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라디오

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목차

1. 개요

라디오는 음성 정보를 전파를 통해 전송하고 수신하는 기술 및 매체를 의미한다. 1888년 헤르츠의 전자기파 발견을 시작으로, 1897년 마르코니의 무선 전신 발명, 1901년 페센든의 음성 전송 기술 개발을 거쳐 발전했다. 1920년 KDKA의 세계 최초 정규 라디오 방송, 1933년 암스트롱의 FM 방송 기술 발명 등 중요한 사건들을 거쳤으며, 아날로그 방송에서 디지털 방송으로의 전환, 인터넷 라디오, 팟캐스트 등 다양한 형태로 진화해왔다. 라디오 방송은 AM, FM, 디지털 라디오, 위성 라디오 등 다양한 형식으로 나뉘며, 주파수에 따라 장파, 중파, 단파, 초단파 방송으로 구분된다. 대한민국에서는 1927년 경성방송국 개국을 시작으로, 공영방송 KBS의 재난 방송 역할, 민영방송의 발전, 디지털 및 인터넷 라디오의 성장 등 다양한 변화를 겪고 있다.

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라디오
지도 정보
기본 정보
정의정보를 전달하기 위해 전파를 사용하는 기술
다른 이름라지오
영어Radio
역사
초기 역사1890년대부터 1930년대: 라디오의 발명 및 개발
첫 메시지레지널드 페선든과 굴리엘모 마르코니의 초기 실험
상업적 라디오미국에서 상업적 라디오 방송 시작
기술
전파 사용정보 전달을 위해 전파를 사용
전송 방식전파를 이용한 무선 통신
기타
관련 기술통신

2. 역사

라디오의 역사는 무선통신 기술의 발명으로부터 시작되었다. 1888년 헤르츠가 전자기파를 발견하고, 1897년 마르코니가 모스 부호를 이용한 무선 전신을 발명하여 장거리 무선통신의 기초를 다졌다. 그러나 이 당시의 전신은 유도 코일과 불꽃 방전기 등을 사용했기 때문에 단절적인 신호 전송이라는 한계가 있었다.

무선 전신이 실현된 후, 음성을 직접 전달하고자 하는 노력이 이어졌다. 1876년 벨의 전화 발명, 1878년 에디슨의 축음기 발명은 무선 음성 전달의 가능성을 보여주었다. 1901년 캐나다의 레지날드 페든슨은 최초로 전파에 음성을 전달하는 기술을 개발, 12월 23일 메릴랜드주 콥 아일랜드에서 최초의 무선 음성 송신을 했다.

이후 마르코니가 1904년 파장조정기 특허를 얻어 수신자들이 원하는 주파수를 조정할 수 있게 되었고, 1906년 미국의 디포리스트가 3극 진공관을 발명하여 전류 증폭이 가능해졌다.

1909년 파리 에펠탑에서 유럽 최초로 음성 송신을 하였고, 이듬해인 1910년에는 카루소의 노래를 방송하였으며, 1911년 뉴욕의 선거결과를 방송하였다. 이후에 미국에서는 새너제이의 KQW, 디트로이트의 WWJ, 피츠버그의 KDKA를 비롯한 여러 실험방송이 계속되었다.

1912년 미국 의회는 라디오 법안을 입법하여 정부의 승인 없는 전파 사용을 금지하였다. 제1차 세계대전 동안 미국은 미국 해군이 방송을 독점하도록 하였다.[249] 제1차 세계대전이 끝난 이후, 유럽은 방송을 공공 서비스로 취급하여 국가 독점 방송사를 설립했지만, 미국은 영리 사업을 허용했다.

1922년 뉴욕에서 광고방송을 하는 최초의 상업 방송인 WEAF(이후 WNBC (AM)를 거쳐 현재의 WFAN이 됨)가 개국되었다. 유럽의 경우 영국에서는 1920년 마르코니 무선회사에서 실험방송을 행하고 1922년 BBC의 첫 뉴스 프로그램 방송을 시작하였다. 이후 1921년에 프랑스의 국영방송이 개국되었고, 독일에서도 1923년에 개국하였다.

1950~1960년대까지만 해도 방송의 중심은 라디오였으나 1970년대 이후 텔레비전에 밀리기 시작하고, 1990년대 이후 인터넷의 등장으로 그 위상이 크게 줄면서 AM, FM 라디오 송출국의 수를 줄이거나 방송국을 폐국시키는 경우도 있다.(이중에서 특히 단파 방송이 상당수 송신소를 폐쇄하는 경우가 많았다.) 그러나 대규모 재난시의 비상 방송 같은 분야에서 아직까지 라디오는 사회에 중요한 역할을 다하고 있다.

