B. 디지털TV 안테나, 실외안테나(Outdoor antenna) 자료

2. 실외안테나 선택과 사용방법 / Outdoor DTV antenna

가. 주요특징 비교와 개발공급 요약

앞서 언급된바와 같이 실외용 안테나는 실외의 공간활용 측면이나 디자인 측면에서는 실내안테나에 비해 크게 민감하지 않지만 최종사용자인 시청자들이 쉽게 설치하고 이용하기 위해서는 가능한 가볍고 작은 크기와 간편한 설치구조가 요구됩니다. 더불어 외부의 강우, 강설 및 태풍 등 열악한 기상환경에도 잘 견딜 수 있어야 합니다.

특히 갈수록 증가하고 있는 우리나라의 하절기 집중폭우와 겨울의 폭설 등에 견뎌야 하는 견고성과 매년 수차례 다가오는 태풍에도 잘 지탱할 수 있는 신뢰성 있는 구조여야 합니다. 이를 위해 안테나 하우징(케이스)과 브라켓 등 견고한 설계가 필요합니다. 뿐만아니라 어느 곳에서나 수신안테나를 송신소방향으로 쉽게 지향시킬 수 있어야 하며, 국내의 주거환경에도 잘 적용될 수 있어야 합니다.

2005년 스펙트럼 안테나에서 처음으로 개발된 실외안테나는 LP410P 모델이었습니다. 이 안테나는 발표되자마자 국내 선풍적인 인기를 끌게 되었습니다. 그간 사용되던 야기안테나와 달리 설치가 간편하며, 실내안테나와 거의 유사한 편리성을 지니고 있기 때문이었습니다. 더불어 야기 안테나와 비교하여 작지만 전기적 특성 등에 있어서는 더 효과적인 값을 갖고 있기 때문이었으며, 특히 광대역 수신특성을 갖고 있어 UHF 전대역의 디지털TV 방송을 수신할 수 있는 장점이 있었습니다.

이후 LP410P 실외안테나(outdoor antenna)와 LP410S 실내안테나(indoor antenna)로 구현이 가능한 LP410 실내외겸용안테나를 국내 처음으로 선보였으며, 실외안테나 소형화를 위한 대응을 위해 HD-free(에이치디-프리)실외안테나, 무지향성 안테나 Omni-beam(옴니-빔), Master-pro(MP-6, 마스타-프로) 실외안테나, 소형의 무지향성 실내외 겸용안테나 Omni-saturn(옴니-새턴), FM 방송과 디지털TV 방송도 수신할 수 있는 DX-1(디엑스-원) 실내외 겸용안테나 등이 개발되었습니다.

물론 많이 생산되지는 않았지만 최근까지 판매되고 있는 고이득안테나인 LP-28(엘피-28), CR-48(씨알-48) 등과 FM 방송 전용안테나 Omni-FM/VHF(옴니-에프엠/브이.에이취.에프) 안테나 등을 공급하고 있습니다.

나. 실외안테나 종류별 선택과 활용방법

*(참고) 실외안테나 사용과 선택

- 도심이든 농어촌이든 주택환경에는 실외안테나를 옥상에 설치하는 것이 수신성공율이 높습니다.

- 도심지역의 저층의 아파트인 경우에는 MP-6/LP410P/옴니-빔 안테나를 베란다 난간에 설치하는 것이 편합니다.

- 농어촌의 경우 MP-6 안테나를 사용하되, 수신신호가 미약한 곳은 LP-28, CR-48 고이득안테나를 사용합니다.

실외안테나는 주택이나 건물의 옥상에 설치하는 것이 가장 좋습니다. 만약 옥상에 설치하는 것이 어려울 경우에는 베란다 난간이나 베란다 쪽의 벽면에 설치해도 됩니다. 디지털 TV 방송대역인 UHF 방송주파수는 전파신호의 반사가 잘 발생됩니다. 도심지역에서 TV 송신소가 보이지 않더라도 DTV 시청이 가능한 것은 반사파를 수신하고 있기 때문입니다.

예를들면 지향성안테나는 송신소 방향으로 안테나를 지향시킬 수 있어 TV 방송신호를 수신하는데 유리하며, 무지향성 안테나는 송신소 방향조정이 어려운 건물밀집 지역인 곳에서는 활용성이 높습니다. 특히 주변에 차량이동이 많아 반사파 신호가 불안정할 경우나 주변에 고층건물이나 빌딩이 많아 다중의 반사파 신호가 혼잡할 경우에는 무지향성 안테나가 안정적인 TV방송수신에 더 유리합니다.

