Radio Resource Team 전파스펙트럼과레이다특성 ETRI 전파자원연구팀이주환, 정남호 KORPA 전파자원연구팀엄진우 joohlee@etri.re.kr
목 차 Ⅰ 전파스펙트럼 Ⅱ 레이다주파수현황 Ⅲ 대역별레이다특성 Ⅳ Concluding Remarks 1
Ⅰ 전파스펙트럼 Ⅱ 레이다주파수현황 Ⅲ 대역별레이다특성 Ⅳ Concluding Remarks 2
전자기파의분류 전자기파는주파수에따라분류되며높은순서대로감마선, X 선, 자외선, 가시광선, 적외선, 전파등으로구분 파장 주파수 1000m 0.1mm 700nm 400nm 10nm 0.01nm 0.001nm 3kHz 3000GHz 4Ⅹ10 14 Hz 7Ⅹ10 14 Hz 3Ⅹ10 16 Hz 3Ⅹ10 19 Hz 3Ⅹ10 20 Hz 표기 전파 적외선 ( 열복사 ) 가시광선 자 외 선 X 선 감 마 선 우 주 선 전파 : 인공적인유도없이공간을전파하는 3,000 GHz 이하의주파수의전자기파 (ITU) 주파수 파장 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3 GHz 30 GHz 300 GHz 3000 GHz 1km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mm 0.1mm 장중파단파초단파파 극초단파 마이크로파 밀리미터파 서브밀리파 파장 = 빛의속도 / 주파수 빛의속도 : 3Ⅹ10 8 m 1kHz = 10 3 Hz 1 GHz =10 9 Hz 1 nm = 10-9 1 MHz =10 6 Hz m 3
전파의전파특성 낮은주파수 전송가능한정보량적음해상, 항공통신등장거리통신에적합강한회절성 : 장애물이있어도송신유리 높은주파수 전송가능한정보량많음고정통신, 초고속통신등에적합강한직진성 : 특정방향으로송신유리 기지국출력 전파는공기중에서진행거리의제곱에 반비례하여출력이감소 신호를수신하기위한최소출력 특정거리이상되면신호의세기가감쇄되어신호의수신이어려워지는데이거리를커버리지라함 거리 셀커버리지 4
전파의분류와주요용도 전파규칙 (RR; Radio Regulations) 에서는 3kHz ~ 3000GHz 범위의전자파를전파 (Radio) 로정의 파장 100km 10km 1km 100m 10m 1m 10cm 1cm 1mm 0.1mm 주파수 3kHz 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz 3THz 마극서초초이밀광장중단초브장단크리영파파파단 MM 파파로파역파파파 LF EHF 선박,, 항공기용비콘 MF 선박통신선박,, 항공기비콘중파방송 (AM 라디오 ) 아마추어무선 HF 선박,, 항공기통신국제단파방송아마추어무선 VHF 무선호출코드레스폰항공관제통신비상재해통신소방,, 경찰통신간이무선육상이동통신 FM 방송 VHF-TV 방송아마추어무선 UHF 이동전화 ( 셀룰러,, PCS, IMT-2000) 무선 LAN 코드레스폰경찰통신간이무선육상이동통신이동체위성통신레이다 UHF-TV 방송아마추어무선 위성통신레이다전파천문 SHF 마이크로파중계방송프로그램중계위성통신,, 방송무선 LAN 레이다전파천문,, 우주연구 5
주파수 = 전파자원 (Radio Resource) 구분전파자원국토자원 성격 - 통신서비스생산을위한필수자원 - 전체공급량이제한되어있음 - 정부에서사용용도지정 - 건물, 도로등의건설을위한 필수자원 공통점 - 제한된자원을효율적활용을위한계획및기술개발 - 위치 ( 대역 ) 가가치결정에핵심요소로작용 - 이용에대한이용권이부여될수있고, 공유사용가능 - 자원부족에따른재개발추진및필요성증대 차이점 - 사유재산권불허 - 대역에따라가치결정 ( 전파특성등 ) - 사유재산권허용 - 위치에따라가치결정 ( 다양한환경등 ) 6
