제111회 전자응용기술사 시험문제

제111회 전자응용기술사 시험문제 (1교시) 100분
※ 다음 문제 중 10문제를 선택하여 설명하시오. (각10점)
1. 위치기반서비스(Location Based Service)에 대해 설명하시오. 
위치기반서비스(Location Based Service, LBS)는 사용자의 현재 위치를 기반으로 제공되는 다양한 서비스를 말합니다. 이러한 서비스는 GPS, Wi-Fi, 셀룰러 네트워크 등을 활용하여 사용자의 위치를 파악하고, 해당 위치 정보를 활용하여 다양한 서비스를 제공합니다.
위치기반서비스는 다음과 같은 기술을 활용하여 사용자에게 가치 있는 정보를 제공합니다:
1.1. 위치 파악 기술: GPS(Global Positioning System), Wi-Fi, 셀룰러 네트워크 등을 활용하여 사용자의 위치를 실시간으로 파악합니다.
1.2. 지리 정보 시스템(GIS): 지리 정보 시스템을 활용하여 지도 데이터와 위치 정보를 효율적으로 관리하고, 사용자에게 정확한 위치 정보를 제공합니다.
1.3. 위치기반 애플리케이션: 위치 정보를 활용하여 다양한 애플리케이션을 개발하고 제공합니다. 예를 들어, 지도 애플리케이션, 위치기반 소셜 네트워킹 서비스, 위치기반 광고 등이 있습니다.
1.4. 개인화된 서비스: 사용자의 위치 정보를 기반으로 사용자에게 맞춤형 서비스를 제공합니다. 예를 들어, 가까운 음식점 추천, 교통 정보 제공, 주변 관광지 안내 등이 있습니다.
위치기반서비스는 사용자의 편의성을 높이고 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 또한, 위치정보 보호와 개인정보 보호에 대한 이슈도 함께 고려되어야 합니다.

2. 비금속 저항재료에 대하여 일반적인 특성을 설명하시오. 
비금속 저항재료는 전기적으로 절연되어 있지만 전기적인 저항을 가지고 있는 재료를 말합니다. 이러한 재료는 전기적인 에너지를 효과적으로 제어하고 변환하는 데 사용됩니다. 일반적으로 비금속 저항재료는 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다:
2.1. 전기 절연성: 비금속 저항재료는 전기를 통과시키지 않는 절연성을 가지고 있습니다. 이는 전기적으로 안전한 환경을 제공하고 전기적인 장치나 회로에서 전기를 효과적으로 차단하는 역할을 합니다.
2.2. 안정성: 비금속 저항재료는 일반적으로 안정성이 높아서 화학적인 변화나 부식에 강합니다. 이는 장기적으로 안정적인 전기적 성능을 유지할 수 있도록 도와줍니다.
2.3. 온도에 대한 민감도: 일부 비금속 저항재료는 온도에 민감하게 반응할 수 있습니다. 따라서 온도 변화에 따른 전기적 특성의 변화를 고려해야 합니다.
2.4. 내구성: 비금속 저항재료는 내구성이 뛰어나며 오랜 기간 동안 안정적인 전기적 성능을 유지할 수 있습니다.
2.5. 다양한 용도: 비금속 저항재료는 다양한 용도에 사용될 수 있습니다. 예를 들어 전기 회로, 발열기, 가열기, 센서 등 다양한 전기적 장치에서 사용됩니다.
이러한 특성들을 고려하여 적절한 비금속 저항재료를 선택하고 활용함으로써 안전하고 효율적인 전기적 시스템을 구축할 수 있습니다.

3. 압축된 디지털 영상의 고주파 영역에서 한정된 전송속도(bit rate)에 의해 나타나는 대표적인 디지털 노이즈 2가지 예를 들고 각각에 대해 자주 나타나는 영상 영역의 특징을 설명하시오. 

블로킹(Artifacts): 블로킹은 디지털 영상에서 나타나는 대표적인 디지털 노이즈 중 하나로, 고주파 영역에서 발생합니다. 블로킹은 주로 영상을 압축할 때 발생하는데, 한정된 전송속도로 인해 디지털 데이터가 손실되거나 압축되면서 발생합니다. 블로킹은 주로 영상의 경계 부분이나 고해상도 부분에서 나타나며, 픽셀들이 구간화되어 깨진 듯한 모양을 보입니다.

모자이크(Mosaicing): 모자이크는 또 다른 디지털 노이즈로, 고주파 영역에서 발생합니다. 모자이크는 주로 디지털 영상의 배경이나 큰 객체들에 나타나며, 전체적으로 픽셀들이 일정한 패턴으로 배열되어 있는 현상을 말합니다. 모자이크는 주로 디지털 영상을 압축할 때 발생하며, 특히 배경이나 단색의 큰 객체들에서 자주 나타납니다.
이러한 디지털 노이즈들은 주로 영상을 압축하거나 전송할 때 발생하며, 영상의 특정 부분에서 자주 나타납니다. 이러한 노이즈들을 최소화하기 위해서는 적절한 압축 알고리즘을 사용하거나 전송속도를 적절히 조절하는 등의 방법을 사용할 수 있습니다.

4. 음향학에서 도플러 효과의 현상과 원리에 대하여 설명하시오. 
도플러 효과(Doppler effect)는 소리나 빛의 파동이 관측자나 소리원 또는 빛원의 상대적인 운동에 따라 파장이 변화함으로써 발생하는 현상을 말합니다. 음향학에서는 주로 소리의 도플러 효과가 관찰되며, 이는 소리의 주파수가 관측자와 소리원의 상대 운동에 따라 변화함을 의미합니다.
도플러 효과의 원리는 다음과 같습니다. 소리원이 관측자에 접근하거나 멀어질 때, 소리 파동의 전파 속도는 일정하지만 파장은 변화합니다. 소리원이 관측자에 접근할 때는 소리 파장이 짧아지고, 주파수가 증가하여 고음으로 들리게 됩니다. 반대로 소리원이 관측자에서 멀어질 때는 소리 파장이 길어지고, 주파수가 감소하여 저음으로 들리게 됩니다.
이러한 도플러 효과는 음향학뿐만 아니라 천문학, 레이더 등 다양한 분야에서 응용되며, 속도 측정이나 거리 측정 등에 활용됩니다.

5.고주파용 자심재료로 사용되는 압분심(Dust core)과 페라이트(Ferrite)를 설명하시오. 
압분심(Dust core)은 소량의 철 분말을 접착제로 결합하여 만든 자기재료로, 고주파용 자기 부품에 주로 사용됩니다. 압분심은 저비용으로 제작이 가능하고, 높은 유연성과 자기 특성을 가지고 있어 고주파 전자기기에서 널리 사용됩니다. 또한, 압분심은 자기 손실이 적고, 자기 특성이 안정적이어서 고주파 신호의 전달에 적합합니다.
페라이트(Ferrite)는 철산화물로 이루어진 자기재료로, 주로 고주파 전자기기에서 사용됩니다. 페라이트는 자기 특성이 뛰어나고, 자기 손실이 적으며, 안정적인 주파수 특성을 가지고 있어 고주파 신호의 전달이나 차폐에 적합합니다. 또한, 페라이트는 비선형 자기 특성을 가지고 있어, 필터링이나 차폐용으로도 사용됩니다. 페라이트는 다양한 형태와 크기로 제작되어 다양한 고주파 전자기기에 적용됩니다.