□ LP410P 실외안테나 : 2005년 정보통신부(MIC) 전파신기술상 수상제품

2005년 LP410P 실외안테나를 생산하여 국내에 배포한 이후, 시청자들로부터 호평을 받은 제품입니다. 그간 알류미늄으로 된 야기 스타일의 안테나는 베란다 설치가 불가하고 건물의 미관을 훼손하는 이유 등으로 시청자들로 부터 외면을 받았으나, LP410P 실외안테나는 새로운 감각의 현대적 디자인으로 시청자들로 보터 호평을 받은 제품이었습니다. 따라서 많은 시청자들과 판매점들의 주문으로 국내시장을 단시일에 선점하기 시작하였습니다. 이후 국내 다수의 안테나 제조사가 스펙트럼의 안테나와 유사하게 제조하는 등 LP410 계열의 안테나 모델은 국내 안테나 시장의 선행 기술이었으며, 새로운 디자인이었음을 증명되는 게기가 되었습니다.

그간 사용되던 크고 무겁던 안테나 소자를 개별적으로 조립해서 사용해야만 했던 복잡하고 조잡한 설치방법을 가진 야기 안테나에 비해 별도의 조립없이 바로 안테나를 설치할 수 있는 구조로 개선하였으며, 통신용 고급안테나와 같이 안테나용 전용 커넥터를 부착하였습니다. 또한 설치된 위치에서 360도 회전이 가능한 구조였으며, 브라켓은 벽면이나 파이프로 된 폴(POLE)에 간단하고 편리하게 설치할 수 있도록 구현되었습니다.

상기 LP410 설치방법을 보여주는 것과 같이 간편하게 시청자가 직접설치할 수 있도록 개발되었으며, 2005년 대한민국 전파신기술 제품으로 선정된바 있습니다. 이후 2007년 미국지역 수출을 시작으로 우리나라 DTV 전환사업과 함께 국내 표준안테나 모델로 알려지게 되었습니다. 2010~2013년 LP410P 실외안테나는 국내 DTV 전환기간에 50만 셋 이상 공급되었을 뿐만 아니라, 2013년 필리핀 DTV전환사업의 시범사업 적용과 2014년 이탈리아로 공급되고 있습니다.

□ HD-free 실외안테나

LP410P 안테나 발매이후, 판매점과 시청자들로 부터 좀 더 저렴한 가격의 안테나 개발 요구에 따라 간편하고 편리하게 설치할 수 있는 소형의 실외안테나를 개발한바 있습니다. 이렇게 탄생된 안테나가 바로 HD-free(프리) 안테나입니다.

도심지역(서울 및 광역시 등)이나 송신소가 인접하고 있는 지역에서는 작지만 아주 편리하고 양호한 수신상태를 보여주는 안테나입니다. 가볍고 설치가 편리하며 저렴한 가격이 장점입니다.

□ Omni-beam/ Omni-marine 무지향성 안테나 : 특허등록 제품

(안테나 개발에 있어 가장 오랜 연구기간과 많은 연구비용을 투자한 안테나입니다. 가장 큰 이유는 방송에 사용되는 전파신호는 수평편파를 이용하기 때문입니다. 이동통신과 같이 수직편파를 이용하는 안테나는 비교적 간단하게 구현가능합니다만, 지상파 디지털TV 방송은 전세계 대다수 국가들은 수평편파를 사용합니다.)

특히 옴니 계열의 무지향성 안테나는 방송수신용으로는 국내 최초로 개발된 무지향성안테나(Omnidirectional antenna)입니다. 우리나라 근해를 항해하는 선박에 한국에서 생산하는 TV안테나를 사용해야만 된다는 목표를 세우고 스펙트럼에서 선박에 설치되는 무지향성 안테나를 개발했습니다. 2010년 본 안테나를 생산하기 전까지는 선박에 설치하고 있는 지상파 TV용 안테나는 전량 고가의 수입제품이었습니다.

또한 지상파 선박용TV 안테나 수요가 많지 않음을 고려할때, 개발될 무지향성 안테나는 일반용으로도 활용되어야만 투자가 가능하므로 개발초기부터 2종의 안테나를 고려하여 개발하였으며, 그 결과 옴니-비임(개별 주택용, 고정 무지향)과 옴니-마린(선박용, 이동 무지향)으로 개발되어 생산되고 있습니다.

● Omni-beam(옴니-빔 / 개별주택용)

개별주택의 고정용 무지향성 안테나로 아파트 베란다 난간에 설치하여 지상파 DTV방송을 수신하거나, 주택의 옥상이나 건물의 옥상에 설치하여 방송사별 송신소 위치가 다른 곳에서 방사하는 디지털TV 방송을 수신하기 위한 안테나입니다. 방송사별 송신소 또는 중계소 위치가 다를 경우, 주변에 고층건물이나 빌딩이 많아 다수의 반사파(멀티-패스)가 많은 지역에서는 본 옴니-빔 안테나가 유리하게 사용될 수 있습니다.

