9급 국가직 공무원 무선공학개론 필기 기출문제복원 (2012-04-07)

9급 국가직 공무원 무선공학개론
(2012-04-07 기출문제)

목록

1. 변조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 변조를 통하여 여러 메시지신호를 혼신 없이 다중화할 수 있다.
  2. 신호를 변조하면 효율적인 신호 전송에 적합한 무선 송수신 안테나의 크기를 줄일 수 있다.
  3. 저역 메시지신호를 협대역 FM 기법을 사용하여 변조하면 변조된 신호의 대역폭은 메시지신호 대역폭의 약 2배가 된다.
  4. 변조는 신호에 포함되어 있는 중복성을 제거하여 전송할 데이터량을 줄이는 과정이다.
(정답률: 72%)
  • "변조는 신호에 포함되어 있는 중복성을 제거하여 전송할 데이터량을 줄이는 과정이다."가 옳은 설명이다. 변조는 신호를 다중화하거나 무선 송수신 안테나의 크기를 줄이는 등의 효과를 가지지만, 이는 변조의 부수적인 효과일 뿐이다. 변조의 주요 목적은 신호에 포함된 정보를 전송하기 위해 신호를 변형하는 것이다.
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2. 안테나의 크기가 가장 소형인 경우는 다음 중 어느 주파수 대역의 반송파를 사용했을 때인가?

  1. X-band
  2. C-band
  3. L-band
  4. S-band
(정답률: 73%)
  • 안테나의 크기는 주파수와 직접적으로 관련이 있습니다. 주파수가 높을수록 안테나의 크기는 작아집니다. 따라서 X-band 주파수 대역의 반송파를 사용할 때 안테나의 크기가 가장 작아집니다. X-band는 8~12 GHz의 주파수 대역을 의미하며, 이는 다른 주파수 대역에 비해 상대적으로 높은 주파수이기 때문에 안테나의 크기가 작아집니다.
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3. 공진 주파수 인 수직 접지 안테나에 연장코일을 직렬로 연결했을 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 공진 주파수가 높아진다.
  2. 공진 주파수가 낮아진다.
  3. 복사저항이 커진다.
  4. 복사저항이 작아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 공진 주파수가 낮아진다.

    해설: 연장코일을 직렬로 연결하면 안테나의 길이가 늘어나므로 공진 주파수가 낮아지게 됩니다. 이는 안테나의 길이와 공진 주파수가 반비례 관계에 있기 때문입니다. 따라서, 공진 주파수가 낮아지면 안테나의 효율이 높아지게 되며, 이는 전파 송수신에 유리합니다.
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4. 중파(MF)와 비교할 때, 마이크로웨이브의 특성으로 옳지 않은 것은?

  1. 마이크로웨이브를 이용하면 사용 가능한 주파수 대역폭이 넓어진다.
  2. 마이크로웨이브는 전리층에서 휘어지지 않기 때문에 위성통신에 적합하다.
  3. 파장이 길기 때문에 레이더에 사용되었을 때 목표물의 영상을 더 선명하게 얻을 수 있다.
  4. 예리한 지향성을 갖으며 안테나 이득이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • "파장이 길기 때문에 레이더에 사용되었을 때 목표물의 영상을 더 선명하게 얻을 수 있다."는 옳지 않은 설명입니다. 실제로는 파장이 짧을수록 레이더에서 목표물을 더 선명하게 감지할 수 있습니다. 이는 파장이 짧을수록 더 높은 주파수를 가지기 때문에 더 정밀한 정보를 수집할 수 있기 때문입니다. 따라서, 마이크로웨이브는 파장이 짧은 편에 속하며, 레이더에서 사용될 때 목표물의 영상을 더 선명하게 얻을 수 있습니다.
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5. 통신 시스템에서 사용하는 채널 오류 정정기술이 아닌 것은?

