9급 국가직 공무원 무선공학개론 필기 기출문제복원 (2025-04-05)

9급 국가직 공무원 무선공학개론 2025-04-05 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 무선공학개론
(2025-04-05 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 안테나 이득의 단위로 사용할 수 있는 것은?

  1. dBW
  2. dBi
  3. dBm
  4. dBmV
(정답률: 알수없음)
  • 안테나 이득은 등방성 안테나(Isotropic Antenna)를 기준으로 한 전력 이득을 나타내므로, 단위로 dBi를 사용합니다.
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2. 무선 근거리 통신망(WLAN, wireless local area network) 기술을 규정하고 있는 국제 표준은?

  1. IEEE 802.3
  2. IEEE 802.11
  3. IEEE 802.16
  4. IEEE 802.22
(정답률: 알수없음)
  • 무선 근거리 통신망(WLAN)의 물리 계층 및 매체 액세스 제어(MAC) 계층을 규정하는 국제 표준은 IEEE 802.11입니다.

    오답 노트
    IEEE 802.3: 유선 LAN(Ethernet)
    IEEE 802.16: WiMAX
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3. 자유공간에서 전파되는 주파수가 100[Hz]인 전자파 A와 1,000[Hz]인 전자파 B에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 파장은 A가 B의 10배이고, 전파속도는 A와 B가 같다.
  2. 파장은 B가 A의 10배이고, 전파속도는 A와 B가 같다.
  3. 파장은 A가 B의 10배이고, 전파속도는 B가 A의 10배이다.
  4. 파장은 B가 A의 10배이고, 전파속도는 A가 B의 10배이다.
(정답률: 알수없음)
  • 자유공간에서 모든 전자파의 전파속도는 빛의 속도로 동일하며, 파장은 주파수에 반비례합니다.
    주파수가 $100\text{ Hz}$인 A가 $1,000\text{ Hz}$인 B보다 주파수가 $\frac{1}{10}$배이므로, 파장은 10배가 됩니다.
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4. 그림 (가)와 같은 아날로그 신호를 펄스 변조한 신호가 그림 (나)와 같을 때, 사용한 변조 방식은?

  1. PAM
  2. QAM
  3. PWM
  4. PPM
(정답률: 알수없음)
  • 아날로그 신호의 크기에 따라 펄스의 위치(Position)를 변화시켜 전송하는 방식이므로 PPM(Pulse Position Modulation)입니다.
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5. 전송선로와 안테나 사이의 반사계수가 0.5일 때, 전압정재파비(VSWR, voltage standing wave ratio)는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 반사계수를 이용하여 전압정재파비(VSWR)를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$VSWR = \frac{1 + \rho}{1 - \rho}$$
    ② [숫자 대입]
    $$VSWR = \frac{1 + 0.5}{1 - 0.5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$VSWR = 3$$
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6. 디지털 변조 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. ASK는 반송파의 진폭을 변화시킨다.
  2. FSK는 반송파의 주파수를 변화시킨다.
  3. QAM은 반송파의 진폭과 주파수를 동시에 변화시킨다.
  4. DPSK는 이전 신호와 현재 신호의 반송파 간의 위상차를 알면 복조가 가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • QAM(직교 진폭 변조)은 반송파의 진폭과 위상을 동시에 변화시켜 데이터를 전송하는 방식입니다. 주파수를 변화시키는 것이 아니므로 QAM은 반송파의 진폭과 주파수를 동시에 변화시킨다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    ASK: 진폭 변화(맞음)
    FSK: 주파수 변화(맞음)
    DPSK: 위상차 이용 복조(맞음)
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7. 반송파 억압 양측파대(DSB-SC, double sideband-suppressed carrier) 방식으로 변조된 신호 m(t)cos(2πfct)를 복조하여 메시지 신호 m(t)를 얻었을 때, 복조 과정에서 사용된 반송파는? (단, m(t)의 주파수는 fc보다 매우 작고, 복조 시 통과대역의 이득이 1인 이상적인 저역통과필터를 사용한다)