● Omni-marine(옴니-마린) / 선박용, 캠핑차량용 TV 수신안테나

선박에 설치될 것을 목표로 개발된 안테나이며, 기본적인 안테나 구조는 옴니-빔 안테나와 동일하나, 안테나 급전부를 중앙에 두어 무지향 특성이 양호하고, 해상의 열악한 환경에도 잘 견딜 수 있는 재질과 구조로 개발된 제품입니다. 옴니-마린 안테나는 선박이나 캠핑용 차량 등에 이용될 수 있는 제품으로 국내외 선풍적인 인기를 얻고 있는 제품입니다. 특히, 옴니-마린 제품은 해외시장에서 많은 인기를 얻고 있는 제품으로 일본, 이탈리아, 인도네시아 등으로 제품이 수출되고 있습니다.

<국내 요트에 설치된 옴니-마린>

<일본 동경/안테나 설치업체 차량>

우리나라에서는 차량에 무지향성 옴니-마린 안테나를 설치하면 지상파 DTV 방송수신이 어렵습니다만, 일본이나 이탈리아에서는 스펙트럼 옴니-마린 안테나를 설치해서 지상파 DTV 방송을 수신하는데 아무런 문제가 없습니다. 이러한 이유는 지상파 디지털TV 방송에 있어 데이터 전송속도가 북미방식(ATSC)보다 낮기 때문에 수신이 가능합니다.(우리나라 DMB 방송이 간단한 다이폴 안테나로 차량운행중 수신이 가능한 것과 동일한 이유입니다.)

□ MP-6 / Master-pro 실외안테나

우리나라는 LP410P 안테나를 주택이나 아파트 옥상에 설치하면 90% 이상의 지역에서 지상파 DTV방송을 수신하는데 큰 문제가 없습니다. 그러나 나머지 10% 정도의 지역은 수신신호가 미약한 곳이며, 이런 지역에서는 LP28 또는 CR-48 고이득안테나를 설치하면 어느정도 수신이 가능합니다. 다만 안테나 설치할 공간이나 장소가 여의치 않거나 방송사별 송신소나 중계소 위치가 상이한 곳이 있습니다. 이러한 국내외 다양한 전파환경에 적절히 대응할 수 있는 안테나가 필요할 것입니다.

따라서 안테나 마스터-프로(Master-pro : MP) 안테나는 기본적으로 6 dBi 이득을 갖고 있으며, 수신신호가 미약할 경우 안테나를 2개 또는 4개 사용하면 이득을 9dBi 또는 12 dBi 이득을 갖도록 설계되었습니다. 또한 안테나 설치방향을 90도 변경시키면 수평편파에서 수직편파로 수신할 수 있어 중국 등 해외시장의 요구사항에 대응할 수 있도록 설계된 안테나입니다. 더불어 지향성 및 무지향성 안테나로 구현이 가능한 혁신적인 제품입니다.

MP-6 안테나는 도심지역의 아파트 베란다 또는 옥상 등 친환경적인 구조로 개발되어 건물미관을 돋보이게 하고 있어 건물의 이미지를 개선하는데 유리한 제품입니다.

□ DX-1 실외안테나

우리나라 지상파 디지털 TV주파수 채널과 미국과는 거의 유사하긴 합니다만, 우리나라와 달리 VHF 주파수 대역(7~13번 채널)에 미국에서 디지털 TV방송을 송출하고 있어 안테나 시스템에 보완이 필요한 상황입니다. 한국이나 대다수 국가에서는 UHF(14~51 또는 14~) 채널에서만 송출하고 있으므로 한개의 안테나로 무난하게 커버하고 있습니다만, VHF 방송을 위해서는 또다른 안테나가 필요할 수 있기 때문입니다. 물론 VHF 및 UHF 방송주파수를 수신하고 있다지만, 이득이 높은 VHF 대역을 수신하기 위해서는 안테나 소자가 커야하므로 쉽지 않은 선택을 해야합니다.

따라서 미국바이어들의 성화로 스펙트럼에서도 VHF 및 UHF 방송을 수신할 수 있는 안테나 개발을 시도했습니다. 다만, 투자효과를 극대화시키기 위해 FM 방송대역도 함께 수신할 수 있도록 개발한 것이 바로 DX-1 안테나입니다. 기존에 판매되던 옴니-FM/VHF 안테나에서 보는바와 같이 이득이 높은 안테나는 처음부터 시도하지 않았습니다. 왜냐하면 최근의 건물이나 주택 환경상 덩치가 큰 안테나는 시청자 또는 청취자들로 부터 선택되는데 어려움이 많기 때문입니다. 이러한 이유로 안테나 특성을 최대한 끌어 올리면서 크기도 작고 실내나 실외에도 설치할 수 있는 구조로 개발되었습니다. 더불어 안테나 설치방향을 변경하면 수평편파에서 수직편파의 방송신호를 수신할 수 있도록 개발된 안테나입니다.