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[기타] 무전기에서 스프리어스(Spurious)란?
  • 448
htjung
2025-03-05

📡 무전기에서 스프리어스(Spurious)란?

**스프리어스(Spurious)**는 무전기나 송신기에서 의도하지 않게 발생하는 불필요한 전파 신호를 의미합니다.
이러한 신호는 원래 송신하려는 주파수 대역이 아닌 다른 주파수에서 나타나며, 전파 간섭을 유발하거나 전파법 위반이 될 수 있습니다.


 1. 스프리어스 방사의 개념

무전기(송신기 포함)는 특정 주파수에서 전파를 송출해야 하지만, 실제로는 다음과 같은 형태의 신호가 함께 방출될 수 있습니다.

① 기본 송신 신호(Fundamental Signal)

  • 무전기가 정상적으로 송출하는 신호
  • 예: 144.000MHz에서 송신하는 경우, 이 주파수가 기본 송신 신호

② 스퓨리어스 방사(Spurious Emission)

  • 의도하지 않게 발생하는 불필요한 전파
  • 정상 주파수가 아닌 다른 주파수에서 신호가 나옴
  • 국제 규격(ITU, FCC, KCC 등)에 따라 엄격한 제한을 받음

 ③ 인접 채널 누설 전력(Adjacent Channel Leakage Power, ACLP)

  • 주파수 필터링이 불완전하면 인접한 주파수에 신호가 일부 유출됨
  • 스퓨리어스와는 다르지만 유사한 개념으로 관리됨

 2. 스프리어스 신호의 발생 원인

무전기에서 스프리어스 신호는 여러 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.

 ① 변조 과정에서의 고조파(Harmonics) 발생

  • 신호를 변조하는 과정에서 **기본 주파수의 배수(2배, 3배 등)인 고조파(Harmonic)**가 발생
  • 예: 144MHz에서 송신할 때, 288MHz(2차 고조파), 432MHz(3차 고조파)에서도 신호가 감지될 수 있음

 ② 회로의 비선형성(Non-Linearity)

  • 전자 회로는 이상적으로 작동하지 않고, 특정 조건에서 **비선형 증폭(Non-Linear Amplification)**이 발생
  • 비선형성이 심하면 신호가 왜곡되며, 원하지 않는 주파수에서도 출력이 발생

 ③ 필터링 부족

  • 저가형 무전기 또는 오래된 무전기에서는 불필요한 신호를 걸러주는 필터가 부족하여 스프리어스 방사가 심해질 수 있음
  • 특히 파워 앰프(PA: Power Amplifier) 이후 필터가 부실하면 원치 않는 신호가 많이 발생

 ④ 외부 간섭(External Interference)

  • 외부 환경(전력선, 전자기기 등)에서 발생하는 전자파 간섭으로 인해 무전기의 송신 신호에 영향을 미칠 수 있음
  • 특히 산업 현장에서는 전자기 간섭(EMI)이 심한 경우가 많음

 3. 스프리어스 방사의 문제점

스프리어스 방사는 단순한 노이즈가 아니라 심각한 문제가 될 수 있습니다.

 ① 다른 무선 시스템에 간섭 발생

  • 스프리어스 신호가 다른 무전기, TV 방송, 항공, 군용 통신 등에 간섭을 줄 수 있음
  • 예를 들어, 2차 고조파가 항공 통신 대역(항공기-관제탑 주파수)과 겹칠 경우 항공 안전을 위협할 수 있음

 ② 전파법 위반 가능성

  • 대부분의 국가에서는 스프리어스 방사 허용 기준을 법으로 규제
  • 규정을 초과하면 불법 전파 송출이 되어 벌금이나 장비 사용 금지가 될 수 있음

 ③ 무전기 성능 저하

  • 스프리어스 신호가 많으면 송신 전력이 분산되어, 실제 원하는 주파수에서 충분한 전력을 내기 어려움
  • 또한, 수신기에서 불필요한 신호를 감지하게 되어 통신 품질이 나빠짐

 4. 스프리어스 방사를 줄이는 방법

 ① 필터(Filter) 사용

  • 저역통과 필터(Low Pass Filter, LPF): 고주파 성분을 제거하여 고조파 방출을 줄임
  • 대역통과 필터(Band Pass Filter, BPF): 특정 주파수 대역만 통과시키고 나머지는 차단

 ② 회로 설계 개선

  • 고품질 부품 사용 → **저품질 증폭기(Amplifier)**는 비선형성이 커서 스프리어스를 많이 발생시킴
  • 고급 무전기는 **디지털 신호 처리(DSP)**를 활용해 스프리어스를 줄임

 ③ 정확한 튜닝(Tuning)

  • 송신기의 주파수를 정확하게 조정하고, 불필요한 증폭을 최소화

 ④ 정기적인 유지보수

  • 장비가 오래되거나 부품이 손상되면 필터 성능이 저하될 수 있음
  • 정기적인 검사로 스프리어스 방출 여부를 점검해야 함

 5. 국제 규격 및 허용 기준

국제 및 국내 전파 관리 기관들은 스프리어스 방사에 대한 규제를 엄격하게 적용하고 있습니다.

 ① ITU (국제전기통신연합, International Telecommunication Union)

  • ITU-R SM.329-12: 스프리어스 방사 기준을 규정한 국제 표준

 ② FCC (미국 연방통신위원회, Federal Communications Commission)

  • FCC Part 15, Part 97 규정에서 아마추어 및 상용 무전기의 스프리어스 방사 허용 기준을 설정

 ③ 대한민국 KCC (한국전파진흥협회)

  • 한국에서는 전파법을 통해 스프리어스 방사를 규제하며, 특정 주파수 대역에서의 최대 방사 강도를 정함

 예시: 스프리어스 방사 기준 (ITU-R SM.329-12)

  • 1GHz 미만 주파수 → 주파수 중심에서 ±2.5kHz 이외의 방출은 기본 신호 대비 -43dB 이하
  • 1GHz 이상 주파수 → 기본 신호 대비 -50dB 이하

이러한 규정을 초과하는 무전기는 공식적으로 사용이 제한될 수 있습니다.


 6. 결론: 무전기에서 스프리어스를 관리하는 것이 중요한 이유

 스프리어스는 불필요한 전파 신호로, 무전기의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 다른 무선 시스템에 간섭을 줄 수 있습니다.
 ITU, FCC, KCC 등 국제 및 국내 규제 기관에서는 스프리어스 방사를 엄격히 관리하고 있으며, 허용 기준을 초과하면 불법이 될 수 있습니다.
 필터링, 회로 설계 개선, 튜닝 조정 등을 통해 스프리어스를 줄이는 것이 중요합니다.