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주파수
주파수(frequency)는 진동수라고도 하며, 주기적인 현상이 단위시간 동안 몇 번 일어났는지를 의미한다. 국제단위로는 헤르츠(Hz)를 쓴다.[1]
개요
1Hz(헤르츠)는 1초에 한 번 주기적인 현상이 일어나는 것이고, 2Hz(헤르츠)는 1초에 두 번 주기적인 현상이 일어나는 것이다.[1] 주파수는 무선통신을 하기 위한 기본 자원으로 쓰인다.[2]
용도
0.3MHz 이하로 낮은 초장파나 장파는 해상통신, 표지통신, 선반이나 항공기의 유도 등의 비상용으로 쓰인다. 0.3 ~ 800MHz의 주파수는 라디오나 지상파 텔레비전 방송용으로 쓰인다. 3GHz 이상의 높은 주파수는 회절성이 약해 우주 관측이나 군사용 레이더와 같은 특수한 용도에 쓰인다. 이동통신용 주파수는 800MHz부터 시작하는데, 이 주파수는 통신용으로 정해진 주파수 내에서 가장 낮은 주파수라 '황금 주파수'라고 불린다. 1.8GHz보다 전파 도달거리가 길기 때문에 넓은 지역으로 안정적으로 전송할 수 있고, 장애물을 통과하는 능력이 다른 주파수보다 1.4 ~ 2배 정도 더 높다. 따라서 음성과 데이터 서비스를 제공하기 쉽고, 다른 고주파 대역보다 기지국과 중계기를 덜 설치해도 투자 효율성이 높다.[2]
진폭변조
Amplitude Modulation의 약자로 AM이다. 전자 통신 중에서 일반적으로 라디오 반송파를 통한 정보 송신에 쓰인다.[3] 500KHz ~ 1600KHz의 낮은 주파수를 사용하여 멀리까지 쉽게 전파된다. 하지만 음질이 좋지 않다.[4]
주파수변조
Frequency Modulation의 약자로 FM이다. 주파수 변조를 이용한 방송이다.[5] 87MHz~108MHz의 높은 주파수를 사용한다. 장애물에 전파 방해를 쉽게 받지만, 진폭변조보다 음질이 더 좋다.[4]
무선통신
전자기파와 사람의 가청주파수를 넘는 초음파 영역을 이용한 통신 방법으로, 일반 신호를 고주파와 합성하여 전파를 통해 전송한다. 수신 측에서는 받은 고주파 신호를 처리하여 다시 원래의 신호로 바꾼다. 적외선을 이용하는 텔레비전 리모컨과 같이 수 미터 이내에서 작동하는 것부터 위성통신과 같이 수천 킬로미터 떨어진 곳에서 작동하는 것까지 다양하다.[6]
대역폭
특정한 기능을 수행할 수 있는 주파수의 범위이다.[7] 네트워크 대역폭은 컴퓨터 네트워크나 인터넷 연결을 통해 한 지점에서 다른 지점으로 데이터양의 최대를 전송하는 유선 또는 무선 네트워크 통신 링크의 용량이다. 데이터 연결의 대역폭이 클수록 한 번에 주고받을 수 있는 데이터도 많아진다.[8]
활용
- 고주파 온열치료
암 환자 치료에 함께 시행되는 주파수 10만Hz 이상의 고주파 온열 암 치료가 있다. 고주파 온열 암 치료는 고주파로 암 조직에 열을 가해, 암세포 증식을 억제하여 암세포가 스스로 파괴하도록 유도하는 치료법이다. 암이 많이 진행된 환자나 장기 깊숙이 암세포가 침투한 때도 효과적으로 활용할 수 있다. 몸에 열이 가해지면 정상 세포는 주위 혈관이 확장되면서 혈액순환을 통해 열을 분산시킨다. 반면 암세포는 연결된 혈관이 작고, 혈관 확장 능력이 낮아서 열을 분산하지 못한 채 점차 괴사된다. 정상 세포는 42도 이상에서 50분 이상 지나면 생존율이 떨어진다. 하지만 암세포는 38.5 ~ 42도 수준의 온도만 가해져도 세포막에 작용하는 열 스트레스가 약화하여 손상을 입게 된다. 이 특성을 이용하여 고주파 온열 암 치료는 정상 세포를 손상하지 않으면서 암세포를 제거하도록 돕는다.[9]
- 도플러 레이더
차량에 어린아이가 방치되어 일어나는 사고를 막기 위해 작은 레이더를 개발했다. 차 안의 탑승자를 인식하기 위해 초음파 센서, 카메라, 적외선 센서 등을 활용했지만, 초음파 센서는 물체까지의 거리만 측정하기 때문에 사람이 아닌 물건을 사람으로 잘못 판단할 수 있고, 카메라는 사람과 사물을 구별할 수 있지만, 조명에 민감하고 사생활을 침해하는 문제가 있다. 또 열을 측정해 탑승자를 인식하는 적외선 센서는 탑승자의 옷차림과 보온을 위해 좌석에 달린 열선 때문에 인식 정확도가 낮다는 단점이 있다. 이런 단점을 보완하기 위해 도플러 레이더로 사람의 호흡 신호를 분석하는 방법을 활용하고 있다. 도플러 레이더는 물체에 보낸 전자파의 주파수와 반사되어 나온 전자파의 주파수 차이를 분석하여 물체의 움직임을 파악하는 장치이다. 이 레이더를 이용하면 호흡할 때 나타나는 가슴의 움직임을 분석해 사람을 찾아낼 수 있다. 하지만 탑승자가 움직이면 가슴의 움직임이 다른 움직임에 묻히는 단점이 있다. 사람의 움직임이 나타내는 주파수 패턴을 분석하여 호흡 신호를 포착하지 못해도 차량 내 사람을 찾는 알고리즘을 개발하여 이 단점을 보완하였다.[10]
각주
- ↑ 1.0 1.1 〈진동수〉, 《위키백과》
- ↑ 2.0 2.1 류하, 〈주파수를 파헤쳐보자〉, 《네이버 블로그》, 2015-07-15
- ↑ 〈진폭 변조〉, 《위키백과》
- ↑ 4.0 4.1 뮤트캐스트, 〈AM/FM 주파수의 차이〉, 《네이버 블로그》, 2016-04-22
- ↑ 〈주파수 변조〉, 《위키백과》
- ↑ 〈무선통신〉, 《위키백과》
- ↑ 〈대역폭〉, 《위키백과》
- ↑ 솔루션 헌터, 〈대역폭(bandwidth)〉, 《네이버 블로그》, 2020-04-25
- ↑ 전종보 기자, 〈癌 태워 없애는 '고주파 온열치료' 면역력까지 '증폭'시킨다〉, 《조선일보》, 2021-01-20
- ↑ 김우현 기자, 〈어린아이 차량 방치 사고 막아줄 차내 레이더 기술 나왔다〉, 《동아사이언스》, 2020-12-30