주파수분배및이용 주파수의용도 ( 업무 ) 분배는국제적인합의에따라 RR 로규정 통상 3,4 년주기로개최되는세계전파통신회의 (WRC) 에서 전파규칙 (RR; Radio Regulations) 을제 개정 국내분배는 RR 분배를근거로국내여건에맞게업무를분배하고, 해당업무의세부용도를결정 대한민국주파수분배표 WRC (World Radiocomm. Conference) 국제분배 RR 국내분배 대한민국 주파수분배표 7
국제주파수분배 전파관련조직 국제전기통신연합 (ITU; International Telecommunication Union) ITU-R ( 전파통신부문 ) 주파수의국제적사용등록및유지전파통신신기술연구및권고제정 WRC ( 세계전파통신회의 ) ITU-T ( 전기통신부문 ) ITU-D ( 전기통신개발부문 ) 전기통신부문권고마련전기통신신기술연구 WTSA ( 세계전기통신표준화총회 ) 개발도상국의전기통신발전촉진전기통신분야사업연구및자문 WTDC ( 세계전기통신개발회의 ) 8
국제주파수분배 전파관련회의 WRC 역할 전파정책관련국제의결기구 전파규칙 (RR) 의부분적제 ᆞ 개정 전파자원의국제분배등 의제 각국전파자원확보 / 보호사항 국가간, 지역간전파방송관련분쟁사항 전파방송관련국제적현안사항 개최시기참가자 매 3~4 년마다개최 국가및국제기구대표등참가 APG(APT (APT conference Preparatory Group for WRC-07) 세계전파통신회의 (WRC) 를위한아ᆞ태지역사전준비회의그룹으로서 APT(33개 ) 회원국이참여하여 WRC 의제에대한사전의견조율 9
국내 WRC 준비단 WRC-07 회의 : 07.10.22. ~ 11.16( 제네바 ) WRC-07 준비단 단장단장 :: 전파방송정책국장전파방송정책국장 운영위원회 위원장위원장 : 주파수정책팀장 : 주파수정책팀장 COM4 COM5 COM6 반장 : 류충상 WG7 WG 4A 반장 : 위규진 WG 4B 반장 : 이황재 WG 4C 반장 : 김경미 WG 5A 반장 : 이경희 WG 5B 반장 : 이주환 WG 5C 반장 : 안도섭 10
대역별업무분배예시 [ 대한민국주파수분배표 2005.6.] 참조 [ 단위 : GHz] 2.9 3.4 4.2 4.4 4.5 4.8 5.0 5.25 5.85 7.07 7.25 7.85 8.5 9.0 9.25 9.5 10.0 위성통신위성위성통신위성통신위성통신레레이다레이다레이다이레이다지상중계지상중계지상중계다 10.0 10.55 10.7 13.25 13.4 14.0 14.3 15.35 15.7 17.3 17.7 19.7 레이다 위성통신위성통신위성통신레이다레이다지상중계지상중계지상중계 20.0 20.0 22.0 24.25 24.75 25.25 27.0 29.5 31.0 위성통신 레이다 위성 지상중계 위성통신 레이다업무용주파수는대부분배타적으로사용 타업무간공유가어려움 지상M/W중계와고정위성통신은대부분의대역에서공유 업무간공유가가능 11
Ⅰ 전파스펙트럼 Ⅱ 레이다주파수현황 Ⅲ 대역별레이다특성 Ⅳ Concluding Remarks 12
레이다시스템의업무정의 - ITU Radiodetermination ( 무선표정 ) Radiodetermination (No. 1.9): The determination of the position, velocity and/or other characteristics of an object, or the obtaining of information relating to these Parameters, by means of the propagation properties of radio waves Radionavigation (No. 1.10): Radiodetermination used for the purposes of navigation, including obstruction warning Radionavigation ( 무선항행 ) Radiolocation (No. 1.11): Radiodetermination used for the purposes other than those of radionavigation Radiolocation ( 무선측위 ) 13
