공시청설비 일반사항

TV 공청설비	안테나	정합기	분배기/분기기	증폭기
전파장해요인	배선설계	인접건물의 전파장해	혼합기/분파기	TV 방송주파수할당대역

가. 라디오 공청설비

빌딩 옥상에 1개의 Chip 안테나 또는 역 L형 안테나를 설치하고 증폭기로 각 채널별로 증폭하여 건물 내의 필요개소에 배분.

1. 배분방식 : 유선식, 반용식이 있다.

T.V공청 안테나의 발달로 라디오 공청설비는 일부 병원 및 호텔에 시설하는 정도로 무용화되었다.

나. T.V 공청설비

전파의 수신에 적합한 건물의 옥상에 1개의 안테나(MATV : Master Antenna Television)를 설치하여 양호한 전파를 수신하여 적합하게 증폭하여 TV 수상기에 전파를 배분하기 위한 설비.

1. TV공청설비의 분류

건물단위 공청 (빌딩공동수신시스템)
공도주택,아파트 및 맨션 등의 옥상에 수신안테나를 설치하고 수신안테나에서 각 세대에 TV신호를 분배하는 시스템으로, 그 특징은 가입자가 상하 좌우에 인접하고 있으며, 잠재전계강도가 강하고, 신호전송을 위한 배관 및 케이블 공사를 하고 있어 시스템 시공후 변경은 거의 불가능 하다. 또한 VHF와 UHF TV전파를 그대로 사용한다.
지역외 재송신,자주방송시스템
대도시권의 방송권에 근접한 지방도시에 채널 수를 증가하기 위해 대도시권의 TV전파를 원거리 수신하여 재송신하는 비교적 대형으로 CATV라고 불리며, 이 시스템의 특징은 세대수가 많고, 전송TV채널이 많으며, 영리를 목적으로 하는 기업으로 성립되며, 자주방송을 하는 경우도 있다.
난시청 지대용(지역공동수신시스템)
난시청해소 및 구역외 재송신을 목적으로 설치하는 것으로서 邊地(산간벽지) 공동수신시스템과 빌딩그늘 공청시스템으로 분류된다.

2. TV 공청용 유효 전계강도의 한계

◎흑백 : 50dB ◎칼라 : 60dB

다. 구 성

안테나, 혼합기 및 분파기, 증폭기, 분배기, 분기기, 직렬 유니트, 정합기, 전송로 등으로 구성.

1. 안테나

1-1. 안테나의 형식

야기 안테나 및 그 변형이 사용된다.

야기 안테나 구조

반파장 Dipole Antenna의 전방에 약간 짧은 도선(도파기), 후방에 약간 긴 도선(반사기)를 설치하여 단일 방향의 예리한 지향성을 가지게 한 것.
일본인 "야기"가 고안.

공청용의 경우 7~11소자가 일반적으로 사용된다.
소자 수가 많을수록 지향성, 이득이 좋아진다.
스택 안테나(야기안테나 2기 이상 조립)가 지향성, 이득개선을 도모하는 안테나도 많이 사용된다.
기타 : 안테나의 종류

1-2. 전계강도와 수신전압

1-2-1. 전계강도

안테나의 단위길이(1m)당 몇V의 전압이 유기되는가를 나타내는 것으로 1μV를 유기했을 때 0 (dBμ/m) 라는 기준치로 정한 절대치 표시.
전계강도(dBμ/m) = 20 Log₁₀안테나 유기전압μV÷안테나의 길이m)

1-2-2. 전계강도에 영향을 주는 요소

송신전력, 방송국까지의 거리 및 장애물

1-2-3. 전계강도의 구분

강전계 : 94dB 이상
중전계 : 74~94dB
약전계 : 50~74dB
미전계 : 5~40dB

1-2-2. 안테나 수신전압

안테나 수신전압 E₂= 전계강도 E + 안테나 이득 G + 안테나의 실효길이 Ge

1-3. 안테나의 특성

구 분

내 용

대 역

대역폭
안테나가 적응하는 주파수의 폭, 위의 성능이 규격치內에 있는 주파수의 폭을 말하며 VHF, UHF로서 전대역용,광대역용 등이 있다.

일반적으로 이득이 중앙부의 양호한 값보다 -3dB인 점.
전대역, 광대역 및 채널전용 안테나로 구분할 수 있다.

이득

(Gain)

안테나의 주축방향에 대한 감도를 나타낸다.
소자가 많을수록 이득이 크고, 동일한 소자수의 경우 대역이 좁아질수록 이득이 커진다.
유능이득과 동작이득으로 구분되며 동작이득은 유능이득에서 임피던스 부정합에 의한 손실을 제외한 이득을 나타낸다.