(정답률: 알수없음)
  • DSB-SC 신호를 복조하기 위해서는 변조 시 사용한 반송파와 동일한 주파수의 동기 검파기가 필요합니다. 신호 $m(t)\cos(2\pi f_c t)$에 $2\cos(2\pi f_c t)$를 곱하면 삼각함수 곱셈 공식에 의해 $2m(t)\cos^2(2\pi f_c t) = m(t)(1 + \cos(4\pi f_c t))$가 되며, 여기서 저역통과필터(LPF)를 통해 고주파 성분을 제거하면 원래의 메시지 신호 $m(t)$를 정확히 얻을 수 있습니다. 따라서 정답은 입니다.
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8. 다음 메시지 신호 m(t)를 변조할 때, 신호 파형 (가)~(다)와 신호 명칭 A~C를 바르게 연결한 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • 메시지 신호 $m(t)$의 변화에 따른 반송파의 특성을 분석하면 다음과 같습니다.
    (가)는 진폭과 주파수가 일정한 기본 파형이므로 변조되기 전 반송파 신호(B)입니다.
    (나)는 $m(t)$의 값에 따라 주파수가 변하고 있으므로 주파수 변조된 신호(A)입니다.
    (다)는 $m(t)$의 값에 따라 위상이 반전되고 있으므로 위상 변조된 신호(C)입니다.
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9. 펄스부호변조(PCM, pulse code modulation)의 입출력 신호와 과정을 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. (가)－(나)－(다)－(라)－(마)
  2. (가)－(라)－(다)－(나)－(마)
  3. (마)－(다)－(라)－(나)－(가)
  4. (마)－(라)－(나)－(다)－(가)
(정답률: 알수없음)
  • 펄스부호변조(PCM)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정으로, 표본화 $\rightarrow$ 양자화 $\rightarrow$ 부호화의 순서를 거칩니다.
    따라서 올바른 순서는 아날로그 신호(가) $\rightarrow$ 표본화(라) $\rightarrow$ 양자화(다) $\rightarrow$ 부호화(나) $\rightarrow$ 디지털 신호(마)입니다.
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10. 안테나에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 등방성 안테나의 지향성은 1보다 크다.
  2. 다이폴(dipole) 안테나는 일반적으로 전방향성 빔 패턴을 갖는다.
  3. 기하학적 모양에 따라 도선 안테나, 개구면 안테나, 평면형 안테나 등으로 분류된다.
  4. 등방성 안테나로부터 수신되는 신호의 전력밀도는 이론적으로 안테나로부터 거리의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 안테나의 기본 특성과 지향성에 대한 개념을 묻는 문제입니다. 등방성 안테나는 모든 방향으로 동일하게 에너지를 방사하는 가상의 기준 안테나이므로, 지향성(Directivity)의 정의에 따라 그 값은 정확히 $1$입니다.

    오답 노트
    다이폴 안테나: 도넛 모양의 전방향성 빔 패턴을 가짐
    안테나 분류: 형태에 따라 도선, 개구면, 평면형 등으로 구분함
    전력밀도: 거리의 제곱에 반비례하여 감소함
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11. 다음 주파수 값 중 가장 큰 것은?

  1. 1[THz]
  2. 1[GHz]
  3. 1[PHz]
  4. 1[MHz]
(정답률: 알수없음)
  • 주파수 단위의 접두어 크기를 비교하여 가장 큰 값을 찾는 문제입니다. 각 단위의 배수는 다음과 같습니다.
    $\text{M (Mega)} = 10^{6}$, $\text{G (Giga)} = 10^{9}$, $\text{T (Tera)} = 10^{12}$, $\text{P (Peta)} = 10^{15}$
    따라서 $1\text{PHz}$가 가장 큰 주파수 값입니다.
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12. 20[dB] 증폭된 신호전력이 2.4[W]일 때, 증폭되기 전의 신호전력 [mW]은?

  1. 1.2
  2. 2.4
  3. 12
  4. 24
(정답률: 알수없음)
  • 전력 이득 $dB$는 입력 전력과 출력 전력의 비율에 $10 \log_{10}$을 취한 값입니다. 증폭 전 전력을 구하기 위해 역산 과정을 거칩니다.
    ① [기본 공식] $P_{in} = P_{out} \div 10^{\frac{dB}{10}}$
    ② [숫자 대입] $P_{in} = 2.4 \div 10^{\frac{20}{10}}$
    ③ [최종 결과] $P_{in} = 0.024 \text{ W} = 24 \text{ mW}$
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13. 대역폭이 B[Hz]인 AWGN 채널을 통해 수신된 신호의 신호대 잡음비를 이라고 할 때, 이 전송 채널을 통해 오류 없이 수신될 수 있는 섀넌(Shannon)의 최대 채널 용량[bps]은?

(정답률: 알수없음)
  • 섀넌의 채널 용량 정리는 대역폭과 신호대 잡음비(SNR)를 통해 오류 없이 전송 가능한 최대 전송 속도를 정의합니다.
    ① [기본 공식] $C = B \log_{2}(1 + SNR)$
    ② [숫자 대입] $C = B \log_{2}(1 + SNR)$
    ③ [최종 결과]
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14. OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 단일 반송파 전송 방식보다 등화기 구조가 간단하다.
  2. CP(cyclic prefix)의 길이가 길어질수록 심볼 전송률이 증가한다.
  3. CP의 길이를 최대 지연 시간보다 길게 설정하면 부반송파들 간의 직교성이 깨지는 현상을 방지할 수 있다.
  4. 심볼에 보호구간을 삽입하여 다중경로 채널에 의해 발생하는 인접 심볼 간 간섭 문제를 해결할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • CP(cyclic prefix)는 심볼의 뒷부분을 복사해 앞에 붙이는 보호 구간입니다. CP의 길이가 길어질수록 실제 데이터를 전송하는 유효 심볼 시간이 상대적으로 줄어들기 때문에 심볼 전송률은 오히려 감소하게 됩니다.
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15. 다음 설명에 해당하는 소규모 페이딩은?