"라디오(radio)"라는 단어는 라틴어 "radius(라디우스)"에서 유래했으며, "바퀴살, 빛줄기, 광선"을 의미한다. 1881년 프랑스 과학자 에르네스트 메르카디에의 제안으로 알렉산더 그레이엄 벨이 자신의 광전화 시스템에 "radiophone(라디오폰)"이라는 이름을 채택하면서 통신 분야에 처음 사용되었다.[8][9]

1886년 헤르츠가 전파를 발견한 후, 처음에는 "헤르츠파(Hertzian waves)"라는 용어가 사용되었다.[10] 1894~1895년 마르코니의 무선 통신 시스템은 전파로 전신 신호를 전송했기 때문에 "무선 전신"이라고 불렸다.[18] 1910년경까지 "무선 전신"은 다양한 무선 전신 시스템을 포함했으므로, 전자기파에 국한된 더 정확한 용어가 필요했다.[11][12]

1890년 전파를 감지하는 코히러를 개발한 프랑스 물리학자 에두아르 브랑리(Édouard Branly)는 "radio-conducteur(라디오-콘덕터)"라고 불렀다.[13][14] "radio-(라디오-)" 접두사는 유럽에서 복합어를 형성하는 데 사용되었다. 1898년 영국의 ''The Practical Engineer''에는 "the radiotelegraph(라디오전신)" 및 "radiotelegraphy(라디오전신술)"에 대한 언급이 있었다.[13][15]

"radio(라디오)"라는 단어는 1904년 12월 30일 영국 우정청 지시 사항에 처음 등장했다.[13][16] 이 관행은 1906년 베를린 무선 전신 협약에 의해 국제적으로 소개되었다.[13]

"무선(wireless)" 대신 "radio(라디오)"로의 전환은 영어권 국가에서 느리게 진행되었다. 리 디 포레스트는 미국에서 이 단어를 대중화하는 데 기여했다. 1907년 그는 DeForest Radio Telephone Company(디포레스트 라디오 전화 회사)를 설립하고, ''Electrical World''에 "무선 혼란"을 경고하는 편지를 게재했다.[17] 미국 해군은 1912년부터 "radio(라디오)" 사용을 장려했으며, 이 용어는 1920년대 방송 도입과 함께 대중화되었다.

무선 통신 과정: 정보(소리 등)는 변환기(마이크 등)를 통해 전기 신호로 변환된 후, 송신기에서 생성된 무선파에 실려 전송된다. 수신기에서는 무선파를 가로채 정보를 담은 변조 신호를 추출하고, 이 신호는 변환기(스피커 등)를 통해 사람이 사용할 수 있는 형태로 변환된다.


AM과 FM 변조된 무선파 비교


무선 통신 시스템에서는 무선파를 사용하여 정보를 공간을 통해 전달한다. 송신단에서는 전송할 정보가 변환기에 의해 변조 신호라는 전기 신호로 변환된다.[24][31] 변조 신호는 오디오 신호, 비디오 신호, 디지털 신호 등이 될 수 있다. 이 신호는 무선 송신기에 적용된다. 송신기에서 전자 발진기는 '반송파'라고 불리는 무선 주파수로 교류를 발생시키는데, 이는 무선파를 생성하여 정보를 전달하는 역할을 한다. 변조 신호는 반송파를 변조하여 정보를 담는다. 서로 다른 무선 시스템은 서로 다른 변조 방식을 사용한다.[32]

  • 진폭 변조(AM): AM 송신기에서 무선 반송파의 진폭(세기)은 변조 신호에 의해 변화한다.[32]
  • 주파수 변조(FM): FM 송신기에서 무선 반송파의 주파수는 변조 신호에 의해 변화한다.[32]
  • 주파수 편이 변조(FSK): 무선 디지털 장치에서 디지털 신호를 전송하는 데 사용되며, 반송파의 주파수는 주파수 간에 변화한다.[32]
  • 직교 주파수 분할 다중화(OFDM): Wi-Fi 네트워크, 휴대폰, 디지털 텔레비전 방송 및 디지털 오디오 방송(DAB)과 같은 고대역폭 시스템에서 널리 사용되는 디지털 변조 방식의 한 종류. AM이나 FM보다 더 높은 스펙트럼 효율과 페이딩에 대한 더 높은 내성을 가지고 있다. OFDM에서는 주파수가 서로 가까운 여러 개의 무선 반송파가 무선 채널 내에서 전송되며, 각 반송파는 들어오는 비트스트림의 비트로 변조되어 여러 비트가 동시에 병렬로 전송된다. 수신기에서는 반송파가 복조되고 비트가 적절한 순서로 결합되어 하나의 비트스트림이 된다.[33]


변조된 반송파는 송신기에서 증폭되어 송신 안테나에 적용되고, 무선파로 에너지를 방출한다. 무선파는 정보를 수신기 위치로 전달한다.[35] 수신기에서 무선파는 수신 안테나에 미세한 진동 전압을 유도한다.[24][31] 이 전압은 무선 수신기에 적용되어 증폭된 후 복조되어 변조 신호를 추출한다. 변조 신호는 변환기를 통해 사람이 사용할 수 있는 형태로 변환된다. 오디오 신호는 스피커나 이어폰, 비디오 신호는 표시 장치, 디지털 신호는 컴퓨터나 마이크로프로세서에 적용된다.[32]

