수신장해와 개선대책(수신화질)

수신장해와 개선대책(Ghost 장해)

가. 정의

산 그늘이나 빌딩그늘지역, 송전선 및 他건조물 등에서 반사되어 오는 반사파도 함께 도달하는 곳에서는 반사파와 직접파의 거리차(D1-D2)가 클 때에는 반사파의 지연은 무시할 수 없다. 그 결과로 화면에 직접파에 의한 영상과 지연하는 반사파에 의한 영상이 시간적으로 어긋나기 때문에 화면이 다중상으로 나타나고 이것을 ghost라 한다.
ghost장해의 원인이 되는 건조물에는 고층빌딩,송전선,철탑,교량,고속도로,골프연습장네트 등 여러 가지가 있다. ghost장해는 화면의 우측에 ghost상이 나오는 경우와 화면의 좌측에 ghost상이 나오는 경우가 있고, 대부분 화면의 우측에 ghost상이 나온다. 이것은 정상의 전파에 비해 ghost상의 전파가 시간적으로 늦게 수신기에 들어오는 경우가 일반적이기 때문이다.

그림2.5에서 직접파의 전파거리를 D2㎞, 반사파의 전파거리를 D1㎞라 한다면 양 전파의 차는 D1-D2이다. 전파의 속도를 V(3×10⁵㎞/s)라 한다면 반사파의 지연시간 t[s]=(D1-D2)/V이다.
따라서 형광면에 그림 2.6과 같이 직접파에 의한 화상보다도 t[s]만큼 늦게 반사파에 의한 화상이 나타난다. 이 화상의 간격을 d(㎝)라 하면,

d = (수평주사의 거리<화면수평폭>) × t (㎝) ÷ 수평주사시간
으로 된다.

다음은 화면상에서 ghost간격을 가지고 대상의 반사점의 측정방향을 간단히 설명하면 그림2.6.에서 화면의 황폭을 W[㎝], ghost의 간격을 d[㎝]라 하면 직접파와 반사파의 거리의 차 X[㎞]는 다음과 같다.

X[㎞] = 16 × d / W (수신기에 의한 수평의 진동이 있어 다소는 차이가 있다) ------2.6

예를 들면 화면폭이 40cm이고 ghost 간격이 1㎝라면 약 400m의 경로차가 된다. ghost파의 도래방향은 지향성이 예민한 안테나를 사용해 전파의 세기를 측정하면서 수평방향으로 1회전하면 반사파가 강하게 오는 방향에서는 강한 전파가 측정되기 때문에 재체로 방향을 알 수 있다.

나. ghost 장해전파의 전달방식의 예

1. 그림 5.7(a)는 송,수신 안테나 사이에 산과 빌딩 등의 장해물이 있는 동시에 부근 건조물의 반사에 의해 ghost장해가 일어난 경우로 직접파가 장해물에 의해 감쇄되기 때문에 ghost 장해는 일어나기 쉬운 경우이다.

2. 그림 5.7(b)는 송,수신안테나 전후에 빌딩이 있어 후방빌딩의 반사파가 전방의 빌딩으로 다시 반사되어 수신안테나에 도달해 ghost가 되는 경우이다.

그림 2.7(a),(b),(c)의 어느 경우나 송신안테나에서 발사된 전파가 최단거리를 거쳐 수신안테나에 도달한 것은 正像이 되고 빌딩 송신소등의 건조물과 산 등에 직접 반사해 수신안테나에 도달된 전파는 전파경로가 길기 때문에 그 만큼 선파에 시간이 걸려서 화면상으로는 정상화면의 우측에 나오는 ghost 像이 된다.

다. ghost의 개선대책

ghost의 개선대책으로는 수신안테나에 의한 개선대책과 공동수신에 의한 개선대책으로 개선할 수 있다.

1. 수신안테나에 의한 개선대책

1-1. 수신안테나의 위치선정에 의한 개선

시가지에서는 희망파의 반사파를 포함해서 주변의 건조물의 영향을 수반하기 때문에 그림 2.8과 같이 복잡하게 변화하고 있다. 그림에서 실선은 희망파, 점선은 반사파를 나타내고 있으며 그림(a)의 경우는 안테나 높이를 바꾸는 것이고 그림(b) 의 경우는 우측으로 이동하면 DU比가 충분하여 양호한 수신이 된다. 따라서 수신안테나의 위치,높이를 여러 가지로 변동시켜 양호한 수신점을 선정해 ghost를 개선한다.

1-2. 안테나 지향에 의한 개선

그림 2.9(a)와 같이 전계강도 ED 및 Ev의 희망파와 반사파가 있는 지점에서 실선과 같은 지향성 수신안테나로써 수신하면 안테나의 출력전압은 지향성을 위해 각각 eD와 eU가 되어 DU비는 지향성분만큼 개선된다. 그림(a)의 점선과 같은 지향성의 안테나를 사용하면 반사파성분은 eU에 감쇄하고 그만큼 DU비가 개선된다. 최근 강전계에서 ghost가 많은 시가지에 적합하다.
또한 반사파가 한 방향에서 도래하는 단순 ghost의 경우에는 그림(b)의 점선과 같이 수신안테나의 방향을 적게 바꾸는 경우 희망파성분 eD는 거의 변화가 없고 e`u가 감소해서 DU비가 개선된다. 단, 경우에 따라서는 반사파가 있고 그의 ghost가 강한 경우가 있기 때문에 단순 ghost의 경우에 유효하다.

1-3. 전용안테나의 stack에 의한 개선

1개의 광대역 안테나에서는 지향성에 한계가 있기 때문에 불충분한 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 low ch 전용안테나와 high ch 전용안테나를 stack해서 사용하는 것이 많다. 이 방법은 전용안테나의 지향성이 충분한 경우를 이용한 것이다.

1-4. 수평 diversity 수신에 의한 반사파 제거

초고층빌딩에 의한 반사장해가 10km이상의 지점에 이르고 희망파와 반사파의 방위차가 10度이하가 되어 지향성이 우수한 전용안테나에서도 ghost를 제거할 수 없는 경우가 있다. 이 경우는 그림 2.10과 같이 동일지향성 안테나 2기를 수평 diversity하면 개선이 가능하다.

2. 공동수신에 의한 개선대책

수신안테나에 의한 개선은 전계가 있기 때문에 빌딩 음지장해가 심한 지역에서는 수신점이 가장 양호한 아파트나 빌딩옥상에 안테나를 설치하여 ghost가 없는 전파를 수신한다. 이것은 동축케이블로 수상기까지 개선이 가능하므로 널리 채용되고 있다.