VHF (r1)

VHF는 30 MHz부터 300 MHz까지의 주파수 대역을 사용하며, 이에 상응하는 파장은 10미터에서 1미터 사이이다. 이 대역은 초단파로 분류되며, 라디오와 텔레비전 방송, 항공 무선 통신, 해상 통신 등 다양한 용도로 활용된다.

VHF 대역의 전파는 기본적으로 직진성이 매우 강한 특성을 보인다. 이는 전파가 지표면을 따라 휘어져 나가는 성질이 약해, 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 시선이 확보되어야 안정적인 통신이 가능함을 의미한다. 이러한 특성 때문에 VHF 신호는 지구의 곡면을 넘어 장거리로 전파되기 어렵다.

반면, 도시 환경에서는 건물이나 지형지물에 의해 전파가 반사되거나 회절, 차폐되는 현상이 두드러진다. 이로 인해 고층 건물 뒤나 산지대 같은 곳에서는 수신이 불안정해지거나 신호가 약해질 수 있다. 이러한 전파 특성은 VHF를 이용한 지상파 방송의 서비스 지역 계획과 송신소 위치 선정에 중요한 고려 사항이 된다.

VHF 대역을 이용한 텔레비전 방송은 음성과 영상 신호를 각각 다른 방식으로 변조하여 하나의 전파에 실어 보낸다. 영상 신호는 진폭 변조 방식으로 송출되는 반면, 음성(사운드) 신호는 주파수 변조 방식을 사용한다. 이는 음성 신호가 영상 신호의 변조 과정에서 발생하는 잡음의 영향을 덜 받도록 하여 선명한 음질을 확보하기 위한 방식이다. 이러한 변조된 신호는 송신탑을 통해 방송되며, 수신 측인 텔레비전 수상기에서는 이를 다시 복조하여 화면과 소리로 재생한다.

VHF 라디오 방송, 즉 FM 방송은 오디오 신호만을 주파수 변조 방식으로 송출한다. 주파수 변조는 진폭 변조에 비해 외부 잡음에 강하고 고음질을 구현할 수 있다는 장점이 있어 음악 방송 등에 적합하다. VHF 대역의 FM 방송은 일반적으로 88 MHz에서 108 MHz 사이의 주파수를 사용하며, 수신기는 해당 주파수에 맞춰 조정함으로써 원하는 방송을 수신할 수 있다.

한편, VHF를 이용한 항공 무선 통신이나 해상 무선 통신에서는 주로 음성 통화가 이루어진다. 이 경우 단파 대역과 달리 비교적 짧은 거리의 직선 통신에 특화되어 있으며, 조종사와 관제탑 간의 교신이나 선박 간의 통신에 활용된다. 통신 방식은 일반적으로 진폭 변조 또는 단일 측파대 통화 방식을 사용한다.

TBC-TV는 1964년 12월 7일, 한국 최초의 민간 상업 방송국으로 개국하였다. 당시 텔레비전 방송은 VHF 대역을 사용하는 것이 일반적이었으며, TBC-TV 역시 서울특별시를 중심으로 한 수도권 지역에 VHF 7번 채널을 할당받아 방송 서비스를 시작했다. 이는 당시 경쟁사였던 KBS의 주 채널이 VHF 9번 채널이었던 점과 비교되는 특징이었다.

TBC-TV는 VHF 채널의 직진성과 비교적 넓은 서비스 반경을 활용하여 수도권 지역에 강한 신호를 제공하며 민간 방송의 선두주자로 자리매김했다. 이후 1980년 언론 통폐합 조치에 따라 TBC-TV는 KBS에 흡수 통합되면서 방송국으로서의 독자적 운용은 종료되었다. TBC-TV가 사용하던 VHF 7번 채널은 이후 다른 방송국에 재할당되는 과정을 거쳤다.

TBC-TV의 VHF 채널 운용 역사는 한국 방송 산업 초기, 민간 자본에 의한 상업 방송이 VHF 대역을 기반으로 성장했던 시대적 배경을 보여준다. 당시 지상파 텔레비전의 주된 주파수 자원이었던 VHF 대역에서의 채널 경쟁과 할당은 방송사 간의 시청률 경쟁과 서비스 영역 확보에 직접적인 영향을 미쳤다.