  1. 길쌈 부호(Convolutional Code)
  2. LDPC(Low Density Parity Check Code)
  3. CELP(Code Excited Liner Predictive Coding)
  4. 터보 부호(Turbo Code)
(정답률: 알수없음)
  • CELP는 음성 인식 및 압축에 사용되는 오디오 코덱 기술로, 채널 오류 정정 기술이 아닙니다. 다른 보기들은 모두 채널 오류 정정 기술입니다.
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6. 길이가 l이고, 부하임피던스가 ZL인 무손실 전송선로에서 부하임피던스가 0(단락)과 무한대(개방)일 때, 전송선로의 입력임피던스는 각각 j50Ω과 －j200Ω이다. 이 전송선로의 특성임피던스[Ω]는?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 37%)
  • 전송선로의 입력임피던스가 j50Ω일 때, 전송선로의 길이는 λ/4일 것이다. 이는 전파가 반사되어 입력임피던스와 일치하는 지점에서 발생하기 때문이다. 따라서 전송선로의 길이는 다음과 같다.

    l = λ/4 = (2π/λ)λ/4 = π/2

    전송선로의 길이가 π/2일 때, 부하임피던스가 0일 경우 특성임피던스는 다음과 같다.

    Z0 = jZLtan(βl) = j0Ω = 0Ω

    부하임피던스가 무한대일 경우 특성임피던스는 다음과 같다.

    Z0 = -jZLcot(βl) = -j∞Ω = 0Ω

    따라서 전송선로의 특성임피던스는 0Ω이다. 이는 보기 중에서 "100"이 아니므로, 정답은 "0"이다.
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7. 대역폭이 3KHz인 아날로그 신호를 8KHz의 주파수로 표본화하고, 256개의 레벨로 양자화하였다. 양자화된 표본을 이진 데이터로 표현할 때, 데이터의 비트율[Kbps]은?

  1. 48
  2. 64
  3. 192
  4. 2048
(정답률: 46%)
  • 표본화된 신호의 주파수는 8KHz이므로, 이를 표현하기 위해 최소한 13비트가 필요하다. (2^13 = 8192 > 8000)

    양자화된 표본은 256개의 레벨로 표현되므로, 이를 표현하기 위해 8비트가 필요하다. (2^8 = 256)

    따라서, 데이터의 비트율은 8KHz x 8비트 = 64Kbps가 된다. 따라서 정답은 "64"이다.
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8. 무선항행 보조장치로 사용되는 방향탐지기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 고니오미터는 전파의 도래각을 측정하는데 사용된다.
  2. 야간오차 경감효과를 얻고자 애드콕(Adcock) 안테나를 사용한다.
  3. 루프안테나를 사용하는 경우 전후방의 전파도래 방향을 결정하기 어렵다.
  4. 공중선 장치는 방향탐지기의 전원을 공급하는 장치이다.
(정답률: 알수없음)
  • 공중선 장치는 방향탐지기의 전원을 공급하는 장치가 아니라, 안테나와 방향탐지기를 연결하는 전선으로 사용된다. 따라서 "공중선 장치는 방향탐지기의 전원을 공급하는 장치이다."가 옳지 않은 설명이다.
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9. LTE(long-term evolution)에 사용되는 직교주파수분할다중화(OFDM) 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 단일반송파 전송 방식에 비해 일반적으로 피크 대 평균전력비 (peak to average power ratio)가 크다는 단점이 있다.
  2. 고속 푸리에 변환(FFT)을 사용하여 구현을 간단히 할 수 있다.
  3. 페이딩을 극복하기 위해 등화기를 사용할 수 있다.
  4. 직교주파수분할다중화(OFDM)는 직렬 전송 기술이다.
(정답률: 90%)
  • "직교주파수분할다중화(OFDM)는 직렬 전송 기술이다."가 옳지 않은 것이다. OFDM은 병렬 전송 기술로, 여러 개의 하위 채널로 분할하여 전송하는 방식이다.
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10. 전송선로를 다음과 같이 집중소자로 등가화 할 때, 무손실 전송선로가 되기 위한 조건은? (순서대로 R, G)

