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전파(radio wave )

전기력선(電氣力線)과 자기력선(磁氣力線)으로 이루어지는 일종의 유동(流動) 에너지로서, 파장이 0.1mm 이상인 전자기파(電磁氣波). 1979년 전파의 정의는 「현재 인공적으로 유도됨이 없이 공간을 전파하는 3,000GHz 이하의 전자기파」로 규정되었다.


전파의 분류 · 호칭 등은 53년 런던에서 개최된 CCIR(국제무선통신자문위원회)에서〈표〉와 같이 확정되었다.


초단파 이상 주파수의 전파는 극초단파 · 밀리파 · 서브멀리파로 구분하기도 하는데, 일반적으로 대부분의 극초단파를 마이크로파라는 명칭으로 부른다.


전자기파의 존재는 1864년 영국의 J. C. 맥스웰이 수학적 이론에 의거, 예언했다.


71년에는 빛의 전자기이론(電磁氣理論)을 발표, 전자기파의 속도가 빛의 속도와 같다는 것을 확인하고, 빛도 전자기파의 일종임을 증명했다.


맥스월의 이론적인 입증도 그 근원을 캐면, 영국의 M. 패러데이가 31년에 발견한 전자기유도(電磁氣誘導)에서 실마리를 찾았다.


88년 독일의 H. R. 헤르츠는 전기불꽃에 의한 실험에서 전자기파의 존재를 입증했고, 이탈리아의 G. 마르코니는 헤르츠의 발진기(發振器)를 개량해 무선전신장치를 발명했다.


20세기에 들어와 무선통신을 포함하는 전파공학은 경이적으로 발전했다.


안테나로부터 자유공간 속에 발사되는 전파는 빛과 마찬가지로 직진한다.


발사원(發射源) 으로부터 상당히 떨어진 곳에서는 평면파(平面波)로 생각할 수 있다([그림]은 물결 모양으로 그린 평면파).


전기장과 자기장은 서로 같은 위상으로 직교(直交)하며, 파면(波面)은 전파의 진행방향과 직각이다.


전기장과 자기장은 시간과 함께 사인파 모양으로 변화하면서 진행하므로, 전기적 횡파(橫波)라 할 수 있다.


매초의 진동수 f를 주파수(단위는 Hz)라 하는데, 파장 (단위는 m)와 전파의 속도 (단위는 m/s)와는 다음과 같은 관계에 있다.







통신 · 방송 등의 정보전송(情報傳送)은 전파의 원달성(遠達性)을 이용하는 것이다.


HF대(帶) 이하의 전파는 전리층과 지표면 사이에서 반사를 되풀이하면서 수천km의 원거리에까지 전달되므로 선박 · 항공기 · 지상의 고정통신과 국제방송 등에 이용된다.


전파의 정속도(定速度)의 직진성을 이용해 기준점으로부터의 거리 · 방향 · 위치를 결정하는 오메가 · 로란 · 데카 등의 VLF(초장파) · LF(장파)대 를 사용한 전파항법(電波航法), 마이크로파대를 사용한 레이더 등에 이용된다.


VHF(초단파)대는 송신안테나에서 바라보이는 범위가 아니면 통신할 수 없으므로 일정 지역 내의 이동통신이나 텔레비전 방송 · FM방송 등에 이용된다.


마이크로파대는 반사경 안테나에 의해 전파를 한 방향으로 집중해 송신할 수 있으므로, 산꼭대기나 높은 탑 위에 안테나를 장치한 중계소를 수십 km 간격으로 설치해 텔레비전 · 다중전화의 원거리 중계에 이용한다.


이 밖에 물질의 존재나 특성을 전자기파를 중개로 해 원거리에서 알 수 있는 원격 측정(remote sensing)도 전파를 이용하는 기술이다.
















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