개 요 레이다주파수스펙트럼현황 레이다대역에통신시스템의공용을검토연구 이동멀티미디어통신등전자파를이용한광대역시스템의급증 한정된주파수자원의효율적이용을위한서비스간대역공유 민 군용레이다의광대역주파수점유로레이다대역은혼신가능성상존 SAR 영상레이다등초광대역을요구하는고해상도레이다증가 국제적현안사안 [ITU-R 연구반및 WRC-07] 전자파방해및간섭으로인한레이다표적탐지영향문제 레이다운용주파수부족으로인한타시스템과의양립성문제 SAR 대역폭확장요구에따른기존레이다간섭영향 14
국제표준레이다주파수 [ITU-R] 국제전파규칙 [RR] 5 조에규정된주요레이다주파수 밴드주파수범위점유폭 L-Band 1215 ~ 1400 MHz 185 MHz S-Band 2700 ~ 3400 MHz 600 MHz C-Band 5250 ~ 5850 MHz 600 MHz X-Band 8.5 ~ 10.4 GHz 1,300 MHz Ku-Band 13.75 ~ 14.0 GHz 250 MHz K-Band 15.7 ~ 17.3 GHz 1,600 MHz Ka-Band 33.4 ~ 36.0 GHz 2,600 MHz - 국내레이다밴드는대부분군용지상, 함정, 항공레이다점유 - 전체 SHF 대역의 64% 이상레이다사용 [ 점유폭 7 GHz 이상 ] SHF : Super High Frequency (3~30GHz) 15
레이다스펙트럼의국제현안사항 레이다주파수관련 ITU-R 연구반및 WRC 연구의제 L-Band (1215~1400MHz) 무선항행위성시스템 (RNSS) 과항로감시레이다의공유방안연구 RNSS 사용으로인한 1215~1300MHz 대역간섭특성 S-Band (2900~3100MHz) 무선표정용공항감시레이다대역포화 기상레이다공유 (2700~2900) 기상레이다사용대역확장 (2900~3100MHz) 으로간섭특성연구 X-Band (8500~10200MHz) : WRC-07 Agenda Item 1.3 무선표정, 무선항행, 지구탐사위성간간섭특성 (9000~9500) 지구탐사위성및우주연구업무 (9500~9800MHz) 에 200MHz 추가 16
Ⅰ 전파스펙트럼 Ⅱ 레이다주파수현황 Ⅲ 대역별레이다특성 Ⅳ Concluding Remarks 17
UHF-Band 레이다특성 420 ~ 450MHz 대역의무선표정레이다 지상레이다 원거리표적탐지, 표적구별, 표적추적용 Azimuth angle 120 o, Elevation angle 3 o ~ 60 o 추적레이다 : 5MW 이상의고출력송신기, 고이득안테나사용 항공기레이다 감시시스템 : 원거리표적탐지와표적포착및추적 항공교통상황조정하며, 항공기상승 / 하강시동작가능, 최대고도약 9km Azimuth angle 120 o, Elevation angle : Electronic scanning 선박레이다 연해주변이나군항에서감시용으로사용 Azimuth angle : 360 o 18