6. 그레이 코드(Gray code)를 갖는 16-QAM 성상도(Constellation)를 제시하고 설명하시오. 
그레이 코드(Gray code)는 이진 코드의 한 종류로, 인접한 값 사이의 비트 변화가 하나씩만 일어나는 특징을 가지고 있습니다. 이는 값이 변할 때 오차를 최소화하여 신호 전달 시 발생할 수 있는 에러를 줄이는 데 도움을 줍니다.
16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)은 4개의 이진 비트를 사용하여 16개의 서로 다른 신호를 표현하는 변조 방식입니다. 16-QAM 성상도(Constellation)는 이러한 16개의 서로 다른 신호를 2차원 평면 상에 표현한 것입니다. 각 점은 복소수로 표현되며, 각 축은 각각의 이진 비트를 나타냅니다.
16-QAM 성상도의 그레이 코드를 제시하면 다음과 같습니다.
00  01  11  10
   |   |   |   |
   |   |   |   |
01  00  10  11
위의 성상도는 16개의 점으로 이루어져 있으며, 각 점은 4개의 이진 비트로 표현됩니다. 각 점은 인접한 점과의 비트 변화가 하나씩만 일어나는 그레이 코드를 따르고 있습니다. 이러한 성상도를 사용하여 16-QAM 변조를 수행하면, 4개의 이진 비트를 효율적으로 전송할 수 있으며, 더 많은 데이터를 전송할 수 있습니다.

7. 디지털영상신호에서 감마보정(Gammacorrection)의 목적과 8bit 신호에서 감마2.2에 대한 송수신 값을 예를 들어 설명하시오. 
감마보정(Gamma correction)은 인간의 시각 시스템의 특성을 고려하여 디지털 영상을 조정하는 기술로, 화면에 표시되는 영상의 밝기와 색상을 조절하여 더 자연스럽고 정확하게 표현할 수 있도록 도와줍니다. 감마보정은 주로 모니터, 프로젝터, 카메라 등에서 사용되며, 영상의 명암 대비를 개선하고 색상을 보다 정확하게 표현할 수 있도록 도와줍니다.
8bit 신호에서 감마 2.2에 대한 송수신 값을 예를 들어 설명하면, 감마 2.2는 일반적으로 사용되는 값으로, 디스플레이 장치의 밝기와 색상을 조정하는 데 사용됩니다. 이때, 8bit 신호는 0부터 255까지의 값을 가질 수 있으며, 감마 2.2를 적용하면 이 값들이 변환되어 전송됩니다.
예를 들어, 입력 신호가 128(중간값)이라고 가정하면, 감마 2.2를 적용하여 출력 신호는 약 187이 될 수 있습니다. 이는 감마 2.2 함수에 따라 입력값이 출력값으로 변환되는 과정을 나타냅니다. 이렇게 변환된 신호는 디스플레이 장치에서 표시되어 사용자에게 더 자연스럽고 정확한 영상을 제공할 수 있습니다.

8. 전자기기 내의 정류회로에서 정류용 다이오드가 소손(燒損)되었다. 이 때 예상되는 소손 원인과 보완대책에 대하여 설명하시오. 
8.1.정류용 다이오드가 소손되는 경우에는 주로 다음과 같은 원인이 있을 수 있습니다:
8.1.1.과전류: 정류용 다이오드가 허용 전류를 초과하게 되면 소손될 수 있습니다. 이는 회로 설계 오류나 외부 요인으로 인한 과전류가 발생할 수 있습니다.
8.1.2. 과열: 정류용 다이오드가 오랜 시간 동안 과열되면 소손될 수 있습니다. 이는 다이오드가 충분한 열을 방출하지 못하는 경우나 주변 환경이 과열되는 경우에 발생할 수 있습니다.
8.1.3. 전압 서지: 전압 서지나 전류 서지로 인해 정류용 다이오드가 손상될 수 있습니다. 이는 회로 설계 오류나 전압 변동으로 인해 발생할 수 있습니다.

8.2. 정류용 다이오드가 소손되었을 때 보완대책은 다음과 같습니다:
8.2.1. 과전류 보호 회로 추가: 과전류를 감지하고 회로를 차단하는 과전류 보호 회로를 추가하여 다이오드를 보호할 수 있습니다.
8.2.2 열 방출 개선: 다이오드 주변에 열을 효과적으로 방출할 수 있는 열 방출 장치를 추가하여 과열을 방지할 수 있습니다.
8.2.3. 서지 보호 장치 추가: 전압 서지나 전류 서지로부터 다이오드를 보호하기 위한 서지 보호 장치를 추가하여 다이오드의 소손을 방지할 수 있습니다.
이러한 보완대책을 통해 정류용 다이오드의 소손을 예방하고 안정적인 정류 기능을 유지할 수 있습니다.

9. 전기 퓨즈(Fuse)는 열 이외 과전류에 의해서 쉽게 용단(溶斷)되어야 한다. 이들 퓨즈를 사용 목적에 따라 분류하고 종류에 대하여 설명하시오. 
전기 퓨즈는 과전류가 흐를 때 회로를 보호하기 위해 사용되며, 일정한 전류 이상이 흐를 때 용단되어 회로를 차단합니다. 사용 목적에 따라 다양한 종류의 퓨즈가 있습니다. 주요한 퓨즈의 종류는 다음과 같습니다:
9.1. 실드 퓨즈 (Cartridge Fuse): 가장 일반적으로 사용되는 퓨즈로, 금속 또는 유리로 만들어진 실드 안에 퓨즈 선이 들어있습니다. 과전류가 흐를 때 퓨즈 선이 용단되어 회로를 차단합니다.
9.2. 서지 퓨즈 (Surge Fuse): 서지 퓨즈는 전압 서지나 전류 서지로부터 회로를 보호하기 위해 사용됩니다. 전압이 급격히 상승할 때 회로를 보호하고 안전한 전압으로 유지합니다.
9.3. 고온 퓨즈 (Thermal Fuse): 고온 퓨즈는 과열로 인한 화재를 방지하기 위해 사용됩니다. 일정 온도 이상이 되면 퓨즈가 용단되어 회로를 차단합니다.
9.4. 미니 퓨즈 (Mini Fuse): 작은 크기로 설계된 퓨즈로, 주로 차량이나 전자기기 등에 사용됩니다. 공간을 절약하면서도 효과적으로 회로를 보호할 수 있습니다.
이러한 다양한 종류의 퓨즈는 각각의 사용 목적에 맞게 설계되어 있으며, 회로를 보호하고 안전을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 적절한 종류의 퓨즈를 선택하여 사용함으로써 전기 장치나 시스템을 안전하게 운영할 수 있습니다.