  1. 주파수 선택적 빠른 페이딩
  2. 주파수 선택적 느린 페이딩
  3. 주파수 비선택적 빠른 페이딩
  4. 주파수 비선택적 느린 페이딩
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지 의 조건에 따른 페이딩 분류는 다음과 같습니다.
    1. 심볼 주기 < 심볼 지연확산: 신호 대역폭보다 채널 대역폭이 좁아 주파수 선택적 페이딩(Frequency Selective Fading)이 발생합니다.
    2. 심볼 주기 > 코히런스 시간: 채널의 변화 속도가 빨라 빠른 페이딩(Fast Fading)이 발생합니다.
    따라서 정답은 주파수 선택적 빠른 페이딩입니다.
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16. 정지궤도 위성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 궤도 경사각이 0°이다.
  2. 도플러 천이 특성이 거의 나타나지 않는다.
  3. 지표면으로부터 약 36,000[km]의 고도에서 운용된다.
  4. 극지방에서는 앙각이 커서 수신 신호의 품질이 좋아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정지궤도 위성은 적도 상공 약 $36,000\text{km}$ 고도에서 지구 자전 속도와 동일하게 회전하므로, 지상에서 볼 때 항상 같은 위치에 고정되어 보입니다. 따라서 궤도 경사각이 $0^{\circ}$이며, 상대 속도가 거의 없어 도플러 천이가 발생하지 않습니다.

    오답 노트
    극지방에서는 앙각이 매우 낮아져 지형지물에 의한 차폐가 심해지고 수신 신호 품질이 저하됩니다.
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17. 자유공간에서 이상적인 두 개의 등방성 안테나 사이의 거리가 1.25[km]이고 전파의 주파수가 1[GHz]일 때, 경로손실[dB]은? (단, π＝3.0, log5＝0.7, 전파의 속도는 3×108[m/s]이다)

  1. 92
  2. 94
  3. 96
  4. 98
(정답률: 알수없음)
  • 자유공간 경로손실(FSPL) 공식에 주파수와 거리를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 20 \log d + 20 \log f + 20 \log \frac{4 \pi}{c}$
    ② [숫자 대입] $L = 20 \log 1250 + 20 \log 10^{9} + 20 \log \frac{4 \times 3}{3 \times 10^{8}}$
    ③ [최종 결과] $L = 94\text{ dB}$
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18. 위성통신 시스템의 주파수 대역에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주파수는 Ku 밴드가 Ka 밴드보다 높다.
  2. 가용 주파수 대역폭은 L 밴드가 Ku 밴드보다 넓다.
  3. 대기권이나 전리층을 통과할 수 있는 대역의 주파수를 사용한다.
  4. 일반적으로 상향 링크보다 하향 링크에 더 높은 주파수 대역을 할당한다.
(정답률: 알수없음)
  • 위성통신은 지상국과 위성 간의 통신을 위해 전리층과 대기권을 투과할 수 있는 초고주파(SHF) 이상의 대역을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    Ku 밴드가 Ka 밴드보다 높다: Ka 밴드가 더 높은 주파수 대역임
    L 밴드가 Ku 밴드보다 넓다: 일반적으로 고주파 대역일수록 가용 대역폭이 넓음
    하향 링크에 더 높은 주파수 할당: 일반적으로 상향 링크(Uplink)에 더 높은 주파수를 할당함
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19. 레이더에서 발사된 펄스가 발사 직후부터 목표물에 반사되어 돌아오기까지 300[μs]의 시간이 걸렸을 때, 레이더에서 목표물까지의 거리 [km]는? (단, 전파의 속도는 3×108[m/s]이다)

  1. 15
  2. 30
  3. 45
  4. 60
(정답률: 알수없음)
  • 레이더 거리 측정은 전파가 왕복하는 시간의 절반을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $d = \frac{c \times t}{2}$
    ② [숫자 대입] $d = \frac{3 \times 10^{8} \times 300 \times 10^{-6}}{2}$
    ③ [최종 결과] $d = 45000\text{ m} = 45\text{ km}$
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20. GPS(global positioning system)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. GNSS(global navigation satellite system)의 일종이다.
  2. GPS 위성과 수신기 사이의 전파시간으로부터 거리를 결정한다.
  3. 지상으로부터 약 20,000[km] 높이의 중궤도 위성으로 구성된다.
  4. GPS 수신기는 2개의 위성 신호만으로 지구상에서 자신의 위치를 파악할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • GPS 수신기가 3차원 공간(위도, 경도, 고도)에서 정확한 위치를 파악하기 위해서는 최소 4개(시간 오차 보정 포함)의 위성 신호가 필요합니다.

    오답 노트
    2개의 위성 신호만으로 위치 파악: 최소 4개의 위성이 필요함
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