전파항법이란?
전파항법이란 ?
전파의 직진성·정속성(定速性)·반사성 등을 이용한 선박이나 항공기 항법의 총칭. 전자항법이라고도 한다. 가시광선보다 파장이 긴 전파를 이용하므로 감쇠(減衰)가 적고, 야간이나 기상이 나쁠 때도 사용할 수 있다. 1920년대부터 무선방위신호가 쓰이기 시작했으며 제 2 차세계대전을 계기로 각종 측위방식이 현저히 발달하였다. 현재 선박에서 널리 사용되고 있는 방식을 크게 나누면 다음과 같다.
⑴ 전파의 직진성을 이용하여 발신국의 방위를 측정하는 방식:무선방위신호가 이 방식이다. 루프안테나의 지향 특성을 이용한 무선방위측정기로 전파가 오는 방향을 측정하는 방식이다. 지상에 설치된 무선표지국에서 발사된 표지전파를 선박에서 측정하는 경우(선측무선방위)와 선박에서 발사한 전파의 방향을 지상의 방향탐지국에서 측정하여 그 결과의 통보를 받는 경우(지상무선방위)의 2종류가 있다. 선측무선방위에 의한 위치의 선은 무선표지국을 측정방위로 측정하는 등방위곡선이며, 지상 무선방위에 의한 위치의 선은 무선방향탐지국과 측정각에서 교차하는 대권(大圈)인데 양자의 성질은 본질적으로 다르다. 무선방위신호의 사용전파는 중파(中波)로 오차가 있어서 방위측정정밀도도 낮고 이용범위도 국으로부터 50∼100해리로 짧아 둘 다 점장방위(漸長方位)로 바꾸어 교차방위법에 의해 배의 위치를 결정한다. 무선방위신호보다도 정밀도가 높은 측위방식을 쓰는 현재는, 배의 위치 측정보다도 조난선 구조나 고래잡이 등에 많이 쓰인다. 마이크로파를 사용하는 코스비컨도 이 방식이다.
⑵ 전파의 정속성을 이용하여 두 국(局)으로부터 거리차를 측정하는 방식:로랜·데카·오메가 등의 방식이 있다. 두 정점으로의 거리차가 일정한 점의 궤적은 그 두 점을 초점으로 하는 쌍곡선이므로 두 발신국과의 거리차를 알게 되면 쌍곡선형태로 위치의 선이 결정된다. 이와같은 측위방식을 일괄하여 쌍곡선방식(hyperbolic system)이라고 한다. 거리차측정법으로는 충격파를 사용하여 두 국으로부터의 전파 도달 시간차를 마이크로세컨드(㎲)단위로 측정하는 방식(로랜)과 지속파를 사용하여 위상차를 1/100 사이클단위로 측정하는 방식(데카·오메가)이 있다.
⑶ 전파의 직진성·정속성·반사성 등을 이용하여 표적의 방위·거리를 측정하는 방식. 레이더가 이것에 해당된다. 배의 높은 곳에 설치한 지향성회전안테나(스캐너)에서 마이크로파 펄스를 발사하여 육지나 다른 배로부터의 반사파를 수신하여 브라운관에 표시하여 표적까지의 방위와 거리를 알아내는 장치이다. 잔상시간(殘像時間)이 긴 브라운관을 사용하여 스캐너가 1회전하더라도 처음 영상이 남아 있으므로 자기 배를 중심으로 모든 주위가 동시에 보이는 이점이 있다. 유효거리는 스캐너의 높이·사용 파장·표적의 종류 등에 따라 다르지만, 배에서 사용하는 레이더는 40해리 정도까지이다. 야간이나 안개 속에서도 영상이 나타나므로 연안 항해중의 위치측정이나 연안·대양을 불문하고 감시할 수 있고 다른 배와의 충돌을 피하는 데 이용할 수 있으므로 항해자에게는 가장 유효한 전파항법 장치이다.
*** 전파 항법의 종류
* 방사상 항법 (1) (지향성 수신 방식)
ㄱ) 무지향성 선 표식(non-directional beacon, NDB : 무지향성 비컨) : 송신국에서 모든 방향으로 방사되는 전파, 현재 가장 널리 이용.
ㄴ) 항공기용 무지향성 비컨은 반송 주파수를 200∼1750[kHz]로 하고 이것을 1020[Hz]로 변조
전파를 연속적으로 발사하며 30초마다 모스부호(2∼3문자)로 되어 있는 국 부호를 2회 반복하여 보낸다.
ㄷ) 항해용은 285∼325[kHz]인 전파를 발사하며 주요한 등대에 설치되며 모스 부호 2자로 되어있는 국부호를 2회 반복한 다음 수초간의 연속 방사를 한다.
ㄹ) 항공기나 선박을 3개의 지상국으로부터 전파를 지향성 안테나로 받아 지도상에 방위선을 그려 넣어 그 교점이 자기의 위치가 된다.