10. 스피커의 결선 방법을 열거하고, 특성을 설명하시오. 
스피커의 결선 방법에는 다양한 방법이 있지만, 가장 일반적으로 사용되는 결선 방법은 다음과 같습니다:
10.1. 병렬 연결: 스피커의 양극과 음극을 각각 병렬로 연결하는 방법입니다. 이 방법은 전압을 유지하면서 전류를 증가시킬 수 있어, 스피커의 출력을 증가시킬 수 있습니다. 하지만 저항이 감소하므로 앰프의 안정성에 영향을 줄 수 있습니다.
10.2. 직렬 연결: 스피커의 양극과 음극을 직렬로 연결하는 방법입니다. 이 방법은 전류를 유지하면서 전압을 증가시킬 수 있어, 스피커의 출력을 증가시킬 수 있습니다. 하지만 전압이 감소하므로 앰프의 출력이 감소할 수 있습니다.
스피커의 특성은 주로 임피던스, 출력, 주파수 응답 등으로 설명됩니다. 임피던스는 스피커의 전기적 저항을 나타내며, 일반적으로 4옴 또는 8옴이 사용됩니다. 출력은 스피커가 발생시키는 소리의 크기를 나타내며, 일반적으로 와트(W)로 표시됩니다. 주파수 응답은 스피커가 재생할 수 있는 주파수 범위를 나타내며, 일반적으로 20Hz부터 20kHz까지의 주파수 범위를 재생할 수 있는 스피커가 일반적으로 사용됩니다. 이러한 특성을 고려하여 적절한 스피커를 선택하고 결선하는 것이 중요합니다.

11.산업, 과학, 의료용 기기에서 사용 가능한 주파수 대역인 ISM(Industrial, Scientific, Medical)대역을 설명하시오. 
ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역은 산업, 과학, 의료 분야에서 사용 가능한 무선 통신을 위한 주파수 대역을 가리킵니다. 이 대역은 일반적으로 라이센스 없이 사용할 수 있으며, 다양한 무선 통신 및 레이더 시스템에서 활용됩니다.
ISM 대역은 전 세계적으로 규제되어 있으며, 일반적으로 902MHz부터 928MHz, 2.4GHz부터 2.4835GHz, 5.725GHz부터 5.875GHz 등의 주파수 대역을 포함합니다. 이러한 주파수 대역은 산업용 무선 통신 시스템, 과학 연구 장비, 의료용 기기 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
예를 들어, 무선 LAN(Wireless Local Area Network), 블루투스(Bluetooth), 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network), 레이더 시스템, 의료용 무선 통신 기기 등이 ISM 대역을 활용하여 데이터 통신이나 제어를 수행합니다. 이러한 대역은 라이센스 없이 사용할 수 있기 때문에, 다양한 기기 및 시스템에서 쉽게 적용되고 활용될 수 있습니다.

12. UHD(Ultra-High Definition) 영상 콘텐츠에서 HDR(High Dynamic Range)과 SDR(Standard Dynamic Range)을 비교하고, HDR 콘텐츠를 제작하는 목적을 설명하시오. 
UHD(Ultra-High Definition) 영상 콘텐츠에서 HDR(High Dynamic Range)과 SDR(Standard Dynamic Range)은 영상의 표현력과 화질에 있어서 중요한 차이를 보입니다.
12.1. HDR(High Dynamic Range):
· HDR은 높은 다이내믹 레인지를 가지고 있는 영상 기술로, 어두운 부분과 밝은 부분의 세부 정보를 더욱 섬세하게 표현할 수 있습니다.
· HDR은 더 넓은 색상 범위와 높은 명암비를 제공하여 현실적이고 생생한 영상을 제공합니다.
· HDR은 어두운 장면과 밝은 장면을 동시에 자연스럽게 표현하여 더욱 생동감 있는 시청 경험을 제공합니다.
12.2. SDR(Standard Dynamic Range):
· SDR은 일반적인 다이내믹 레인지를 가지고 있는 영상 기술로, 어두운 부분과 밝은 부분의 세부 정보를 제한적으로 표현합니다.
· SDR은 색상 범위와 명암비가 제한되어 있어서 현실적이고 생생한 영상을 제공하는 데 한계가 있습니다.
· SDR은 어두운 장면과 밝은 장면을 자연스럽게 표현하기 어렵고, 화질이 상대적으로 부족할 수 있습니다.
HDR 콘텐츠를 제작하는 목적은 더욱 현실적이고 생생한 시청 경험을 제공하기 위함입니다. HDR은 더 넓은 색상 범위와 높은 명암비를 통해 현실과 유사한 영상을 제공하여 시청자에게 더욱 몰입감과 감동을 전달할 수 있습니다. 또한, HDR은 미디어 산업에서 경쟁력을 확보하고 더욱 풍부한 시청 경험을 제공하여 시청자들의 만족도를 높이는 데 기여합니다.

13. 사물인터넷(IoT : Internet of Things)을 구현하기 위한 핵심 기술 요소를 하드웨어 기술과 소프트웨어 기술로 구분하여 설명하시오. 
사물인터넷(IoT)을 구현하기 위한 핵심 기술 요소는 하드웨어 기술과 소프트웨어 기술로 구분됩니다.
 
13.1. 하드웨어 기술:
13.1.1.센서 기술: IoT 기기는 주변 환경의 데이터를 수집하고 분석하기 위해 다양한 종류의 센서를 사용합니다. 센서는 온도, 습도, 조도, 가속도, 소리 등 다양한 데이터를 측정하고 전송하는 역할을 합니다.
13.1.2. 통신 기술: IoT 기기는 데이터를 수집하고 전송하기 위해 무선 통신 기술을 사용합니다. 주로 Wi-Fi, 블루투스, 셀룰러 네트워크 등을 활용하여 데이터를 안전하고 신속하게 전송합니다.
13.1.3. 임베디드 시스템: IoT 기기는 작고 경량화된 임베디드 시스템을 사용하여 데이터를 수집, 처리 및 전송합니다. 이러한 시스템은 소형이면서도 저전력 소비가 가능하며, 실시간 데이터 처리가 가능합니다.
 
13.2. 소프트웨어 기술:
13.2.1. 데이터 수집 및 분석: IoT 기기에서 수집된 데이터를 실시간으로 처리하고 분석하는 소프트웨어 기술이 필요합니다. 이를 통해 데이터를 가공하여 의미 있는 정보로 변환하고 의사 결정을 내릴 수 있습니다.
13.2.2. 클라우드 컴퓨팅: IoT 기기에서 수집된 데이터를 저장하고 처리하기 위해 클라우드 컴퓨팅 기술을 활용합니다. 클라우드를 통해 대규모 데이터를 저장하고 분석할 수 있으며, 실시간으로 데이터를 업데이트할 수 있습니다.
13.2.3. 보안 기술: IoT 기기는 다수의 연결된 디바이스들로 구성되어 있기 때문에 보안이 매우 중요합니다. 데이터의 안전한 전송과 저장을 위해 암호화 기술, 인증 기술, 방화벽 등의 보안 기술이 필요합니다.
이러한 하드웨어와 소프트웨어 기술이 조합되어 IoT 시스템을 구현하고 운영할 수 있으며, 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다.

