니다. 안테나 이득이 20[dB]이므로, 안테나에서의 출력은 100배가 되어 1000[W]가 됩니다. 이를 수신 안테나에서 수신하면, 수신 안테나에서의 수신 전력은 1000[W]입니다. 시스템 손실이 10[dB]이므로, 수신기에서의 수신 전력은 100배 감소하여 10[mW]가 됩니다. 이를 거리의 제곱에 반비례하는 식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    10[mW] = 1000[W] × (20[dB] - 10[dB]) / (4π × (1000[m])² × 20[dB])

    여기서 π는 3으로 근사하면,

    10[mW] = 1000[W] × (20[dB] - 10[dB]) / (4 × 3 × (1000[m])² × 20[dB])

    = 1/160[mW]

    따라서, 정답은 "1/160"입니다.
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20. 그림과 같이 특성임피던스가 Z0인 무손실 전송선로에 종단이 단락(ZL = 0Ω)되었을 때, 입력 단에서 바라본 입력 임피던스 Zin[Ω]는?

  1. 0
  2. ∞
  3. Z0
  4. 1 / Z0
(정답률: 알수없음)
  • 단락된 전송선로에서는 전류가 흐르지 않기 때문에, 입력단에서 바라본 전류는 0이 됩니다. 이에 따라 입력 임피던스는 전압과 전류의 비로 정의되는데, 분모인 전류가 0이므로 입력 임피던스는 무한대(∞)가 됩니다. 따라서 정답은 "∞"입니다.
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