VHF를 이용한 지상파 텔레비전 방송의 서비스 지역은 기본적으로 송신소와 수신 지점 간의 가시선 거리 내로 한정된다. 이는 VHF 전파가 직진성이 매우 강하고, 지구의 곡면이나 높은 지형에 쉽게 가로막히기 때문이다. 따라서 서비스 지역을 확대하기 위해서는 높은 곳에 송신 안테나를 설치하거나, 주요 산악 지형에 중계소를 구축하는 것이 일반적이다. 이러한 특성으로 인해 평야 지역보다는 산악 지역에서 서비스 지역 확보에 더 많은 기술적 어려움이 따른다.

수신 환경은 지형과 송신소까지의 거리, 그리고 주변 건물에 크게 영향을 받는다. VHF 전파는 UHF 대역에 비해 건물을 통과하거나 장애물을 돌아가는 회절 능력이 상대적으로 우수한 편이지만, 철근 콘크리트 구조물이나 지형에 의해 쉽게 차폐될 수 있다. 특히 도심 지역에서는 고층 건물에 의한 반사와 차폐가 복합적으로 발생하여, 멀티패스 간섭으로 인한 화면 잡음이나 수신 불안정 현상이 나타날 수 있다. 이에 대응하기 위해 수신 안테나의 위치와 방향을 최적화하는 것이 중요하다.

VHF 방송의 수신 품질은 기상 조건의 영향을 상대적으로 덜 받는 편이다. UHF 대역에 비해 공중의 수분이나 강우에 의한 감쇠가 적어 안정적인 수신이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 태양 흑점 활동이 활발한 시기에는 전리층의 상태 변화로 인해 원거리 지역에서의 간섭이 발생할 수 있으며, 이는 주로 야간에 더 두드러지게 관찰된다.

전반적으로 VHF 방송은 송신소 인근의 평탄한 지역에서 매우 우수한 수신 품질을 제공하지만, 지형적 장애물이 많은 지역에서는 서비스 지역이 제한되고 중계 시설에 대한 의존도가 높아진다. 이는 지상파 디지털 텔레비전으로 전환된 이후에도 근본적인 전파 특성으로 인해 지속되는 과제이다.

VHF 대역의 방송 서비스를 위해서는 특화된 송신 장비와 안테나가 필요하다. 송신 장비는 주로 송신기와 전력 증폭기로 구성되며, VHF의 높은 주파수 특성상 고출력의 송신 전력을 안정적으로 생성하고 증폭하는 것이 핵심이다. 이 과정에서 발생할 수 있는 신호 왜곡을 최소화하기 위한 선형성 보정 기술이 중요하게 적용된다. 송신된 전파는 동축 케이블이나 도파관을 통해 송신탑 상부에 설치된 안테나로 전달된다.

VHF용 안테나는 주로 야기-우다 안테나나 다이폴 안테나 어레이 형태로 설계된다. 이러한 안테나는 특정 방향으로 전파를 집중시키는 높은 이득과 지향성을 가지도록 제작되며, 수평 또는 수직 편파 방식을 사용한다. 안테나의 설치 높이는 VHF 전파의 직진성 특성으로 인해 매우 중요하다. 송신탑은 주변 지형과 장애물을 고려하여 가능한 한 높은 곳에 세워져, 서비스 지역을 최대한 넓게 커버할 수 있도록 한다.

대규모 방송망의 경우, 하나의 주 송신소와 여러 개의 중계 송신소로 구성된 단일주파수망 방식이 사용된다. 각 중계소는 주 송신소로부터 마이크로파 링크나 광케이블을 통해 신호를 수신한 후, 다시 VHF 대역으로 변환하여 재송신한다. 이를 통해 산악 지형이나 고층 건물로 인한 전파 차폐 지역의 수신 환경을 개선하고, 서비스 지역을 확장한다.

VHF 대역의 신호를 송수신하기 위해서는 변조와 복조라는 기술적 과정이 필수적이다. 변조는 음성이나 영상과 같은 정보 신호를 VHF 대역의 반송파에 실어 보내기 위한 과정이며, 복조는 수신 측에서 반송파로부터 원래의 정보 신호를 다시 추출하는 과정이다.