제111회 전자응용기술사 시험문제 (2교시) 100분
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 의료용 전자 장치인 심전계, 뇌파계, 근전계, 안진계 및 망막전도계에 대하여 설명하시오. 
 1.1. 심전계(Electrocardiogram, ECG):
· 심전계는 심장의 전기 활동을 측정하여 심전도를 생성하는 의료용 전자 장치입니다.
· 심전도는 심장의 이완과 수축을 나타내는 파형으로, 심장의 건강 상태를 평가하고 심장 질환을 진단하는 데 사용됩니다.
· 일반적으로 가슴에 전극을 부착하여 심전도를 측정하며, 이를 통해 심장의 리듬, 심박수, 심실 세동 등을 확인할 수 있습       니다.
1. 2.뇌파계(Electroencephalogram, EEG):
· 뇌파계는 뇌의 전기 활동을 측정하여 뇌파를 기록하는 의료용 전자 장치입니다.
· 뇌파는 뇌의 활동 상태를 나타내는 전기 신호로, 뇌의 질병이나 장애를 진단하고 감시하는 데 사용됩니다.
· 뇌파계는 머리에 전극을 부착하여 뇌파를 측정하며, 수면 장애, 뇌졸중, 뇌종양 등을 진단하는 데 도움을 줍니다.
1. 3. 근전계(Electromyogram, EMG):
· 근전계는 근육의 전기 활동을 측정하여 근전도를 생성하는 의료용 전자 장치입니다.
· 근전도는 근육의 수축과 이완을 나타내는 전기 신호로, 근육 질병이나 손상을 진단하고 근육 기능을 평가하는 데 사용됩니다.
· 근전계는 근육에 전극을 부착하여 근전도를 측정하며, 근육병, 근육손상, 신경근 질환 등을 진단하는 데 활용됩니다.
1. 4. 안진계(Electrooculogram, EOG):
· 안진계는 눈의 움직임을 측정하여 안진도를 생성하는 의료용 전자 장치입니다.
· 안진도는 눈의 수평 및 수직 움직임을 나타내는 전기 신호로, 안구 운동이나 안구 질환을 진단하고 눈의 기능을 평가하는 데 사용됩니다.
· 안진계는 눈 주위에 전극을 부착하여 안진도를 측정하며, 안구 운동 장애, 안구 근육 이상, 안구 신경 손상 등을 진단하는 데 도움을 줍니다.
1. 5.망막전도계(Electroretinogram, ERG):
· 망막전도계는 망막의 전기 활동을 측정하여 망막전도를 생성하는 의료용 전자 장치입니다.
· 망막전도는 망막의 기능을 나타내는 전기 신호로, 망막 질환이나 시각 장애를 진단하고 시력을 평가하는 데 사용됩니다.
· 망막전도계는 눈에 전극을 부착하여 망막전도를 측정하며, 망막병변, 망막색소변성증, 망막박리 등을 진단하는 데 활용됩니다.

1. 스테레오 FM 송신기의 블록 다이어그램과 스테레오 FM 신호의 기저대역 스펙트럼을 설명하시오. 
1.1.스테레오 FM 송신기의 블록 다이어그램:
· 스테레오 FM 송신기는 일반적으로 다음과 같은 블록으로 구성됩니다:
o 마이크로폰: 소리를 전기 신호로 변환하는 역할을 합니다.
o 프리앰프: 마이크로폰에서 나온 신호를 증폭하는 역할을 합니다.
o 주파수 조정기: 오디오 신호를 주파수 변조하여 FM 신호로 만드는 역할을 합니다.
o 파워 앰프: FM 신호를 증폭하여 안테나로 전파하는 역할을 합니다.
 
1.2.스테레오 FM 신호의 기저대역 스펙트럼:
· 스테레오 FM 신호는 주파수 변조(Frequency Modulation) 방식으로 전송되며, 주파수 변조는 기저대역 신호의 주파수를 변화시켜 전송하는 방식입니다.
· 스테레오 FM 신호는 일반적으로 왼쪽(L) 채널과 오른쪽(R) 채널의 오디오 신호를 합성하여 전송됩니다. 이러한 합성된 신호는 L+R(왼쪽 채널과 오른쪽 채널의 합)과 L-R(왼쪽 채널과 오른쪽 채널의 차)으로 구성됩니다.
· 기저대역 스펙트럼은 L+R 신호와 L-R 신호의 주파수 성분을 나타내는데, L+R 신호는 모노 신호로, L-R 신호는 스테레오 신호로 해석됩니다.
· 스테레오 FM 신호의 기저대역 스펙트럼은 주파수 성분이 일정한 주파수 대역에 분포되어 있으며, 이를 통해 스테레오 음악이나 음성을 전송할 수 있습니다.

2. 일반 회로이론과 전송선로(Transmission line) 회로이론의 근본적인 차이점을 비교하고, 전송선로의 집중정수 소자(Lumped Element) 등가회로를 설명하시오. 
2.1. 일반 회로이론과 전송선로 회로이론의 근본적인 차이점:
· 일반 회로이론: 전자기장의 공간적 분포를 고려하지 않고, 회로를 점, 선, 면으로 간주하여 전류와 전압을 해석하는 이론입니다. 회로 이론은 전류와 전압의 관계를 분석하고 전기 회로를 설계하는 데 사용됩니다.
· 전송선로 회로이론: 전자기장의 공간적 분포를 고려하여 전송선로의 특성을 분석하는 이론입니다. 전송선로 회로이론은 전파의 전달과 반사, 투과, 흡수 등을 고려하여 전송선로의 동작을 설명하고 설계하는 데 사용됩니다.
2.2. 전송선로의 집중정수 소자(Lumped Element) 등가회로:
· 전송선로는 길이가 긴 전기적인 신호를 전달하는데 사용되는 회로이며, 전파의 특성을 고려해야 합니다. 그러나 전송선로를 집중정수 소자로 모델링하여 간단하게 분석할 수 있습니다.
· 집중정수 소자 등가회로는 전송선로를 일련의 집중정수 소자(저항, 콘덴서, 인덕터)로 대체하여 모델링하는 방법입니다. 이를 통해 전송선로의 복잡한 전파 특성을 간단한 회로로 대체하여 분석할 수 있습니다.
· 등가회로 모델링을 통해 전송선로의 전기적 특성을 이해하고, 전파의 전달과 반사, 임피던스 매칭 등을 고려하여 전송선로의 설계 및 분석을 수행할 수 있습니다.