여러 송신기의 무선파는 서로 다른 주파수를 가지므로 서로 간섭하지 않는다. 수신 안테나는 여러 신호를 수신하며, 수신기는 '동조 회로'를 사용하여 원하는 신호를 선택하고 다른 신호를 제거한다. 동조 회로는 공진기와 같이 작동하며,[31] 자연적인 공진 주파수를 가진다. 수신기의 동조 회로를 원하는 방송국의 주파수로 조정하면("튜닝"), 해당 방송국의 신호가 공진하여 수신기로 전달된다. 다른 주파수의 신호는 동조 회로에 의해 차단된다.[36]

2. 1. 세계 라디오 방송의 역사

1888년 헤르츠가 전자기파를 발견하고, 1897년 마르코니가 모스 부호를 이용한 무선 전신을 발명하면서 라디오의 역사가 시작되었다. 마르코니의 무선 전신은 유도 코일과 불꽃 방전기를 이용한 것으로, 단절적인 신호 전송의 한계가 있었다.

1901년 캐나다의 레지날드 페든슨이 마이크를 통해 소리를 전기 신호로 바꾸고, 이를 연속적인 전파와 결합하는 방식으로 최초로 전파에 음성을 전달하는 기술을 개발하였다. 1901년 12월 23일 메릴랜드주 콥 아일랜드에서 최초의 무선 음성 송신을 진행하였다.[248]

1906년 12월 24일에는 페든슨이 진폭 변조를 이용한 최초의 라디오 방송을 진행하였다. 매사추세츠주 플리머스 군의 브렌트 락 지역으로부터 수 마일 떨어진 대서양의 선박을 대상으로 자신의 목소리와 녹음된 음악을 전송하였다.[248]

1920년 11월 2일, 웨스팅하우스사에서 피츠버그에 세워진 KDKA가 100W 출력으로 세계 최초의 정규 라디오 방송을 시작하였다. KDKA는 그 해 실시된 제29대 대통령 선거 결과를 방송하였다.

1933년 암스트롱이 주파수 변조(FM)를 이용한 라디오 방송 송출 기술을 발명하여 특허를 취득하였다.[250] 암스트롱은 1935년 11월 「주파수 변조 시스템으로 라디오 신호의 간섭 현상을 줄이는 방법」이라는 논문을 발표하고, 2년 후 최초의 FM 라디오 방송국인 W1XOJ(현 WAAF)을 설립하였다.[248]

1990년대까지 라디오 방송은 AM, FM을 통한 아날로그 방식이었으나, 2000년대 들어서면서 유럽과 미국을 중심으로 DAB, DRM, IBOC의 디지털 라디오 방송이 실시되기 시작하였다. 인터넷 보급으로 기존 라디오 방송국들이 인터넷으로 진출하였고, 스마트폰 등에서는 팟캐스트라는 인터넷 스트리밍 서비스로만 송출하는 음성 방송이 등장하였다.

2. 2. 대한민국의 라디오 방송

1927년 2월 16일, 일제강점기 조선총독부에 의해 경성방송국(JODK, 현 KBS 1라디오)이 설립되어 한국 최초의 라디오 방송이 시작되었다.[251] 초기에는 일본어 방송이 중심이었으나, 1933년 4월 26일부터 한국어 방송이 별도로 시작되었다.

1947년 1월 2일, 해방 이후 국제무선통신회의에서 HL 호출부호를 할당받으며 JODK는 HLKA(현 KBS 1라디오)로 바뀌었다.

1954년 12월 15일, 대한민국 최초의 민간 방송인 CBS 기독교방송이 개국하였다. 1961년 12월, 부산에서 최초의 상업 방송인 문화방송(MBC)이 개국하였다. 1965년 6월, 대한민국 최초의 FM 방송인 서울FM방송국(현 KBS 쿨FM)이 개국하였다.

1980년 12월 언론통폐합에 의해 민영 방송이 공영 방송에 흡수되었다. 1990년대 이후 민영 방송국이 부활하였고 교통방송, 평화방송, BBS불교방송 등의 특수 방송국이 개국하였다.

2005년 12월 1일, 디지털 멀티미디어 방송을 실시하여 라디오의 디지털화를 추진하였다. 2010년대에 들어서는 스마트폰의 보급률이 늘어남에 따라 라디오 애플리케이션을 통해 스마트폰으로 라디오를 청취할 수 있게 되었다.

3. 작동 원리

라디오 방송의 기본적인 작동 원리는 음성을 마이크로폰을 통하여 전류로 바꾼 후, 이를 전파나 통신 케이블을 통해 송신하고 수신기에서 받아들여 본래의 음성으로 바꾸는 것이다. 전파는 가속되는 전하에 의해 방출되며,[21][22] 시간에 따라 변하는 전류, 즉 전자가 안테나라 불리는 금속 도체 내에서 앞뒤로 흐르는 것으로 인공적으로 생성된다.[23][24]

적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등 전파 외의 다른 종류의 전자기파도 정보를 전달하고 통신에 사용될 수 있다. 그러나 전파가 원거리 통신에 널리 사용되는 것은 더 긴 파장으로 인한 바람직한 전파 특성 때문이다.[24]

1990년대 후반부터 아날로그에서 디지털 무선 전송 기술로의 느린 전환이 시작되었다.[39][40] 이는 디지털 변조가 데이터 압축 알고리즘과 더 효율적인 변조를 사용하여 주어진 대역폭에서 더 많은 정보를 전송할 수 있기 때문이다.