ㅁ) 호밍비컨(homing beacon)또는 호머(homer) - 항공기가 착륙할 때 필요한 진입로의 형성
* 방사상 항법 (2) (지향성 송신 방식)
ㄱ) 지상국에서 전파를 발사할 때 방위를 표시하는 신호를 포함시켜 지향적으로 발사.
ㄴ) 회전비컨, VOR(VHF, Ommi-directional range)등
↓⇒항공용 단거리 항행 원조 시설의 표준 방식
(가) 회전비컨 -
ㄱ) 지향성 안테나를 가지지 않은 소형 선박이라도 라디오 정도의 수신기가 있으면 방위를 측정할수 있는 비컨.
ㄴ) 8자 특성의 지향성 전파를 시계 방향으로 회전시키며 발사.
ㄷ) 최초 감도 방향을 정북으로 하여 국부호 2회 개시부호 2회를 중파에 실어 발사하고 그 다음 지향성 송신 안테나가 매분 1회전의 속도로 회전을 시작 하는데 매 2°회전할 때 마다 1초 정도의 단점 부호를 한번씩 송출한다.
ㄹ) 주로 선박에 사용된다.
(나) VOR -
ㄱ) 108∼118[MHz]의 초단파를 사용하는 회전비컨의 일종
ㄴ) 초단파를 사용하기 때문에 NDB보다 정밀도가 높고 다른 전리의 방해를 적게 받는다.
ㄷ) 수신 범위에 의해 위상이 변화하는 30[Hz]의 가변 위상 신호와 위상이 일정한 30[Hz]의 기준 위상 신호를 동시에 발사한다.
ㄹ) 항공기에서 두 신호를 분리하여 가변 위상을 지연정도를 측정 하여 항공기의 방위를 알게 된다.
* ρ-θ 항법
: 지상국으로부터 거리와 방위각을 동시에 알수 있는 항법.
(가) VOR과 DME를 사용한 방법 -
ㄱ) DME는 항공기의 질문기와 지상국의 응답기로 구성되어 있으며 UHF대의 펄스를 송신하면 자동으로 UHF대의 응답펄스를 송신한다. 이와 같이하여 거리를 측정한다.
(나) TACAN - VOR-DME 국과 같은 기능을 가지는 비컨국으로 거리와 방위의 두 정보를 동시에 항공기에 줄수 있다. 주파수는 DME와 비슷한 962∼1213[MHz]이다.
ㄱ) 거리측정 - 항공기에서 질문 펄스를 송신하면 지상 장치에서 수신.복조하여 50[us]를 지연 시킨후 응답펄스를 송신한다.
ㄴ) 방위 측정 - ㄱ) TACAN은 그림 2-26과 같이 지향성 전파를 발사하는 안테나를 15[r.p.s]의 속도로 회전시켜서 전파를 발사한다.
ㄴ)수신파형은 15[Hz]의 사인파적 변동 위에 135[Hz]의 변동을 중첩시킨 것으로 된다.
ㄷ) 15[Hz], 135[Hz]를 분리하여 15[Hz]로 대강의 방위를 측정하고 135[Hz]로 정밀방위 측정
* 쌍곡선 항법
ㄱ) 미리 위치를 알고 있는 두 송신국으로부터 전파를 수신하고 그 도달시간의 차 또는 위상차를 측정하여 위치를 결정하는 방식의 항법
ㄴ) ·로란방식 ·데카방식
(가) 로란
ㄱ) 쌍곡선 항법의 원리를 이용한 원거리 항법 장티로서 A, B 2국에서의 전파의 도달 시간차가 일정한 선이 2개 있으므로 이를 제거하기 위해여 A, B 양국의 송신 펄스를 시간차이가 나게 보내어 쌍곡선이 1개만 나타나게 한다.
ㄴ) A국에서 전파를 발사하고 B국은 이 전파를 받고서 일정시간후에 전파를 발사한다.
ㄷ) A국에서 T의 송신펄스를 발사하고 B국에 도달하는데 a[us]가 걸린다면 B국에서는 다시 이것보다 [us]만큼 늦게 펄스를 발사한다.
※ ⓐ 로란A - 1750, 1850, 1950[kHz]등이 사용
ⓑ 로란B - 주파수대는 A와 같으나 하나의 주국과 2의 종국으로 구성.
ⓒ 로란C - 100[kHz]의 주파수 사용 2000∼6000[kW]까지 유효하고 정밀도가 높다.
(나) 데카
i) 중심이 되는 주국과 주위에 정3각형으로 배치된 적, 녹, 자의 명칭을 가진 4국이
한조를 이루어 데카체인을 형성
ii) 14.2[kHz]의 정수배 주파수 송신
iii) 정밀도는 높으나 유효 범위가 좁다. 유럽에서 주로사용
(출처 : '전파항법에 대해..(인터넷검색잘하시는분)' - 네이버 지식iN)