4. 디스플레이 디바이스에서 VA(Vertical Alignment) type LCD, IPS(In Plane Switching) type LCD, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널의 발광 특성(명암비, 시야각, 소비전력, 휘도 등)에 대하여 장단점을 비교 설명하시오. 
VA(Vertical Alignment) type LCD:
· 장점:
o 높은 명암비: VA type LCD는 광학적으로 높은 명암비를 제공하여 화면의 선명도와 색감을 향상시킵니다.
o 광시야각이 넓음: VA type LCD는 IPS type LCD에 비해 광시야각이 넓어서 여러 사람이 함께 화면을 볼 때도 색상 변화가 적습니다.
· 단점:
o 반응속도가 느림: VA type LCD는 반응속도가 느려서 빠른 동작이 필요한 게임이나 영상 재생에 적합하지 않을 수 있습니다.
o 소비전력이 높음: VA type LCD는 IPS type LCD나 OLED에 비해 소비전력이 높을 수 있습니다.
 
IPS(In-Plane Switching) type LCD:
· 장점:
o 광시야각이 넓음: IPS type LCD는 광시야각이 넓어서 화면을 어디서든지 자연스럽게 볼 수 있습니다.
o 색재현이 우수: IPS type LCD는 색재현이 우수하여 색감이 생생하고 선명합니다.
· 단점:
o 명암비가 낮음: IPS type LCD는 VA type LCD나 OLED에 비해 명암비가 낮을 수 있습니다.
o 소비전력이 높음: IPS type LCD는 VA type LCD나 OLED에 비해 소비전력이 높을 수 있습니다.
 
OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널:
· 장점:
o 무한대 명암비: OLED는 픽셀이 직접 발광하기 때문에 무한대에 가까운 명암비를 제공합니다.
o 광시야각이 넓음: OLED는 IPS type LCD에 비해 광시야각이 더 넓어서 화면을 어디서든지 자연스럽게 볼 수 있습니다.
o 소비전력이 낮음: OLED는 픽셀이 직접 발광하기 때문에 배경조명이 필요 없어 소비전력이 낮습니다.
· 단점:
o 화면 연소 현상: OLED는 픽셀이 직접 발광하기 때문에 화면 연소 현상이 발생할 수 있습니다.
o 제조 비용이 높음: OLED는 제조 공정이 복잡하고 비용이 높아서 가격이 상대적으로 비싸다는 단점이 있습니다.
따라서, VA type LCD는 명암비와 광시야각이 우수하고 IPS type LCD는 광시야각과 색재현이 우수하며 OLED는 명암비, 광시야각, 소비전력 등 다양한 면에서 우수한 특성을 가지고 있습니다. 사용 목적과 환경에 맞게 적합한 디스플레이 디바이스를 선택하는 것이 중요합니다.

5. 플래쉬 메모리(Flash memory)에서 NAND와 NOR type의 셀 구조를 비교하고 NAND type의 장점을 설명하시오. 
플래시 메모리(Flash memory)는 전기적으로 프로그램 가능하고 삭제 가능한 반도체 기억 장치로, 주로 이동식 저장 장치나 컴퓨터의 보조 기억 장치로 사용됩니다. NAND와 NOR은 플래시 메모리의 주요 타입 중 두 가지입니다.
NAND와 NOR의 셀 구조를 비교하면 다음과 같습니다:
NAND type:
· NAND type의 셀 구조는 직렬로 연결된 다수의 셀로 구성되어 있습니다.
· 데이터를 읽고 쓰는 작업은 주로 페이지(Page) 단위로 이루어집니다.
· NAND type은 비용 효율적이고 고밀도로 데이터를 저장할 수 있습니다.
 
NOR type:
· NOR type의 셀 구조는 병렬로 연결된 셀로 구성되어 있습니다.
· 데이터를 읽고 쓰는 작업은 주로 워드(Word) 단위로 이루어집니다.
· NOR type은 읽기 속도가 빠르고 직접적인 메모리 접근이 가능합니다.
 
NAND type의 장점은 다음과 같습니다:
1. 고밀도 저장: NAND type은 직렬로 연결된 셀 구조로 인해 고밀도로 데이터를 저장할 수 있습니다. 따라서 NAND type은 대용량 저장 장치에 적합합니다.
2. 저가: NAND type은 NOR type에 비해 생산 비용이 낮고 비용 효율적입니다. 따라서 대용량 저장 장치를 생산할 때 경제적인 선택이 될 수 있습니다.
3. 높은 속도: NAND type은 데이터를 페이지 단위로 읽고 쓰기 때문에 대용량 데이터를 빠르게 처리할 수 있습니다.
따라서, NAND type은 대용량 저장 장치에 적합하고 비용 효율적이며 높은 속도를 제공하는 장점을 가지고 있습니다.

6.양자점(QD : Quantum Dot) TV의 원리를 설명하시오. 
양자점(QD : Quantum Dot) TV는 양자점 기술을 사용하여 화면을 생성하는 TV 기술입니다. 양자점은 매우 작은 크기의 나노 입자로, 특정 크기와 형태를 가진 양자점은 특정 색상의 빛을 방출하게 됩니다.
양자점 TV의 원리는 다음과 같습니다:
6.1. 백라이트: 양자점 TV는 일반적으로 LED 백라이트를 사용합니다. LED 백라이트는 화면을 조명하는 역할을 합니다.
6.2. 양자점 필름: 화면에는 양자점 필름이 적용되어 있습니다. 이 양자점 필름은 다양한 크기와 색상의 양자점으로 구성되어 있습니다.
6.3. 색상 변환: 백라이트에서 나오는 흰색 빛은 양자점 필름을 통과하면서 양자점들이 특정 색상의 빛을 방출합니다. 이렇게 양자점들이 방출하는 다양한 색상의 빛이 합쳐져서 화면에 원하는 색상이 표현됩니다.
6.4. 색상 정밀도: 양자점 TV는 일반적인 LED TV에 비해 색상 표현의 정밀도가 높습니다. 양자점 기술을 사용하면 더 넓은 색역을 표현할 수 있고, 색상의 선명도와 명암비가 향상됩니다.
양자점 TV는 색상 표현의 정밀도와 선명도가 뛰어나며, 에너지 소비가 낮고 화면이 얇은 장점을 가지고 있습니다. 이러한 기술은 고화질 TV 시장에서 인기를 얻고 있으며, 미래 TV 기술의 주요 트렌드 중 하나로 각광 받고 있습니다.

제111회 전자응용기술사 시험문제 (3교시) 100분
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 사물인터넷(IoT :Internet of Things)의 응용분야(예상되는 분야 포함)를 M2M(Machine-to-Machine), P2P(People-to-People), P2M, M2P로 나누어 각각 현재에 사용 중이거나 가까운 미래에 등장할 수 있는 IoT 기기를 하나 이상 예를 들어 사용 목적과 동작 원리를 설명하시오. 