ITU은 무선 주파수 스펙트럼을 아래와 같이 12개의 대역으로 나눈다.[3][41] 각 대역에 포함된 주파수 범위인 대역폭은 주파수가 증가함에 따라 기하급수적으로 증가하며, 각 대역은 이전 대역의 대역폭의 10배를 포함한다.[43]

대역 이름약어주파수파장
극초저주파(Extremely low frequency)ELF3–30 Hz100,000–10,000 km
초저주파(Super low frequency)SLF30–300 Hz10,000–1,000 km
극저주파(Ultra low frequency)ULF300–3,000 Hz1,000–100 km
초저주파(Very low frequency)VLF3–30 kHz100–10 km
저주파(Low frequency)LF30–300 kHz10–1 km
중주파(Medium frequency)MF300–3,000 kHz1,000–100 m
고주파(High frequency)HF3–30 MHz100–10 m
극초단파(Very high frequency)VHF30–300 MHz10–1 m
초고주파(Ultra high frequency)UHF300–3,000 MHz100–10 cm
극초고주파(Super high frequency)SHF3–30 GHz10–1 cm
초극초고주파(Extremely high frequency)EHF30–300 GHz10–1 mm
극초극초고주파(Tremendously high frequency)THF300–3,000 GHz
(0.3–3.0 THz)		1.0–0.1 mm



전파는 많은 사용자가 공유하는 자원이다. 같은 지역에서 같은 주파수로 송신을 시도하는 두 개의 무선 송신기는 서로 간섭하여 수신이 혼란스러워질 수 있다.[37] 이러한 간섭을 방지하기 위해 무선파 방출은 국가 법률에 의해 엄격하게 규제되며, 국제전기통신연합(ITU)이 다양한 용도에 따라 무선 주파수 대역을 할당하여 조정한다.[37][3]

3. 1. 송신

라디오 방송국에서는 목소리와 음악 등의 소리(original sound)를 마이크로폰(microphone)을 통해 음성 전류로 바꾼다. 이 음성 전류는 송신기(Encoder)로 보내져 변조(modulation) 과정을 거친다.

변조 과정은 발진기에서 생성된 고주파 전류(반송파)를 음성 전류와 함께 변조기로 보내 결합하는 과정이다.

음성 전류는 저주파이기 때문에 전파를 통해 전송하기 어렵다. 반송파를 통해 변조하여 음성 전류를 멀리 전송할 수 있게 된다. 이렇게 변조된 신호는 송신 안테나(Transmitting antenna)를 통해 전파로 송출된다.[21][22] 전파는 안테나라 불리는 금속 도체 내에서 전자가 앞뒤로 흐르는, 시간에 따라 변하는 전류에 의해 인공적으로 생성된다.[23][24]

전파는 송신 안테나에서 멀어질수록 퍼져나가 신호 세기(세기)가 감소한다(역제곱 법칙). 라디오 전송은 송신기의 제한된 범위 내에서만 수신될 수 있으며, 송신기 출력, 안테나 복사 패턴, 수신기 감도, 배경 잡음 수준, 송신기와 수신기 사이의 장애물 존재 여부에 따라 달라진다. 무지향성 안테나는 모든 방향으로 전파를 송수신하는 반면, 지향성 안테나는 특정 방향으로 빔 형태의 전파를 송신하거나 한 방향의 전파만 수신한다.[25][26][27][28]

전파는 진공 상태에서 빛의 속도로 이동하며,[29] 공기 중에서는 약간 느린 속도로 이동한다.[30]

전형적인 진폭 변조(AM) 또는 주파수 변조(FM) 무선 신호의 주파수 스펙트럼. 반송파 주파수 f_c에서 구성 요소 ''C''로 구성되며, 정보(변조)는 반송파 주파수 바로 위아래에 있는 측파대(sideband)(''SB'')라는 두 개의 좁은 주파수 대역에 포함되어 있다.


변조된 무선파는 정보 신호를 전달하며, 일련의 주파수 범위를 차지한다. 무선 신호의 정보(변조)는 반송파(반송파) 주파수 바로 위아래의 측파대(sideband)(''SB'')라는 좁은 주파수 대역에 집중된다. 무선 신호가 차지하는 주파수 범위의 너비(가장 높은 주파수에서 가장 낮은 주파수를 뺀 값)를 헤르츠(Hz) 단위로 나타낸 것을 대역폭(''BW'')이라 한다.[32][37] 주어진 신호대 잡음비에 대해, 특정 대역폭은 무선 주파수 스펙트럼의 어느 위치에 있든 동일한 양의 정보(초당 비트 단위의 데이터 속도)를 전달할 수 있으므로, 대역폭은 정보 전달 용량의 척도이다. 무선 전송에 필요한 대역폭은 전송되는 정보(변조 신호)의 데이터 속도와 사용된 변조 방식의 스펙트럼 효율(각 킬로헤르츠의 대역폭으로 전송할 수 있는 데이터 양)에 따라 달라진다. 무선으로 전달되는 다양한 유형의 정보 신호는 데이터 속도가 다르다. 예를 들어, 텔레비전(비디오) 신호는 오디오 신호보다 데이터 속도가 더 크다.[32][38]