VHF 지상파 텔레비전 방송에서는 주로 진폭 변조(AM)와 주파수 변조(FM)가 결합된 방식이 사용된다. 영상 신호는 진폭 변조 방식으로 송출되는 반면, 음성(사운드) 신호는 주파수 변조 방식으로 함께 전송된다. 이는 영상 정보의 대역폭을 효율적으로 처리하면서도 음성 품질을 잡음에 강하게 유지하기 위한 방식이다. 한편, VHF 대역에서 이루어지는 FM 라디오 방송은 음성 신호를 고품질의 주파수 변조 방식으로만 송출한다.

변조된 VHF 신호를 수신한 후, 수신기 내부에서는 복조 회로가 이를 처리한다. 수퍼헤테로다인 방식이 일반적으로 적용되어, 수신된 고주파 신호를 중간 주파수로 변환한 후 증폭하고 필터링하여 안정적으로 복조를 수행한다. 이 과정을 통해 텔레비전 수상기나 라디오는 최종적으로 화면과 소리를 출력할 수 있게 된다.

VHF와 UHF는 모두 지상파 텔레비전 방송에 사용되는 주파수 대역이지만, 여러 측면에서 차이점을 보인다. 가장 큰 차이는 사용하는 주파수 범위와 파장이다. VHF는 30 MHz에서 300 MHz 사이의 주파수와 10m에서 1m 사이의 파장을 사용하는 반면, UHF는 300 MHz에서 3 GHz 사이의 주파수와 1m에서 10cm 사이의 더 짧은 파장을 사용한다. 이 기본적인 물리적 차이는 전파의 특성과 방송 서비스에 직접적인 영향을 미친다.

전파 특성 측면에서 VHF는 파장이 상대적으로 길어 직진성이 강하고, 장애물을 넘어가는 회절 능력이 UHF보다 우수한 편이다. 따라서 개방된 평야 지역에서는 비교적 먼 거리까지 전파가 도달할 수 있다. 반면 UHF는 파장이 짧아 직진성이 매우 강하고, 장애물에 가리기 쉽지만, 건물 내부로의 침투력이나 도시 지역에서의 반사 특성은 더 좋을 수 있다. 이로 인해 VHF는 광역 방송에, UHF는 고밀도 도시 지역 방송에 각각 적합한 특성을 지닌다.

방송 서비스의 실제 운용에서도 차이가 나타난다. 역사적으로 텔레비전 방송은 VHF 대역에서 먼저 시작되었으며, 채널 수가 제한적이었다. 이후 방송 채널에 대한 수요가 증가하면서 더 많은 채널을 수용할 수 있는 UHF 대역이 본격적으로 활용되기 시작했다. UHF는 주파수 대역이 넓어 VHF보다 훨씬 많은 수의 채널을 할당할 수 있어, 다채널 방송 시대의 핵심 자원이 되었다. 또한 UHF 대역은 디지털 방송 전환에 더욱 적합한 특성을 보여, 현재 대부분의 국가에서 지상파 디지털 텔레비전 방송은 UHF 대역을 중심으로 이루어지고 있다.

VHF 대역을 이용한 통신과 방송은 그 전파 특성에 따라 뚜렷한 장점과 단점을 가진다. 직진성이 강한 특성은 비교적 안정적인 통신을 가능하게 하지만, 동시에 수신 범위에 제약을 가져온다.

주된 장점은 전파가 비교적 안정적이고 간섭에 강하다는 점이다. 직진성이 강해 송신기와 수신기 사이에 장애물이 없는 경우 선명한 신호를 제공하며, 대기 잡음의 영향을 상대적으로 덜 받는다. 이는 고품질의 FM 라디오 방송이나 중요한 항공 무선 통신, 해상 무선 통신에 유리하게 작용한다. 또한, UHF 대역에 비해 파장이 길어 전파가 건물 등의 장애물을 약간 더 잘 돌아다닐(회절) 수 있어 도시 환경에서도 일정 수준의 커버리지를 확보할 수 있다.

반면, 가장 큰 단점은 전파의 도달 거리가 제한적이라는 것이다. 지표면을 따라 전파되더라도 지구의 곡면을 넘어 전파되기 어려워 송신 안테나의 높이에 크게 의존한다. 따라서 광역 서비스를 위해서는 높은 송신탑이 필수적이며, 산악 지형이나 지형적 장애물에 매우 취약하다. 또한, 할당 가능한 채널 수가 UHF에 비해 적어 방송 서비스 확장에 한계가 있으며, 건물에 의한 반사로 인해 도시 내에서도 수신 불량 지역(섀도우 지역)이 발생할 수 있다.