M2M (Machine-to-Machine):
· 응용 분야: 산업 자동화, 스마트 농업, 스마트 시티, 스마트 홈 등
· 예시: 스마트 농업 분야에서는 IoT 센서를 사용하여 농작물의 생장 상태를 모니터링하고, 자동으로 물을 주는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 토양 습도 센서가 농지에 설치되어 있고, 이 센서는 농작물의 수분 상태를 측정하여 데이터를 수집하고, 이 데이터를 농부의 스마트폰 앱으로 전송하여 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.
 P2P (People-to-People):
· 응용 분야: 건강 관리, 스마트 홈, 스마트 시티 등
· 예시: 스마트 홈 분야에서는 IoT 기기를 사용하여 가정 내의 다양한 기기들을 연결하고 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 스마트폰 앱을 통해 가정 내의 조명, 난방, 에어컨 등을 원격으로 제어하거나, 가정 내의 CCTV를 모니터링할 수 있습니다.
 P2M (People-to-Machine):
· 응용 분야: 스마트 시티, 스마트 빌딩, 스마트 공장 등
· 예시: 스마트 빌딩 분야에서는 IoT 기기를 사용하여 건물 내의 다양한 시설을 효율적으로 관리할 수 있습니다. 예를 들어, 건물 주차장의 IoT 센서가 주차 공간의 이용 여부를 감지하고, 이 정보를 건물 주차장 관리 시스템에 전송하여 주차 공간을 효율적으로 관리할 수 있습니다.
M2P (Machine-to-People):
· 응용 분야: 의료, 스마트 시티, 스마트 홈 등
· 예시: 의료 분야에서는 IoT 기기를 사용하여 환자의 건강 상태를 모니터링하고 의료진에게 실시간으로 알림을 보낼 수 있습니다. 예를 들어, 환자가 심전도 모니터링 장치를 착용하고 있고, 이 장치가 심부전의 조기 징후를 감지하면 의료진에게 경고 메시지를 보내어 조치를 취할 수 있습니다.

2. 영상신호 압축을 위해 사용되는 HEVC(High Efficiency Video Coding), MPEG-2,H.264에 대하여 압축 성능과 신호 규격을 비교 설명하시오. 
 HEVC (High Efficiency Video Coding):
· 압축 성능: HEVC는 이전의 비디오 코딩 표준에 비해 더 높은 압축 성능을 제공합니다. HEVC는 H.264에 비해 약 50% 더 효율적인 압축을 가능하게 합니다.
· 신호 규격: HEVC는 ITU-T와 ISO/IEC에 의해 개발된 비디오 코딩 표준으로, 8K UHD(7680x4320)까지의 고해상도 비디오를 지원합니다.
 
MPEG-2:
· 압축 성능: MPEG-2는 이전에 널리 사용되던 비디오 코딩 표준 중 하나로, H.264나 HEVC에 비해 상대적으로 낮은 압축 성능을 가지고 있습니다.
· 신호 규격: MPEG-2는 ISO/IEC에 의해 개발된 비디오 코딩 표준으로, SD(Standard Definition)와 HD(High Definition) 비디오를 지원합니다.
 
H.264 (Advanced Video Coding):
· 압축 성능: H.264는 MPEG-4 Part 10 또는 AVC(Advanced Video Coding)로도 알려진 비디오 코딩 표준으로, MPEG-2에 비해 더 효율적인 압축을 제공합니다. H.264는 HEVC에 비해 압축 성능이 낮지만, 여전히 많은 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
· 신호 규격: H.264는 ITU-T와 ISO/IEC에 의해 개발된 비디오 코딩 표준으로, HD 비디오를 지원하며, 온라인 비디오 스트리밍, 디지털 방송, 영상 통화 등 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.
각각의 비디오 코딩 표준은 압축 성능과 지원하는 신호 규격에 차이가 있으며, 사용자는 특정한 요구사항에 맞게 적합한 비디오 코덱을 선택하여 비디오 데이터를 효율적으로 압축하고 전송할 수 있습니다.

3. 오디오 코딩의 표준에 대하여 열거하고, 각각의 특징과 응용 분야를 설명하시오. 
오디오 코딩은 음악, 음성 또는 다른 오디오 신호를 디지털 형식으로 압축하는 기술을 말합니다. 여러 가지 오디오 코딩 표준이 개발되어 왔으며, 각각의 특징과 응용 분야는 다음과 같습니다:
MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3):
· 특징: MP3는 가장 널리 사용되는 오디오 코딩 형식 중 하나로, 손실 압축 방식을 사용하여 오디오 데이터를 압축합니다. 고음질 오디오를 상당히 작은 파일 크기로 압축할 수 있습니다.
· 응용 분야: MP3는 음악 파일, 팟캐스트, 음성 메시지 등을 저장하고 전송하는 데 널리 사용됩니다.
 AAC (Advanced Audio Coding):
· 특징: AAC는 MP3보다 더 효율적인 압축 알고리즘을 사용하여 더 높은 음질을 제공합니다. 또한, AAC는 다양한 비트레이트에서 우수한 성능을 보입니다.
· 응용 분야: AAC는 온라인 음악 스트리밍, 영상 콘텐츠의 오디오 트랙, 디지털 미디어 플레이어 등에서 널리 사용됩니다.
Opus:
· 특징: Opus는 다목적 오디오 코덱으로, 낮은 지연 시간과 높은 음질을 제공합니다. Opus는 음성 통화, 온라인 게임, 실시간 음악 스트리밍 등에 적합합니다.
· 응용 분야: Opus는 인터넷 음성 통화, 온라인 게임의 음성 채팅, 실시간 음악 스트리밍 등에서 사용되며, 특히 실시간 통신에 적합한 특성을 가지고 있습니다.
각각의 오디오 코딩 표준은 특정한 응용 분야에 최적화되어 있으며, 사용자의 요구에 맞게 적합한 오디오 코덱을 선택하여 오디오 데이터를 효율적으로 압축하고 전송할 수 있습니다.

4. 레이저 TV의 원리를 설명하시오. 
레이저 TV는 레이저를 사용하여 화면에 이미지를 표시하는 텔레비전 기술입니다. 레이저 TV는 일반적인 LCD 또는 OLED TV와는 다른 원리를 사용하고 있습니다.
레이저 TV는 레이저 빔을 사용하여 화면에 이미지를 투사합니다. 일반적으로 레이저 TV는 레이저 빔을 사용하여 화면에 빛을 조절하고 색상을 생성합니다. 레이저 빔은 빠르게 스캔하여 화면에 이미지를 생성하고, 더 높은 명암비와 색상 표현력을 제공합니다.
레이저 TV는 레이저 빔을 사용하기 때문에 더 밝고 선명한 화면을 제공할 수 있습니다. 또한, 레이저 TV는 더 넓은 색역을 표현할 수 있어 색상의 풍부함과 정확성을 높일 수 있습니다. 또한, 레이저 TV는 더 얇고 가벼우며 에너지 효율적이기도 합니다.
레이저 TV는 레이저 기술을 사용하여 화면에 더 뛰어난 이미지 품질을 제공하고, 더 효율적인 에너지 소비를 실현하는 혁신적인 텔레비전 기술입니다.