지향성

어떤 방향의 안테나의 출력전압과 최대출력전압과의 비를 나타내며, 전력반치 폭과 전후비가 있다.

그림은 반파장 다이폴안케나의 지향특성으로 수평면內와 수직면內의 θ의 각도로 도래하는 전파에 대한 감도를 나타낸 것이다.

전력반치 폭
안테나의 최대감도의 방향에서 전력의 -(1/2)로 저하되는 2점사이의 각도로서, 소자수가 많을수록 전력반치폭이 좁아지고 또한 지향성이 좋다,

즉, 안테나 주축방향의 이득보다 전압으로 1/√2(약70%) 적은 폭의 각도를 말하며 이 값이 적을수록 지향성이 銳敏해지고 소자수가 많을수록 반치폭은 작아진다.
지향성에는 수평면지향성과 수직면지향성이 있고 그림3.2와 같은 pattern으로 나타내어진다.

전후비(FBR : Front -to-Back Ratio)
안테나의 최대감도방향과 그 반사방향 180°± 60°의 범위 내에 있는 최대감도와의 비를 말하며, 수신안테나의 방해파(Ghost, 잡음전파)의 배제 능력을 나타내는 척도가 된다.

- P : 전방의 최대방사전력[W]
- P0 : 후방의 최대방사전력[W]
null point
안테나의 수직지향특성에 의해 전계강도가 현저하게 낮게 되는 부분이 발생하는 현상을 말한다. 多段 안테나에서 단순한 급전의 경우 들어오는 방향에 따라서는 전계강도가 낮은 지역이 만들어지나 안테나 상하단의 전력분배비, 급전위상을 변하는 것에 따라 그의 영향을 감소할 수 있다.

전압
정재
파비

VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)의 약어로서 안테나측과 부하측의 임피던스가 동일할 때 안테나 유기전력이 효율적으로 전송되며, 임피던스가 다른 경우에는 전송된 신호가 일부 반사되어 진행파 사이의 정재파가 된다. 정재파 비는 그 정재파의 최대치와 최소치의 비를 말하며, 그 값이

1일 경우 신호전송이 완전하고,
2이하의 경우에는 실용상 지장이 없으나,
3이상일 경우에는 반사파의 원인이 된다.

기계적 성능

안테나의 강도, 내부식성을 나타내는 것으로 풍압하중, 정부하중, 진동, 염수분무, 내후폭설시험 등을 실시하여 기계적 성능이 변화하지 않는 것.

1-4. 안테나의 종류별 성능 및 적용

1-4-1. 성능비교

구분	VHF High	VHF Low	UHF
소자 수 삽입손실dB 이득dB 반치 각 전후비dB 정재파 비 입출력 임피던스	8 0.6 이하 8 이상 65°이하 10 이상 1.2 이하 75	5 0.6 이하 6 이상 65°이하 10 이상 1.2 이하 75	22 이상 0.6 이하 10 이상 60°이하 10 이상 1.2 이하 75

1-5. 안테나의 적용

적용안테나	내용
전 대역 안테나	각 채널의 전계강도가 강하고 그 감도 차가 적으며 전파도래 방향이 거의 동일할 때 적용.
광 대역 안테나	전계강도가 Low 채널과 High 채널 간에 차이가 있거나 전파도래 방향이 다를 때 적용. LOW 채널 : FM~CH6, High 채널 : CH7~CH13
전 대역안테나 + 전용안테나	특정채널만 전계강도의 차이가 있거나 전파도래 방향이 다를 때 적용.
수직스틱 안테나	수평,수직 지향성을 향상시키고 이득을 약 2배(3dB) 정도 향상이 가능하다.
수평스틱 안테나	수평,수직 지향성을 향상시키고 이득을 약 2배(3dB) 정도 향상이 가능하다.

1-6. 안테나의 설치장소

좋은 전파를 수신할 수 있는 장소 : 옥상면적 범위 내
각국의 전계강도 차이, 적괴변동이 없는 장소.
잡음원에서 떨어진 장소 : 고주파기기, 전차, 전동차
Ghost 가 적은 곳 : 송신 안테나 방향에 반사건물이 없는 곳.
피뢰설비의 보호범위내에 설치.
미관상 우려되지 않는 장소.
풍속 30m/sec의 풍속에 견딜 수 있는 장소.