무선 주파수 스펙트럼은 특정 지역에서 통신에 사용할 수 있는 무선 주파수의 전체 범위이며, 제한된 자원이다.[37][3] 각 무선 전송은 사용 가능한 총 대역폭의 일부를 차지한다. 무선 대역폭은 통화 비용이 발생하고 수요가 증가하는 경제재로 간주된다. 무선 주파수 스펙트럼의 일부 영역에서는 주파수 대역 또는 단일 무선 채널 사용 권한이 수백만 달러에 매매된다. 따라서 무선 서비스가 사용하는 대역폭을 최소화하기 위한 기술을 사용하는 데 인센티브가 있다.[38]

ITU는 무선 주파수 스펙트럼을 12개의 대역으로 나누는데, 각 대역은 10의 거듭제곱(10n) 미터인 파장에서 시작하며, 이에 해당하는 주파수는 10의 3배의 거듭제곱이고, 각 대역은 주파수 또는 파장의 10배 범위를 포함한다.[3][41] 각 대역은 전통적인 이름을 가진다.[42]

대역 이름약어주파수파장
극초저주파(Extremely low frequency)ELF3–30 Hz100,000–10,000 km
초저주파(Super low frequency)SLF30–300 Hz10,000–1,000 km
극저주파(Ultra low frequency)ULF300–3,000 Hz1,000–100 km
초저주파(Very low frequency)VLF3–30 kHz100–10 km
저주파(Low frequency)LF30–300 kHz10–1 km
중주파(Medium frequency)MF300–3,000 kHz1,000–100 m
고주파(High frequency)HF3–30 MHz100–10 m
극초단파(Very high frequency)VHF30–300 MHz10–1 m
초고주파(Ultra high frequency)UHF300–3,000 MHz100–10 cm
극초고주파(Super high frequency)SHF3–30 GHz10–1 cm
초극초고주파(Extremely high frequency)EHF30–300 GHz10–1 mm
극초극초고주파(Tremendously high frequency)THF300–3,000 GHz
(0.3–3.0 THz)		1.0–0.1 mm



각 대역에 포함된 주파수 범위인 대역폭은 주파수가 증가함에 따라 기하급수적으로 증가한다. 각 대역은 이전 대역의 대역폭의 10배를 포함한다.[43]

3. 2. 수신

라디오 수신기는 안테나를 통해 전파를 잡는다.[25][26][27][28] 이 전파는 동조기(튜너)를 통해 원하는 방송국의 주파수만을 선택하는 동조 과정을 거친다. 그 후, 검파기에서 신호의 반송파를 제거하고 음성 전류만을 골라내는 검파 과정을 거친다. 마지막으로, 스피커를 통해 원래의 소리가 나오게 된다.

1950년대까지는 수신기의 종류가 기본적으로 크리스탈 라디오와 진공관 라디오로 나뉘었다.

종류설명
크리스탈 라디오수신한 신호를 증폭하지 않고 검파기 또는 게르마늄 다이오드 등으로 직접 검파하여 크리스탈 이어폰 등으로 청취
진공관 라디오진공관으로 증폭 회로를 구성하여 증폭을 수행. 사용하는 진공관의 수에 따라 1구, 2구, 3구 등으로 분류



1950년대 중반 이후 트랜지스터 라디오가 등장하면서 다음과 같이 분류가 추가되었다.

종류설명
크리스탈 라디오(위와 동일)
진공관 라디오(위와 동일)
트랜지스터 라디오사용하는 트랜지스터의 수에 따라 1석, 2석, 3석 등으로 분류



도쿄 통신공업(현 소니)의 '''TR-52'''(1952년 발매).
일본제 트랜지스터 라디오 1호기.


라디오 수신기는 증폭 회로 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

  • '''스트레이트 방식''': 수신한 전파의 주파수를 바꾸지 않고 그대로 고주파 증폭하거나, 즉시 검파기에 넣어 원래의 신호를 꺼내는 방식이다. 슈퍼헤테로다인 수신기에 비해 감도, 인접 주파수 선택도가 나쁘지만 구성이 간단하고 조정도 용이하다.
  • '''리플렉스 방식''': 라디오 반송파와 복조 후의 음성 주파수 대역이 다른 것을 이용하여 검파 전의 고주파 증폭과 검파 후의 음성 증폭을 하나의 증폭 소자로 겸하는 방식이다. 증폭 소자에는 진공관이나 트랜지스터 등을 사용한다.
  • '''슈퍼헤테로다인 방식''': 수신한 주파수를 일정한 중간 주파수로 변환한 후 증폭·복조한다. 안정되고 선택도가 좋다.
  • '''직접 변환 수신기''': 수신한 주파수에 가까운 고주파를 발생시켜 직접 음성 신호를 꺼낸다. 휴대 전화 등에 많이 사용된다.
  • '''디지털 신호 처리(DSP)''': 수신한 주파수를 일정한 중간 주파수로 변환하여 증폭, 복조를 디지털 신호 처리하고 다시 아날로그 신호로 변환한 후 음성 신호를 꺼낸다. 소프트웨어 무선 등에 사용된다.