5.전자파흡수율(SAR : Specific Absorption Rate)을 설명하시오. 
전자파흡수율(SAR : Specific Absorption Rate)은 무선 통신 장치나 전자기장을 발생하는 기기가 인체에 흡수되는 전자기 에너지의 양을 측정하는 지표입니다. SAR은 일반적으로 와트 단위로 표시되며, 인체에 흡수된 전자기 에너지의 양을 인체의 질량으로 나눈 값으로 계산됩니다.
전자파흡수율은 주로 무선 통신 장치나 이동통신 기기 등이 인체에 미치는 전자기장의 영향을 평가하고 안전성을 확인하는 데 사용됩니다. 무선 통신 장치가 인체에 미치는 전자기 에너지의 양이 일정 수준을 초과할 경우 건강에 해로울 수 있으므로, SAR 값이 일정 수준 이하에 유지되어야 합니다.
전자파흡수율은 주로 머리나 몸통 부분에 대한 SAR 값이 측정되며, 국제 전기통신 연합(ITU)과 미국 연방통신위원회(FCC) 등에서는 SAR 값에 대한 규제 기준을 제시하고 있습니다. 이러한 규제 기준을 준수하여 무선 통신 기기의 안전성을 보장하고 사용자의 건강을 보호하는 데 기여하고 있습니다.

6.다중경로 페이딩 현상을 대처하기 위한 다이버시티(Diversity)에 대하여 설명하시오. 
다중경로 페이딩은 무선 통신에서 발생하는 현상으로, 신호가 여러 경로를 통해 수신기에 도달할 때 각 경로의 신호가 서로 상호작용하여 신호의 강도나 위상이 변하는 현상을 말합니다. 이러한 다중경로 페이딩은 신호의 왜곡이나 감쇠를 초래할 수 있어 통신 품질을 저하시킬 수 있습니다.
다이버시티는 다중경로 페이딩으로 인한 신호의 왜곡을 완화하고 통신 품질을 향상시키기 위한 기술입니다. 다이버시티는 주로 다음과 같은 방법으로 구현됩니다:
6.1. 시간 다이버시티(Time Diversity): 시간 다이버시티는 여러 시간 슬롯에 걸쳐 같은 정보를 전송하는 방식으로, 다중경로 페이딩으로 인한 신호 왜곡을 완화합니다. 이를 통해 여러 시간 슬롯에 걸쳐 수신된 신호를 결합하여 더 강력한 신호를 얻을 수 있습니다.
6.2. 공간 다이버시티(Space Diversity): 공간 다이버시티는 여러 안테나를 사용하여 다중경로 페이딩을 완화하는 방식으로, 주로 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 사용됩니다. 다수의 안테나를 사용하여 다양한 경로로부터 수신된 신호를 결합하여 통신 품질을 향상시킵니다.
6.3. 주파수 다이버시티(Frequency Diversity): 주파수 다이버시티는 다양한 주파수 대역을 사용하여 다중경로 페이딩을 완화하는 방식으로, 주파수 선택 다이버시티와 주파수 분할 다이버시티로 구분됩니다. 다양한 주파수 대역을 사용하여 다중경로 페이딩을 극복하고 통신 품질을 향상시킵니다.
다이버시티 기술은 다중경로 페이딩으로 인한 신호 왜곡을 완화하고 통신 품질을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 더 안정적이고 효율적인 무선 통신이 가능해집니다.

제111회 전자응용기술사 시험문제 (4교시) 100분
다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오. (각25점)
1. 영상의 에지 검출에 쓰이는 1차 미분연산자와 2차 미분연산자의 종류를 기술하고, 각 연산자의 계수 구성과 특징을 설명하시오. 
에지 검출을 위해 사용되는 1차 미분연산자와 2차 미분연산자는 주로 이미지 처리 및 컴퓨터 비전 분야에서 사용됩니다. 각각의 연산자는 이미지에서 변화가 큰 부분을 감지하여 에지를 찾는 데 사용됩니다.
1차 미분연산자:
· 가장 일반적으로 사용되는 1차 미분연산자는 소벨(Sobel) 연산자입니다. 소벨 연산자는 이미지의 각 픽셀에 대해 수평 및 수직 방향의 미분을 계산하여 엣지를 검출합니다.
· 소벨 연산자는 각 방향에 대해 마스크(커널)를 사용하며, 수평 방향의 마스크는 [-1, 0, 1] 또는 [-1, 0, 1; -2, 0, 2; -1, 0, 1]과 같이 구성됩니다. 수직 방향의 마스크는 수평 방향의 마스크를 전치시킨 것이 됩니다.
· 1차 미분연산자는 이미지에서 밝기의 변화가 큰 지점을 찾아내는 데 유용하며, 에지의 방향을 추정하는 데도 사용됩니다.
 
2차 미분연산자:
· 가장 일반적으로 사용되는 2차 미분연산자는 라플라시안(Laplacian) 연산자입니다. 라플라시안 연산자는 이미지의 픽셀에 대해 2차 미분을 계산하여 엣지를 검출합니다.
· 라플라시안 연산자는 이미지의 밝기가 급격히 변하는 지점에서 큰 값을 갖습니다. 이를 통해 이미지에서 에지를 검출할 수 있습니다.
· 라플라시안 연산자는 주로 3x3 또는 5x5 크기의 마스크를 사용하며, 마스크의 계수는 주변 픽셀과의 관계에 따라 다양하게 구성됩니다.
1차 미분연산자와 2차 미분연산자는 각각 이미지에서 에지를 검출하는 데 사용되며, 각각의 특징에 따라 적합한 상황에 사용됩니다.

2. 절연체 재료는 재료의 특성 및 외부 전기장을 가해주는 방법에 따라 편극이 발생하는데 이러한 현상에서 나타나는 편극의 종류와 원리를 설명하시오. 
절연체 재료는 외부 전기장에 노출되면 편극(polarization) 현상이 발생할 수 있습니다. 편극은 재료 내의 양성 및 음성 전하가 외부 전기장에 의해 정렬되는 현상을 말합니다. 이러한 편극은 재료의 전기적 특성을 변화시키는데 중요한 역할을 합니다.
편극은 크게 세 가지 종류로 나눌 수 있습니다.
2.1.이온 편극 (Ionic polarization): 이온 편극은 이온이 외부 전기장에 의해 이동하면서 발생하는 편극 현상입니다. 이온 편극은 주로 액체 상태의 절연체에서 나타나며, 이온들이 전기장을 따라 이동하면서 재료 내부에서 전하를 정렬시킵니다.
2.2 전자 편극 (Electronic polarization): 전자 편극은 원자나 분자 내의 전자가 외부 전기장에 의해 이동하면서 발생하는 편극 현상입니다. 전자 편극은 주로 고체 상태의 절연체에서 나타나며, 전자들이 전기장을 따라 이동하면서 전하를 정렬시킵니다.
2.3. 자기 편극 (Molecular polarization): 자기 편극은 분자 내의 양성 및 음성 전하가 외부 자기장에 의해 정렬되는 현상을 말합니다. 자기 편극은 주로 분자 간의 상호작용에 의해 발생하며, 분자의 자기적 특성을 변화시킵니다.
이러한 편극 현상은 절연체 재료의 전기적 특성을 결정짓는 중요한 요소 중 하나이며, 외부 전기장에 노출되었을 때 재료의 특성을 이해하고 설계하는데 중요한 역할을 합니다.