  1. 0, 0
  2. 0, ∞
  3. ∞, 0
  4. ∞, ∞
(정답률: 54%)
  • 전송선로가 무손실 전송선로가 되기 위해서는 등가화된 전기적 특성 임피던스가 모두 같아야 합니다. 이를 수식으로 나타내면 R1 + jG1 = R2 + jG2 = ... = Rn + jGn 이어야 합니다. 따라서 R과 G가 모두 0이어야 등가화된 전기적 특성 임피던스가 모두 같아지므로 무손실 전송선로가 됩니다.
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11. 차동펄스부호변조(DPCM), 델타변조(DM), 적응델타변조(ADM)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 델타변조(DM)에서의 표본 시간을 T, 스텝 크기를 △라 한다)

  1. 적응델타변조(ADM)에서 신호의 기울기가 작으면 스텝 크기를 감소시켜 양자화 잡음을 감소시킨다.
  2. 적응델타변조(ADM)에서 신호의 기울기가 크면 스텝 크기를 증가시켜 경사 과부하 잡음을 감소시킨다.
  3. 델타변조(DM)에서 입력 신호의 기울기가 계단의 기울기(△/T)보다 크면 경사 과부하 잡음이 발생된다.
  4. 델타변조(DM)는 차동펄스부호변조(DPCM)에 비해 표본당 더 많은 비트 수를 사용한다.
(정답률: 64%)
  • 델타변조(DM)는 차동펄스부호변조(DPCM)에 비해 표본당 더 적은 비트 수를 사용한다. 이는 차분 신호를 인코딩하기 때문에 이전 샘플과의 차이만을 전송하므로 더 적은 비트 수가 필요하다.
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12. 반송파 c(t) = Accos(2πfct)로 신호 s(t) = Amcos(2πfmt)를 주파수변조한 신호는? (단, βf는 FM 변조지수이다)

  1. gFM(t) = Acsin{2πfct + βfsin(2πfmt)}
  2. gFM(t) = Acsin{2πfct + βfcos(2πfmt)}
  3. gFM(t) = Accos{2πfct + βfsin(2πfmt)}
  4. gFM(t) = Accos{2πfct + βfcos(2πfmt)}
(정답률: 50%)
  • FM 변조에서 주파수 변화는 변조 지수에 비례하므로, 주파수 변조된 신호는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    gFM(t) = Accos[2πfct + βf∫s(τ)dτ]

    여기서 s(t) = Amcos(2πfmt) 이므로,

    ∫s(τ)dτ = (Am/2πfm)sin(2πfmt)

    따라서,

    gFM(t) = Accos[2πfct + βfsin(2πfmt)]

    이 되며, 따라서 정답은 "gFM(t) = Accos{2πfct + βfsin(2πfmt)}" 이다.
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13. 진폭변조 방식에서 대역폭을 가장 적게 사용하는 방식은?

  1. DSB-SC(Double Side Band - Suppressed Carrier)
  2. SSB(Single Side Band)
  3. DSB-LC(Double Side Band - Large Carrier)
  4. VSB(Vestigial Side Band)
(정답률: 알수없음)
  • SSB 방식은 DSB-SC 방식과 달리 캐리어 신호를 제거하고, 하나의 측면 대역폭만을 사용하기 때문에 대역폭을 가장 적게 사용하는 방식입니다.
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14. 정지궤도(GEO) 위성통신에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 주로 VHF대 주파수를 이용한다.
  2. 가시거리(line-of-sight) 통신방식이다.
  3. 정지궤도(GEO) 위성의 공전주기는 지구의 자전 주기와 동일하다.
  4. 정지궤도(GEO) 위성통신의 단점 중의 하나는 지연시간이 길다는 것이다.
(정답률: 70%)
  • "주로 VHF대 주파수를 이용한다."는 옳은 설명이 아니다. 정지궤도(GEO) 위성통신에서는 주로 Ku 및 Ka 대역의 주파수를 사용한다. 이는 더 높은 대역폭과 더 높은 전송속도를 제공하기 때문이다. VHF 대역은 주로 지상 통신에 사용된다.
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15. 위성통신의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 회선의 유연한 설정이 용이하지 않다.
  2. 광대역 통신회선의 구성이 가능하다.
  3. 일반적으로 상향링크와 하향링크에서 서로 다른 주파수를 사용한다.
  4. 점 대 다점(Point-to-multipoint) 통신이 가능하다.
(정답률: 84%)
  • 위성통신에서는 회선의 유연한 설정이 용이하지 않습니다. 이는 위성의 운용 방식과 관련이 있습니다. 위성은 지구 주위를 고도가 높은 궤도를 돌면서 통신을 수행하는데, 이 때문에 회선의 설정이 유연하지 않습니다. 즉, 위성의 궤도와 관련된 제약 때문에 특정한 회선 구성이나 변경이 어려울 수 있습니다.
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16. 무선랜(WLAN)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. IEEE 802.11 규격으로 a, b, g, n이 있으며, 물리계층과 MAC계층에 대해서 규격을 정하고 있다.
  2. IEEE 802.11과 802.11b를 제외하고 직교주파수분할다중화(OFDM) 기술을 적용하고 있다.
  3. 사용 주파수대역은 2.4GHz대이며, 점유 대역폭은 20MHz로 모든 규격이 동일하다.
  4. 직교주파수분할다중화(OFDM)에 적용되는 변조방식으로 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM을 지원한다.
(정답률: 알수없음)
  • "사용 주파수대역은 2.4GHz대이며, 점유 대역폭은 20MHz로 모든 규격이 동일하다."가 옳지 않습니다. IEEE 802.11n 규격에서는 5GHz 대역도 지원하며, 점유 대역폭은 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz 중 선택할 수 있습니다.
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17. 신호 s(t) = 8cos(64πt)가 주파수감도 2Hz/volt를 이용하여 주파수 변조될 때, 변조지수는?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 1
  4. 1.5
(정답률: 84%)
  • 주파수 변조된 신호는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