1-7. 전파장애요인

1-7-1. Ghost 현상

반사파에 의한 Ghost(화면 겹침)발생 현상.

단순 Ghost : 반사파가 1개인 것.
복잡 Ghost : 반사파가 2개 이상인 것.
부 극성 Ghost : 위상 차가 90~270°
정주성 Ghost : 위상 차가 90°이내인 것.

대책

안테나의 위치를 조정하여 직접파의 수신감도를 높인다.
고 이득 지향성이 높은 채널전용 안테나 설치.

1-7-2. Snow 현상

약전계 지역에서 일어나는 현상으로 화면에 눈이 내리는 것 같이 되어 화면이 뚜렷하지 못한 현상.

대책

고 이득 채널전용 안테나 사용
안테나의 위치를 높게 한다.
CATV 방식 채택

1-7-3. Fading 현상

전파의 수신강도가 전파의 전송경로의 완만한 변화에 의해 시간과 함께 변화되는 현상.
(전계의 변동으로 전파의 강도가 변하여 화면이 흐릿해지는 현상.)

종류
간섭성, 편파성, 흡수성, 도약성, 선택성 등이 있다.
대책
수신기에 자동이득 조정회로(AGC)나 공중선(안테나)의 설치에 다이버시티 방식을 사용한다.

1-7-4. Flutter 현상

전파가 전해지는 경로 또는 전계가 장한 지점에 빠른 이동물체 (비행기, 전철 등)가 지나갈 때 화면이 어른거리는 현상

대책 : 수직 지향성이 좋은 안테나 설치.

1-7-5. 차폐장애현상

건물 등에 의해 전파가 차폐되어 음지(난 시청 지역)가 발생하는 현상

대책 : CATV방식 채택

1-7-6. 기상, 기후의 영향

천둥, 번개 등에 의한 현상.

2. 증폭기

수신점의 전파 강도가 약한 장소 또는 수신전파가 TV수상기에서 필요한 입력전압 이하로 감쇠할 때 설치.

2-1. 증폭기의 전기적 특성

종류	수신 주파수 (㎒)	이득 dB	최대출력 레벨dB	주파수 특성dB	잡음지수 dB	정재 파비	주위 온도 ℃
VHF1 형	76~108 170~222	30 35	90 이상 95 이상	±1이하 ±1이하	10 이하 10 이하	2.5 이하 2.5이하	-10~40 -10~40
VHF2 형	"	"	105 이상 110 이상	"	"	"	"

2-2. 증폭기의 선정법

증폭기의 선정시 검토항목은 증폭대역, 이득, 출력레벨이며, 분배손실과 전송손실 합계에 알맞은 증폭기 이어야 한다.
이득에는 출력레벨의 관계로 한도가 있으며 통상 옥내용 분배 증폭기의 경우 30~40dB이다.
증폭기는 정격출력 이상의 출력으로 사용하면 증폭기 내부에 장해가 발생되므로 정격출력 이하로 사용한다.

2-3. 증폭기 조정법

증폭기에는 적당한 작동레벨이 있으며 작동레벨이 낮으면 C/N가 나빠지고 높으면 비트 장해로 변형이 생기는 경우가 있다.

3. 정합기

안테나와 급전선 부하와의 임피던스의 정합이 필요할 때 사용.

TV 안테나의 임피던스 : 300Ω
평행피더의 임피던스 : 300Ω
동축케이블의 임피던스(c-type) : 75Ω

3-1. 정합기의 형식별 분류

형명	임피던스		정재파 비	삽입손실
형명	입력	출력	정재파 비	삽입손실
MB-37	300	75	1.5 이하	0.3dB 이하
MB-73	75	300	"	"
PMC-73	75	300	"	"

4. 혼합기 및 분파기

서로 다른 2 이상의 주파수대의 복수 개 입력단자에서 입력된 전파를 하나의 출력단자로 혼합하여 출력, 하나의 단자에서 입력되는 전파신호를 2이상의 주파수대 전파로 분파하는 기기.(예 High와 Low의 혼합 및 분파, VHF와 UHF의 혼합 및 분파)

4-1. 혼합기의 전기적 특성

종류	임피던스		정재파비	삽입손실 dB	대역 감쇠량 dB
종류	입력	출력	정재파비	삽입손실 dB	대역 감쇠량 dB
VHF-VHF	75	75	1.5 이하	1.5 이하	25 이상
UHF-VHF	75	75	1.8 이하	1.5 이하	25 이상
UHF-UHF	75	75	1.8 이하	1.5 이하	25 이상

5. 분배기 및 분기기

전파를 균등하게 배분(분배기) 및 전송로 도중에서 신호의 일부를 출력(분기기)하는 기기로서 선로손실 계산은 일반적으로 아래의 손실로 계산하면 무리가 없다.

