정의
가시선 전파(가시선 전파, line‑of‑sight propagation)는 전파가 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 물리적인 장애물이 없이 직접적인 시야(line of sight)를 따라 전파되는 현상을 말한다. 전파는 전자기파의 일종으로, 전자기 스펙트럼의 마이크로파(수십 GHz 이하)와 초고주파(초고주파, GHz~THz) 대역에서 주로 가시선 전파 특성을 보인다.
주요 특성
- 직진성: 전파는 직선 경로를 따라 이동하며, 큰 물체에 의해 반사·회절·산란되지 않는다.
- 거리 제한: 전파가 도달 가능한 최대 거리는 안테나 고도와 지구 곡률에 의해 결정된다.
- 자유 공간 손실(Free‑Space Path Loss, FSPL) 공식 $ FSPL(dB)=20\log_{10}(d)+20\log_{10}(f)+32.44 $ (d: 거리 km, f: 주파수 MHz) 로 손실을 계산한다.
- 주파수 의존성: 주파수가 높을수록 파장이 짧아 대기 흡수와 산란에 더 민감하지만, 가시선 환경에서는 높은 주파수일수록 전파 손실이 작다.
- 대기 영향: 날씨(비, 눈, 안개)와 대기 입자에 의한 감쇠는 비교적 작으며, 주파수에 따라 차이가 있다.
활용 분야
- 위성 통신: 인공위성과 지구국 간 직선 경로를 이용한 통신.
- 마이크로파 전송: 마이크로파 링크(광케이블 대체)에서 지점 간 고속 데이터 전송.
- 레이다: 표적과 직접적인 시야가 확보된 경우 이용.
- 무인 항공기(UAV) 통신: 고도에 따라 가시선 전파가 유리.
제한 요소
- 지형 및 건물: 산맥, 고층 건물 등 물리적 장애물은 전파 전파를 차단하거나 반사시켜 가시선 전파를 방해한다.
- 지구 곡률: 장거리(수백 km 이상)에서는 지구 곡률에 의해 시야가 차단되어 다른 전파 전파 방식(예: 전이층 전파)이 필요한다.
어원 및 용어 형성
- 가시선(可視線): ‘보이는 선(line of sight)’이라는 뜻으로, 시야가 차단되지 않는 직선을 의미한다.
- 전파(電波): 전자기파 중 라디오와 마이크로파 대역을 통틀어 일컫는 용어이다.
- 따라서 “가시선 전파”는 ‘시야가 확보된 직선 경로를 따라 전달되는 전자기파’라는 의미가 된다.
관련 개념
- 프리 스페이스 전파(Free‑Space Propagation): 이상적인 무반사, 무흡수 환경에서의 전파 전송 모델.
- 전이층 전파(Ionospheric Propagation): 높은 주파수(짧은 파장)에서 전리층에 반사되어 장거리 전송이 가능한 방식.
※ 본 설명은 현재까지 공신력 있는 기술·과학 문헌에 기반한 일반적인 개념을 정리한 것이다. 추가적인 세부 사항이나 최신 연구 동향은 관련 전문 서적·학술지를 참고한다.