    s(t) = 8cos[2π(64 + 2m)t]

    여기서 m은 변조지수입니다. 이를 주파수감도로 나타내면 다음과 같습니다.

    2Hz/volt = 2πm Hz/V

    m = 1/(π*2) volt

    따라서 m은 0.5가 됩니다. 즉, 변조지수는 0.5입니다.
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18. 1.9GHz~2.1GHz 대역을 사용하는 통신 시스템에서 가장 성능이 좋은 송수신기 안테나 길이[cm]는? (단, 안테나는 파장의 1/2일 때 가장 성능이 좋으며, 전파의 속도는 300,000km/s이다)

  1. 3.75
  2. 7.5
  3. 15
  4. 30
(정답률: 93%)
  • 안테나 길이는 파장의 1/2일 때 가장 성능이 좋습니다. 따라서, 파장을 구해보겠습니다.

    파장 = 전파의 속도 / 주파수
    = 300,000,000 / 2,000,000,000
    = 0.15m

    따라서, 안테나 길이는 파장의 1/2인 0.075m, 즉 7.5cm가 됩니다.
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19. 그림과 같이 펄스폭이 1μs인 신호를 사용하는 레이더를 이용하여 목표물까지의 거리를 측정하고자 한다. 레이더의 송수신부가 동시에 동작하지 못한다고 가정할 때, 이 레이더의 최소탐지거리[m]는? (단, 전파의 속도는 300,000km/s이다)

  1. 150
  2. 300
  3. 450
  4. 600
(정답률: 74%)
  • 최소탐지거리는 레이더에서 신호를 보내고, 그 신호가 되돌아오는데 걸리는 시간을 계산하여 구할 수 있다. 이 신호의 왕복시간은 2μs이며, 이 시간 동안 전파는 600m를 이동한다. 따라서, 최소탐지거리는 600m의 절반인 300m보다 작아야 한다. 그러므로, 정답은 150m이다.
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20. 디지털 신호를 진폭변조 방식만으로 송신할 때 옳은 파형은?

(정답률: 알수없음)
  • 디지털 신호는 0과 1로 이루어진 이진 신호이므로, 진폭변조 방식에서는 0과 1을 구분하기 위해 진폭을 변조해야 합니다. 이 때, "" 파형은 0과 1의 진폭 차이가 크고, 구분이 쉬우며, 신호의 왜곡이 적어서 옳은 파형입니다. 다른 보기들은 진폭 차이가 작거나, 구분이 어렵거나, 신호의 왜곡이 많아서 옳은 파형이 아닙니다.
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