분배기의 경우 : 입력레벨(dB) - 4dB = 출력레벨....
분기기(방향성 결합기의 경우)
- 직렬분기 : 입력레벨(dB) - 1dB = 출력레벨...
- 병렬분기 : 입력레벨(dB) - 10dB = 출력레벨...
선로손실 : 단위길이 당 손실을 감안한다.

5-1. 분배기의 특성

종류	임피던스		정재파비	삽입손실 dB	분배수
종류	입력	출력	정재파비	삽입손실 dB	분배수
DA-774 DA-334	75 300	75 300	1.5 이하	9.3 이하	4
DA-774 DA-334	75 300	75 300	1.5 이하	9.3 이하	2

5-2. 분기 및 분배방식

방식	적용	기타
분배, 분배 방식	수신점이 집중해서 설치되는 경우에 적용 분배기 접속개소가 3개소 이상이 되면 수신기 입력단자에 반사파의 간섭에 의하여 화질이 저하되므로 분배 수를 제한 하여야 하는 경우도 있다.	그림
분기,분배 방식	각 수신점이 비교적 떨어져 있고 간선의 길이가 긴 경우에 적용.	그림
분기,분기 방식	분기기에 직접 직렬 유니트를 접속하여 분배하는 방법.	그림
분배,분기 방식	간선에 분배기를 접속해서 각 수신점에 분기하는 방식. 장래 증설이 예정된 곳에 적용.	그림

6. 대역필터(Band Pass Filter)

		2개의 차단 주파수 사이의 주파수의 전력을 손실없이 통과시키는 회로. 중파방송 대역(Band) 525~1605(㎑) FM방송 대역 88~108(㎒)
주파수 특성	대역필터의 "예"

라. 배선설계

입력전파의 단자전압dB - 케이블 손실dB - 결합기 손실dB의 값이 72.5dB로 떨어질 때까지 분배 가능.
아파트 설계의 경우에는 단위세대별로 독립하여 배관을 한다.
(추후 CATV 계통의 구성을 위함)

1. 단자전압

공동수신설비의 전송로에서 입,출력 전압 1μV를 0 dB라 정한 절대치를 dB로 표시.
단자전압 dB = 20×Log₁₀ 입출력전압(μV)

2. 전력

1 (mw)를 0 dB라고 정한 전력표시로 TV 공동 수신설비의 전송선로에서 송출되는 전력은 100 mw로 제한되고 있다.

마. 전파장해

전파장해는 원인 제공자에게 전파장해(빌딩그늘 및 반사)에 의한 난 시청 구역의 원인해소 의무가 법령에 규정되어 있으므로 상호 협의에 의해 전파장해 보상대책 강구 또는 보상비를 지불한다.

1. 전파장해 보상대책

빌딩 그늘용 안테나 또는 유선에 의한 설비 설치.

바. TV 방송용 주파수 할당(VHF)대

채 널		주파수대 (㎒)	영상 반송파 (㎒)	음성 반송파 (㎒)
구분	번호	주파수대 (㎒)	영상 반송파 (㎒)	음성 반송파 (㎒)
	U	44~50
저 채 널	2 3 4 5 6	54~60 60~66 66~72 76~82 82~88	55.25 61.25 67.25 77.25 83.25	59.75 66.75 71.75 81.75 87.75
고 채 널	7 8 9 10 11 12 13	174~180 180~186 186~192 192~198 198~204 204~210 210~216	175.25 181.25 187.25 193.25 199.25 205.25 211.25	179.75 185.75 191.75 197.75 203.75 209.75 215.75

용어의 정의

1. 초단파(Very High Frequency)

주파수가 30~300㎒ 인 전파를 말하며 VHF라고 한다.

특징
파장이 1~10m로 짧기 때문에 빛과 같이 직진하는 성질이 있고 전리층도 뚫고 나가므로 직접파밖에 이용할 수 없으며 따라서 도달거리는 가시거리 내에 한정된다.
용도
텔레비젼, 이동무선, 항공용 및 레이더 등.

2. 극초단파(마이크로파 : Ultra High Frequency)

주파수가 300㎒ 를 넘는 전파를 말하며 UHF라고 한다.

특징
파장이 1m이하 10㎝의 헤르쯔파.
용도
레이더용 등...

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