튜닝(동조, 선국) 방식에 따른 분류는 다음과 같다.

  • '''아날로그''': 가변 용량 콘덴서(바리콘), 가변 인덕턴스(μ동조기), 바리캡 및 가변 저항 등으로 채널을 선택한다.

아날로그 라디오 회로의 예

  • '''디지털 표시 방식 아날로그''': 동조 회로는 아날로그와 같지만, 디지털 표시 주파수 카운터가 내장된 것이다.
  • '''아날로그 표시 방식 디지털''': 2021년, 도시바 ELT는 디지털 표시 주파수 카운터는 없지만, 수동으로 채널을 선택하는 방식의 디지털 튜너 라디오를 발표했다.[185]
  • '''디지털(PLL 신세사이저)''': 기준 주파수를 기반으로 일정 간격의 주파수를 합성하여 동조 회로를 구성하는 방식이다.


수신 대역에 따른 분류는 다음과 같다.

  • '''1밴드''': 대부분 중파(530 - 1605kHz) AM만 또는 FM만 수신하는 제품이다.
  • '''2밴드''': 중파+FM이 많다.
  • '''3밴드''': 과거에는 중파+FM+텔레비전 1 - 12ch의 음성을 수신할 수 있는 것 또는 중파+FM+단파의 3밴드를 탑재한 홈 라디오가 많이 시판되었다.
  • '''4밴드''': 중파+FM+단파 방송의 75 - 13M 각 밴드 또는 장파·중파·단파의 150 - 530 - 30000kHz를 연속 수신 가능한, 「제너럴 커버리지」라고 불리는 것.

4밴드 라디오

  • '''5밴드''': 중국의 메이커 TECSUN, XHDATA, RADIWOW에는 중파+FM스테레오+에어밴드+장파+단파의 5밴드에 대응하는 것이 복수 발매[188][189][190]되어 있다.
  • '''와이드밴드 리시버''': 기본적으로 무선 전파 통신 광대역 수신기로, 라디오 방송·TV 방송 이외의 업무용 무선 전파 통신 등의 수신 재생에 대응하고, 수신 가능 전파 대역이 넓을 뿐만 아니라 다양한 변조 방식에도 대응하는 것을 목표로 하고 있다.

3. 3. 수신 방식

라디오 수신 방식은 크게 AM, FM, 디지털 라디오로 나눌 수 있다.

  • '''AM'''(진폭 변조) 방식은 라디오 반송파의 진폭(세기)을 오디오 신호에 따라 변화시키는 방식이다. 초기 라디오 방송 기술로, 저주파(LF) 및 중파(MF) 대역을 사용한다. 파장이 길어 수백 킬로미터까지 전파되지만, FM에 비해 음질이 떨어진다.[58]

:* '''단파 방송'''은 전리층 반사를 이용해 대륙 간 통신이 가능하여 국제 방송에 사용된다.[59][72]

AM 라디오 관련 이미지
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  • '''FM'''(주파수 변조) 방식은 라디오 반송파의 주파수를 오디오 신호에 따라 변화시키는 방식이다. 초고주파(VHF) 대역의 FM 방송 대역을 사용하며, 시선으로 전파되기 때문에 수신 거리는 약 약 48.28km로 제한되지만, AM보다 잡음이 적고 음질이 우수하다.[60]

  • '''디지털 라디오'''는 디지털 신호를 사용하여 오디오를 전송하는 방식으로, 다양한 표준 및 기술이 존재한다.
  • '''디지털 오디오 방송(DAB)'''은 아날로그 신호 대신 디지털 신호로 오디오를 전송하여 FM보다 높은 음질을 제공하고 잡음에 강하며, 다양한 부가 기능을 제공한다. 그러나 기존 라디오와 호환되지 않아 새로운 DAB 수신기가 필요하다.[62]

:* 단일 DAB 방송국은 1500kHz 대역폭 신호를 OFDM으로 변조하여 9~12개의 디지털 오디오 채널을 전송한다. 방송사는 다양한 비트 전송률로 채널을 전송하여 음질을 조절할 수 있다. DAB 방송국은 UHF 범위의 대역 III(174~240MHz) 또는 L 대역(1.452~1.492GHz)에서 방송되며, 수신 거리는 약 약 64.37km로 제한된다.[65][66]

  • '''HD 라디오'''는 북미에서 널리 사용되는 디지털 라디오 표준으로, 기존 AM/FM 신호의 서브캐리어에 디지털 신호를 추가하여 방송한다. 여러 오디오 서비스를 제공할 수 있으며, HDC(고선명 코딩) 독점 오디오 압축 형식을 사용한다.[68]
  • '''디지털 라디오 몬디알레(DRM)'''은 기존 AM/FM 방송을 대체하기 위해 개발된 디지털 라디오 표준이다. COFDM 방식을 사용하며, 기존 라디오 방송 장비를 최대한 활용할 수 있도록 설계되었다.[71][72]
  • '''위성 라디오'''는 정지궤도 위성을 통해 CD 품질의 디지털 오디오를 제공하는 유료 서비스이다. 주로 차량용 라디오를 위해 사용되며, 북미에서는 2.3GHz S 대역을, 다른 지역에서는 1.4GHz L 대역을 사용한다.[73][74]


폭스바겐 RNS-510 수신기는 시리우스 위성 라디오를 지원합니다.

