방송탑
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1. 개요
방송탑은 무선 통신을 위한 안테나를 설치하는 데 사용되는 구조물로, 마스트와 타워로 구분된다. 마스트는 가이 와이어로 지지되는 반면, 타워는 자체 지지 구조를 갖는다. 전파탑이라는 용어는 자립식 타워와 지선식 마스트를 모두 포함하며, 1894년 굴리엘모 마르코니의 무선 통신 실험 이후 발전해왔다. 방송탑은 구조, 재료, 기능에 따라 다양한 종류가 있으며, 강철, 철근 콘크리트, 유리 섬유, 탄소 섬유, 목재 등이 사용된다. 최근에는 주변 환경과 조화를 이루기 위해 위장형 기지국이 사용되기도 한다. 방송탑은 항공 안전을 위한 조명과 도색, 풍력에 의한 진동 방지, 조류의 위험 등 다양한 설계 특징을 가지며, 대한민국에서는 방송 송출 및 이동 통신 기지국, 군사 통신을 위해 널리 사용된다.
"마스트"와 "타워"라는 용어는 종종 같은 의미로 사용되지만, 구조 공학적 용어에서 '''타워'''는 자체 지지 또는 캔틸레버 구조물인 반면, '''마스트'''는 스테이 또는 가이 와이어(지선)에 의해 지지되는 구조물이다.[1]
1894년 굴리엘모 마르코니가 최초의 무선 통신 실험을 수행하면서 전파탑의 역사가 시작되었다. 마르코니는 안테나를 높이 달수록 통신 거리가 늘어난다는 사실을 발견하고, 더 높은 안테나 설치의 필요성을 처음으로 인지하였다.[2] 1900년대 초, 무선은 무선 전신 통신에 상업적으로 사용되기 시작했다. 초기에는 장거리 통신을 위해 초저주파수 대역의 거대한 용량성 상부 부하 플랫톱 안테나가 사용되었다.[2]
2. 용어
일부는 독립형이고 일부는 가이 와이어로 지지되는 몇 가지 경계 설계가 있으며, 이를 ''부가적으로 가이 와이어를 사용하는 타워''라고 한다.
영어에서는 "mast(마스트)" 또는 "tower(타워)"가 사용된다. 이 둘은 종종 혼동되지만, 엄밀한 공학 용어에서 "타워"는 자립탑 또는 외팔보를 사용한 건조물인 반면, "마스트"는 건물 자체가 외부의 지주나 가새에 의해 지지되는 건조물이다. 일반적으로 마스트는 건축비가 저렴하게 들지만, 구조상 건물 주변의 넓은 범위에 가새를 설치할 토지가 필요하기 때문에 설치할 수 있는 곳이 인구가 적은 평야부에 한정되는 반면, 그 토지를 확보할 수 없는 도시부나 산간부 등에서는 자립탑인 타워를 세우는 경우가 많다.
아마추어 무선가들도 일반적으로 전력을 전파로 방사하는 장치를 "안테나"(전파법 용어로는 "공중선"), 그것을 설치하기 위해 세우는 탑을 "타워"라고 명확히 구분한다.
3. 역사
1920년대 AM 라디오 방송이 시작되면서 중파 주파수 대역에 맞는 기둥 복사기 안테나가 개발되었다. 1924년 스튜어트 볼란타인은 단일 기둥 안테나 개발에 기여한 두 개의 중요한 논문을 발표했다.[2] 그는 1/2 파장 길이의 기둥이 방사 저항이 최대가 되어 접지 시스템에서 손실되는 전력 비율을 줄일 수 있다는 것과, 5/8 파장 높이의 기둥이 지표파에서 수평으로 방사되는 전력의 양을 최대화한다는 것을 밝혀냈다.[3]
1930년대에는 T-안테나의 높은 건설 비용 때문에 기둥 자체를 안테나로 사용하는 기둥 복사기 안테나가 채택되었다.[2] 초기에는 다이아몬드 캔틸레버 (블라우-녹스 타워)가 사용되었으나,[4][5] 방사 패턴 문제로 인해 1940년대 이후에는 좁고 균일한 단면 격자 기둥으로 대체되었다.[2]
1940~1950년대 FM 라디오와 텔레비전 방송의 시작으로 VHF 대역의 전파를 더 멀리 보내기 위해 더 높은 전파탑이 필요하게 되었다. VHF 대역에서는 전파가 시선 전파로 전파되어 시각적 지평선에 의해 통신 가능 거리가 제한되기 때문이다.
4. 종류
철근 콘크리트 (Reinforced concrete) 철근과 콘크리트를 결합한 구조 강풍에 강함 건설 비용이 높음 좁은 빔폭의 안테나, 사람이 거주해야 할 때 유리 섬유 (Fiberglass) 유리 섬유를 사용하여 만든 구조 저전력 무지향성 비콘, 중파 방송 송신기 탄소 섬유 (Carbon Fiber) 탄소 섬유를 사용하여 만든 구조 강철보다 강하고 가벼움, 설치 속도가 빠름 최근 사용 증가 목재 (Wood) 목재를 사용하여 만든 구조 기후 긍정적 최근 사용 증가 --