L-Band 레이다특성 1215 ~ 1400MHz 대역의레이다 운용분야 항공교통관제와같은지상의장거리대공감시레이다 항공용거리측정장비 (DME), 2 차감시레이다 (SSR) 장거리레이다 (ARSR) 의무선항행위성업무 (RNSS) 용도로사용 대기권밖의원거리탐지에적합 군용 3D 레이다로이용가능 레이다특성 MTI(Moving Target Indication) 성능이좋고좁은빔폭, 높은이득 외부잡음에대한영향이적음 간섭영향을줄이기위해채널가변방식을사용하며, 표적의반사신호강화를위해높은 Duty Cycle 을가진다중수신채널 신호처리를사용 19
S-Band 레이다특성 2700 ~ 3400MHz 대역의레이다 운용분야 장거리대공감시레이다 공항감시레이다 (ASR) 와같은중거리대공감시레이다 AWACS 와같은원거리용항공탑재펄스도플러레이다 군용 3D 레이다및고도측정레이다 정확한강우량추정을요구하는기상레이다 (NEXRADAR) 레이다특성 고주파수에서얻을수있는지향빔폭안테나 정밀한각정확도와해상도 좁은빔폭의사용으로주빔에대한재밍 (jamming) 영향감소 고주파사용에따라 MTI 레이다에서빈번한 blind speed 발생 비구름으로부터의반사신호에의해탐지거리가현저하게감소 20
C-Band 레이다특성 5250 ~ 5850MHz 대역의레이다 운용분야 주로중거리기상레이다 정확한미사일추적과원거리에서정밀한값을요구하는레이다 다기능위상배열 (Phased Array) 대공방어레이다 페트리어트미사일시스템의탐지추적레이다 함상용 MW-08 레이다 레이다특성 S-band 와 X-band 사이의절충역할 대공감시레이다의주파수대역으로는부적합 정밀한정보의획득을위해주로펜슬빔사용 21
X-Band 레이다특성 8.5 ~ 10.4 GHz 대역의레이다 운용분야 군용무기통제나민간응용에서많이사용 선박항행용과안내용, 도플러항법과경찰용속도측정기 고해상도레이다 (SAR) 레이다특성 통상소형레이다이므로이동성이나경량성이요구되는분야에적절 짧은펄스전송이가능한넓은대역폭, 소형안테나의좁은빔폭 송신출력 ( 최대전력, 평균전력등 ) 이낮음 강우에의한감쇠현상이일어남 22
Ku-Band 레이다특성 13.75 ~ 14.0 GHz / 15.7 ~ 17.3GHz 대역의레이다 운용분야 무선표정레이다, 무선항행레이다 항공기탐지, mapping, 항행, 기상관측 표적고도, 거리, 방위각, Geometry 측정등 레이다특성 3dB Bandwidth : 60 ~ 1200MHz 전방위 (360 o ) Scanning Master 오실레이터전력증폭송신기사용 주파수조정가능 ( 일부주파수가변송신기사용 ) 수평, 수직, 원형편파사용 23
Ka-Band 레이다특성 31.8 ~ 33.4 GHz / 33.4 ~ 36.0GHz 대역의레이다 31.8 ~ 33.4GHz 대역항공항행레이다 Mapping, 기상관측, 악천후시비행기안전항행유도 최대고도 3,000ft (9,000m) 6 시간이상동작 항공무선항행레이다탑재시한정된지역에많은비행기운용가능 33.4 ~ 34.0GHz 대역무선표정레이다 M/W 대역의대기흡수특성을고려하여무선표정레이다의측정정확도를 높이기위해사용 Mapping, 표적식별, 항행, aim-point 결정용도 펄스, 선형 FM 변조 24
Ⅰ 전파스펙트럼 Ⅱ 레이다주파수현황 Ⅲ 대역별레이다특성 Ⅳ Concluding Remarks 25
Concluding Remarks 국제주파수분배대비지속적인연구및활동필요 국제주파수표준화대비국내정책연구 무선표정, 무선측위, 무선항행분야의기술변화추세와전파통신업무의 서비스고도화에따른대역공유방안의지속적인연구필요 ITU-R 연구반및 WRC 의제대응활동 ITU-R 의레이다관련연구전담반 (WP8B), WRC 의레이다관련의제 대응상호간섭영향및국내무선국보호방안연구를수행하고 관련연구수행결과를국제기술표준화에적극적인반영 독일등레이다선진국기술동향파악및공동연구시스템구축 민 군레이다주파수관련기술연구과제의적극적인수행 국제표준화회의에기상레이다관련전문가참여및활동 26
감사합니다. 27