3. 3. 1. AM 라디오

'''스트레이트 방식'''은 수신한 전파의 주파수를 바꾸지 않고 그대로 고주파 증폭하거나, 즉시 검파기에 넣어 원래의 신호파를 꺼내는 방식이다. 슈퍼헤테로다인 수신기에 비해 감도, 인접 주파수 선택도가 나쁘지만 구성이 간단하고 조정이 쉽다.

'''슈퍼 헤테로다인 수신기'''는 안정되고 선택도가 좋다. 비교적 간단한 구조로는 국부 발진기와 입력 동조 회로를 연동하여 간단히 수신 주파수를 바꿀 수 있다. 수신 입력을 직접 주파수 변환기에 넣고 있으나 잡음이 많고 스퓨리어스 감도가 생기므로, 통신용 수신기에는 주파수 변환기 앞에 고주파 증폭기를 놓는 경우가 적다. 주파수 변환을 3회 수행한 것을 3중(트리플) 슈퍼 헤테로다인이라고 한다.

'''리플렉스 방식'''은 라디오 수신에서 수신된 전파가 동조 회로를 거쳐 고주파 증폭 회로에서 증폭되는데 이것을 다시 증폭시킬 때, 트랜지스터 1개(1석)로 증폭을 하기 때문에 1석으로 2석의 증폭 효과를 갖게 하는 회로 방식이다.

3. 3. 2. FM 라디오

FM 자동차 라디오 인터페이스 디스플레이


FM(주파수 변조)에서는 라디오 반송파 신호의 주파수가 오디오 신호에 의해 약간 변조된다. FM 방송은 약 65~108MHz 사이의 초고주파(VHF) 범위의 FM 방송 대역에서 허용된다. 이 대역의 라디오파는 시선으로 전파되므로 FM 수신은 시각적 수평선에 의해 약 30miles 정도로 제한되며, 언덕에 의해 차단될 수 있다. 그러나 무선잡음(RFI, 대기방전, 정적)의 간섭에 덜 취약하며, AM보다 높은 충실도, 더 나은 주파수 응답 및 더 적은 오디오 왜곡을 가지고 있다.[60] 미국에서는 FM 방송국의 방사 전력(ERP)이 6~100kW로 다릅니다.[60]

4. 형식

진공관이나 트랜지스터 등을 사용하는 라디오 수신기는 주로 증폭 회로 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.


  • 스트레이트: 수신한 주파수 그대로 검파하고 증폭·복조한다. 전전에는 거의 이 유형이 주류였으며, 전후에는 전자 회로를 이해하기 위한 전자 공작으로 제작하는 정도였다.
  • 레플렉스: 라디오 반송파와 복조 후의 음성 주파수 대역이 다른 것을 이용하여 검파 전의 고주파 증폭과 검파 후의 음성 증폭을 하나의 증폭 소자로 겸하는 방식이다. 과거에는 고가였던 증폭 소자를 절약하기 위해 고안되었다.
  • 슈퍼헤테로다인: 수신한 주파수를 일정한 주파수(중간 주파수)로 변환한 후 증폭·복조한다. 태평양 전쟁 중에는 규제되었고, 전후에 주류가 되었다.
  • 다이렉트 컨버전: 수신한 주파수에 가까운 고주파를 발생시켜 직접 음성 신호를 꺼낸다. 최근 기술 혁신으로 안정적으로 고주파를 만들기 쉬워졌고, 중간 주파수로 변환하는 부품을 생략할 수 있어 소형화할 수 있다는 장점 때문에 휴대 전화 등에 많이 사용된다.
  • 디지털 신호 처리(DSP): 수신한 주파수를 일정한 주파수(중간 주파수)로 변환하여 증폭·복조를 디지털 신호 처리하고 다시 아날로그 신호로 변환한 후 음성 신호를 꺼낸다. 최근 소프트웨어 라디오 등에 사용되고 있다.