3. 통신 신호의 통달 거리를 예측할 수 있는 간단한 방법인 프리스(Friis) 전송식을 이용 하여 송수신기간 거리(R)가 일정할 경우 수신 전력을 높일 수 있는 방법에 대해 설명 하시오. 
프리스(Friis) 전송식은 두 지점 사이의 전력 손실을 예측하는 공식으로, 다음과 같이 표현됩니다.
[ P_r = P_t ＼left( ＼frac{G_t G_r ＼lambda^2}{(4＼pi)^2 d^2} ＼right) ]
여기서,
· ( P_r ) : 수신 전력
· ( P_t ) : 송신 전력
· ( G_t ) : 송신 안테나 이득
· ( G_r ) : 수신 안테나 이득
· ( ＼lambda ) : 전파의 파장
· ( d ) : 송수신기 간 거리
송수신기 간 거리 ( d )가 일정할 경우, 수신 전력을 높이기 위해서는 송신 안테나 이득 ( G_t ) 또는 수신 안테나 이득 ( G_r )을 높이는 방법을 사용할 수 있습니다.
3.1. 안테나 이득 증가: 안테나의 이득을 높이면 전파를 집중시켜 수신 전력을 증가시킬 수 있습니다. 안테나 이득을 높이는 방법으로는 안테나 크기를 키우거나 안테나 배열을 최적화하는 등의 방법이 있습니다.
3.2. 안테나 방향 조절: 안테나의 방향을 조절하여 전파를 특정 방향으로 집중시키는 방법도 수신 전력을 높일 수 있는 방법 중 하나입니다. 안테나 방향을 조절하여 수신기와의 정렬을 최적화하면 전파 손실을 최소화할 수 있습니다.
안테나 이득을 높이거나 안테나 방향을 조절하여 수신 전력을 높이는 방법은 통신 시스템의 성능을 향상시키는 중요한 요소 중 하나이며, 프리스 전송식을 통해 전력 손실을 예측하고 최적의 안테나 설계를 통해 수신 전력을 최대화할 수 있습니다.

4. D 플립플롭을 이용하여 링(Ring) 카운터(0001 → 0010 → 0100 → 1000 → 0001 → … )를 설계하시오.
 D 플립플롭을 이용하여 링(Ring) 카운터를 설계하기 위해서는 4개의 D 플립플롭이 필요합니다. 각각의 플립플롭은 이전의 플립플롭의 출력을 입력으로 받아야 합니다. 다음은 각 플립플롭의 동작을 나타내는 진리표입니다.

이를 바탕으로 D 플립플롭을 연결하여 링 카운터를 설계할 수 있습니다. 아래는 각 플립플롭의 입력과 출력을 나타내는 표입니다.

이를 바탕으로 D 플립플롭을 연결하면 다음과 같은 회로를 구성할 수 있습니다.
D0 ── Q3
       │
       ├─ D1 ── Q0
       │        │
       ├─ D2 ── Q1
       │        │
       └─ D3 ── Q2
이렇게 구성된 회로는 링 카운터의 동작을 수행하며, 0001 → 0010 → 0100 → 1000 → 0001 → ... 순서로 카운트를 진행합니다.

5.사각형 마이크로스트립 패치 안테나의 구조와 특징에 대해 설명하고, GPS 수신기에 사용되는 마이크로스트립 안테나의 특징에 대해 설명하시오. 
사각형 마이크로스트립 패치 안테나는 주로 고주파 대역에서 사용되며, 다음과 같은 구조와 특징을 가지고 있습니다.
구조:
· 사각형 모양의 패치(반사판)가 기판 위에 부착되어 있음.
· 패치와 기판 사이에는 전파를 전달하는 마이크로스트립 라인이 존재함.
· 패치의 크기와 형태, 마이크로스트립 라인의 길이와 폭 등이 안테나의 주파수 특성을 결정함.
특징:
· 낮은 프로파일과 경량화된 구조로 설계가 용이하고 제작이 간단함.
· 방사 특성이 좋아서 방향성이 뚜렷하며, 고이득을 얻을 수 있음.
· 주파수 대역에 따라 다양한 형태로 설계가 가능하며, 다양한 응용 분야에 적용될 수 있음.
GPS 수신기에 사용되는 마이크로스트립 안테나는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
특징:
· GPS 수신기는 L1 및 L2 주파수 대역을 사용하므로, 이에 맞는 주파수 특성을 가진 안테나가 필요함.
· GPS 안테나는 주파수 대역에 맞게 설계되어야 하며, 주파수 안정성과 방사 특성이 중요함.
· GPS 안테나는 주로 사각형 마이크로스트립 패치 안테나가 사용되며, 고이득과 방향성을 갖는 안테나가 필요함.
· GPS 안테나는 GPS 수신기의 성능에 직접적인 영향을 미치므로 안테나의 설계와 성능이 중요하다.

6.YCbCr 영상신호에서 4:2:0 등 샘플링 포맷의 종류를 열거하고, 각각에 대한 영상압축 표준과 포맷 구성을 설명하시오. 
YCbCr 영상신호에서 사용되는 샘플링 포맷의 종류와 각각에 대한 영상압축 표준 및 포맷 구성은 다음과 같습니다.
1. 4:4:4
· 영상압축 표준: JPEG, JPEG 2000
· 포맷 구성: Y, Cb, Cr 세 개의 샘플링 채널이 모두 동일한 해상도로 샘플링되는 포맷. 각각의 픽셀은 Y(밝기), Cb(파랑), Cr(빨강) 세 개의 성분을 가지고 있음.
1. 4:2:2
· 영상압축 표준: MPEG-2, H.262
· 포맷 구성: Y 채널은 풀 해상도로 샘플링되고, Cb와 Cr 채널은 수평 방향으로만 반으로 샘플링되는 포맷. 색상 정보가 수평 방향으로만 줄어들기 때문에 4:4:4에 비해 데이터 양을 줄일 수 있음.
1. 4:2:0
· 영상압축 표준: MPEG-1, MPEG-4, H.264
· 포맷 구성: Y 채널은 풀 해상도로 샘플링되고, Cb와 Cr 채널은 수평 및 수직 방향으로 반으로 샘플링되는 포맷. 색상 정보의 샘플링이 가장 많이 줄어들어 데이터 압축률이 높아지는 효과를 얻을 수 있음.
각각의 샘플링 포맷은 영상의 색상 정보를 얼마나 효율적으로 표현하고 압축할지에 따라 선택되며, 영상 압축 표준에 따라 다양한 응용 분야에서 사용되고 있습니다.