4. 1. 변조 방식에 따른 분류


  • AM 방송 - 진폭 변조 방식으로 중파에서 방송된다.
  • 단파 라디오 - 진폭 변조를 사용하여 단파에서 방송된다.
  • FM 방송 - 주파수 변조 방식으로 초단파에서 방송된다.[183] 진폭 변조에 비해 점유 주파수 대역폭이 10배 필요하므로 초단파 미만에서는 운용이 매우 어렵다. 먼 곳까지 전파되지 않지만 잡음의 영향을 받기 어렵다는 특징이 있다.
  • 장파 라디오 - 진폭 변조를 사용하여 장파에서 방송된다. 일본에서는 방송되지 않지만, 외국에서는 방송되고 있다.[184]

4. 2. 주파수에 따른 분류


  • 장파 방송 (LF, LW) - 고위도 (북위 60도 이상) 지역의 국내 라디오 방송에서 사용. 진폭 변조(AM) 방식. 주파수 대역은 148.5~283.5KHz이다.
  • 중파 방송 (MF, MW) - 국내 라디오 방송과 함께, 이웃 나라를 위한 국제 방송에서 사용. 소위 AM 방송. AM 변조 방식. 주파수 대역은 535~1605KHz이다.
  • 단파 방송 (HF, SW) - 국제 방송과 광역 국내 라디오 방송에서 사용. AM 변조 방식. 주파수 대역은 3000~30000KHz이다.
  • 초단파 방송 (VHF) - 국내 및 지역 라디오 방송에서 사용. 주파수 변조(FM) 방식. 주파수 대역은 (일본: 76~94.9) 국제:88.1~107.9 MHz이다.

5. 대한민국 라디오 방송의 현황과 과제

대한민국 라디오 방송은 다양한 기술 발전과 사회 변화 속에서 여러 과제를 안고 있다.

공영방송인 KBS는 재난 방송 주관 방송사로서 국민의 안전을 위한 정보를 제공하고, 사회적 약자를 위한 프로그램을 제작하는 역할을 수행한다. 민영방송은 상업적 경쟁 속에서도 다양한 프로그램을 통해 청취자의 선택권을 보장하고 지역 사회에 기여해야 한다.

디지털 라디오 방송은 기술적 장점에도 불구하고 수신기 보급 문제로 어려움을 겪고 있지만, 인터넷 라디오는 스마트폰 보급과 함께 빠르게 성장하고 있다. 특히 일본에서는 2010년에 IP 동시송출 라디오 ‘radiko’의 실증 실험이 시작되었고, 2014년부터는 유료 서비스도 제공되고 있다. RNB 라디오는 자체적으로 CATV 동시송출 방송과 IP 라디오 실험 방송을 실시하기도 했다.

라디오 방송은 사회적 공론의 장으로서 다양한 의견을 수렴하고 사회적 갈등을 해소하며, 건전한 여론 형성을 통해 민주주의 발전에 이바지해야 하는 중요한 사회적 책임을 지니고 있다.

5. 1. 공영방송 KBS의 역할과 과제

KBS는 한국의 대표적인 공영방송이자 재난 방송 주관 방송사로서, 국민의 안전과 생명을 보호하는 중요한 역할을 맡고 있다. 특히, 지진과 같은 대규모 재해 발생 시에는 방송국이 파괴되어도 어깨에 멜 수 있을 정도의 소형 송신기를 활용하여 방송을 지속할 수 있다. 이를 통해 임시재해방송국을 개설하여 재난 상황에서 신속하고 정확한 정보를 제공함으로써 국민의 불안감을 해소하고 피해를 최소화하는 데 기여한다. 또한, KBS는 사회적 약자와 소외 계층을 위한 프로그램 제작을 통해 공영방송으로서의 사회적 책임을 다하고 있다.

5. 2. 민영방송의 발전과 다양성 확보

민영방송은 상업적 경쟁 속에서도 다양한 프로그램을 통해 청취자의 선택권을 보장해야 한다. 지역 밀착형 프로그램 제작으로 지역 사회 발전에 기여하고, 지역 주민의 목소리를 대변해야 한다. 또한, 새로운 기술 도입과 혁신적 콘텐츠 개발로 라디오 방송의 경쟁력을 강화해야 한다.[24][31]

5. 3. 디지털 라디오 방송과 인터넷 라디오의 미래

디지털 라디오 방송은 음질이 깨끗하고 다양한 채널을 제공하지만, 수신기 보급이 원활하지 않아 활성화되지 못하고 있다. 반면, 인터넷 라디오는 스마트폰 보급과 함께 빠르게 성장하며, 팟캐스트와 같은 새로운 콘텐츠도 등장하고 있다.

2010년 3월 15일, 지상파 라디오 방송과 동일한 내용을 인터넷으로 동시에 송출하는 IP 동시송출 라디오 ‘radiko’의 실증 실험이 시작되었다. 2014년 4월 1일부터는 유료로 방송 지역 외에서도 청취 가능한 ‘radiko 프리미엄’ 서비스가 시작되었다.

RNB 라디오는 이와는 별도로 2010년 10월 1일에 자체적으로 CATV 동시송출 방송을, 같은 해 12월 18일부터 2011년 3월 31일까지 IP 라디오 실험 방송을 실시했다.

디지털 라디오 방송과 인터넷 라디오는 앞으로 서로 보완하며 발전할 것으로 예상된다.

5. 4. 라디오 방송의 사회적 역할과 책임

라디오 방송은 단순한 오락 매체를 넘어, 사회적 공론의 장으로서 중요한 역할을 수행해야 한다. 다양한 의견을 수렴하고, 사회적 갈등을 해소하는 데 기여해야 하며, 건전한 여론 형성을 통해 민주주의 발전에 이바지해야 한다.

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