VOACAP 프로그램의 응용 기술
□ VOACAP 이란?
VOACAP은 ‘Voice of America Coverage Analysis Program’의 약자로 단파 대역에서 두 지점 간의 전파경로를 예측하는 시뮬레이션 툴로써 상대방과 나의 위치 및 조건 등을 입력하면 어느 시간대에 어느 주파수로 교신이 가능한지를 가시적으로 나타내는 매우 유용한 프로그램입니다.
VOACAP은 미국의 소리방송(Voice of America)에서 축척된 데이터를 기반으로 하는데 VOA는 1942년 창설 이래 현재 40개 이상의 언어로 단파방송을 비롯한 위성, 케이블, FM 및 MW로 송출되고 있으며, 전 세계에 3억 2,600만여 명의 청취자를 확보하고 있어 이들이 보내주는 시간대별, 주파수별 신호강도의 수신 리포트를 기반으로 하고 있어 그 어느 예측보다 신뢰성이 높습니다.
□ VOACAP의 접근 및 활용 방법
VOACAP은 3~30 MHz 대역의 HF Band에서 NTIA/ITS 기반의 전파예측 소프트웨어입니다. 현재 웹 기반으로 운영되고 있으며 윈도 및 리눅스 OS에서 사용 가능하고, 아마추어무선 용도를 위한 3.5~28 MHz 분석용과 선박 및 해양 HF용으로 2~25 MHz 주파수 대역을 분석할 수 있는 것, 그리고 26~28 MHz 밴드에 특화된 용도로 구분됩니다.
인터넷 주소는 https://www.voacap.com이며 위에서 열거한 3가지 모두를 무료로 이용할 수 있으나 우리가 필요한 HAM Radio 용을 클릭하면 (그림 1)과 같은 화면이 보입니다.
이곳에서 TX와 RX를 국가별로 선택하면 두 지점 간의 포물선 곡선이 나타나고 그레이라인도 보입니다. 저는 참고로 한국과 아프리카 케냐를 입력하여 보았습니다.
(그림 1) VOACAP 설정 화면다음으로는 (그림 2)와 같이 화면 우측 상단에 위치한 입력란에 전파형식, 출력, 밴드별 안테나 사양과 기타 내역(SSN 값)을 입력하고 Prop Charts 버튼을 누르면 (그림 3)과 같은 결과표를 볼 수 있습니다. 그림에서 가로축이 UTC 시간이며 세로축이 주파수별 교신 확률을 퍼센트로 나타내고 있습니다. 다음으로 Prop Wheel 버튼을 누르면 (그림 4)와 같이 조금 더 보기 쉽게 시간대별 교신 확률을 확인할 수 있습니다.
(그림 2) 입력란 
(그림 3) Prop Charts
(그림 4) Prop Wheel□ DX 교신을 위한 VOACAP 활용 방법
위에서 언급한 일반적인 방법 외에 DX 교신을 위한 보다 전문적인 활용 방법을 알아보도록 하겠습니다.
인터넷 주소 창에 https://www.voacap.com/dx를 입력하면 (그림 5)와 같은 창이 열립니다. 이곳에서는 Your grid locator 란에 본인의 GR No를 입력하고 나와 상대방 DX국의 안테나 사양을 입력합니다. 일반적인 경우에는 Dipole 20m 정도만 입력하여도 무방합니다. DX국 역시 Vertical이나 Hexbeam 정도만 입력하여도 되고요.
그리고 아래쪽에 열거된 DX Sites의 해당 DX Prediction Site 버튼을 누르고 출력과 현재 SSN 값을 입력하고 Run 버튼을 누르면 (그림 6) 및 (그림 7)과 같은 그래프가 화려하게 출력됩니다.
또 그 아래쪽에 밴드별 그래프도 함께 상세히 분석됨으로 DX 교신을 전문적으로 해야겠다면 이쪽을 선택하시는 것이 더 효율적입니다. 출력된 그래프는 글을 쓰고 있는 현재 운용 중인 TX5S, Clipperton Island와 HL Land 간의 시뮬레이션 결과입니다.
(그림 5) VOACAP DX Charts 초기화면
(그림 6) VOACAP으로 분석한 Short Path 그래프
(그림 7) VOACAP으로 분석한 Long Path 그래프□ VOACAP을 사용함으로써 얻는 효과
단파대역을 이용한 교신의 매력을 얘기하자면 크게 두 가지 정도를 말하고 싶습니다. 전파는 직진, 반사, 회절, 굴절, 산란하는 특성이 있다는 것은 다 아실 것입니다. 주파수의 특성상 VHF 이상은 일반적으로 전리층을 이용한 교신이 불가하여 최소 40 km 정도마다 중계기를 설치하여야 원거리 통신이 가능합니다.
그러나 3~30 MHz 대역의 단파는 자연적으로 발생되는 지구 상공의 전리층에 의해 반사가 일어나고 여러 번의 지구와 전리층 간의 반사를 통해 지구 어디까지라도 전파가 통달할 수 있는 성질을 가지고 있습니다. 따라서 점대점(Point to Point) 통신에서 중계기 하나 없이 디렉트로 교신이 가능하다는 매력이 있습니다. 둘째로는 저전력 통신이 가능하다는 것입니다. 전리층의 밀도와 도약거리가 맞아떨어진다면 매우 적은 RF 출력으로도 지구 반대편까지 전파를 보낼 수 있다는 장점 또한 큰 매력이 되겠지요.
아울러 단점으로는 전리층의 생성과 소멸, 밀도는 낮과 밤, 여름과 겨울, 태양의 활동과 우주환경 등 다양한 요소들에 의해 매일 달라진다는 것이죠. 어쩌면 이렇게 매번 변화되는 환경이 단파 교신을 지속하게 하는 원동력으로 작용을 하는지도 모르겠습니다. 매일 같은 전파 환경이면 아무런 감흥이 없으리라는 것은 불을 보듯 뻔한 이치가 아닐까 싶습니다.
VOACAP 프로그램을 이용한 분석도 이러한 다양한 요소들에 대한 확률을 높이는 것이지 100% 정확하게 맞아떨어지는 것은 결코 아닙니다. 이러한 논리를 잘 파악하시고 이 툴을 사용하신다면 보다 멋진 DX Life를 즐길 수 있지 않을까요?
□ 마치면서
어떤 현상을 미리 예측한다는 것은 무척 어렵습니다. 기상청에서 슈퍼컴퓨터를 이용해도 1주간의 일기예보가 정확하지 않듯 시시각각으로 변하는 전리층을 이용하는 단파통신을 예측하기는 결코 쉬운 일이 아닙니다.
그러나 유구한 역사를 지닌 광범위한 데이터를 기반으로 하는 VOA의 도움으로 돈 한 푼 들이지 않고 교신 확률을 높일 수 있는 방법이 있다는 것만으로도 참으로 기쁜 일이 아닐 수 없습니다.
(사진 1) DXer Shack 모습HF 밴드를 이용한 DX 교신은 과학적인 정보를 기반으로 하지 않고서는 거의 불가능에 가깝습니다. 어느 주파수에서 어느 타이밍에 어떤 모드를 이용하느냐가 교신의 승패를 좌우합니다. 세계적인 DXer들은 커다란 모니터에 로깅 프로그램을 비롯하여 WSJT-X, DXscape, DXsummit, Reverse Beacon, pskreporter, QRZ.COM, DXworld News, SolarHam, 안테나 실시간 모니터링 CCTV 화면 등 10여 개가 넘는 창을 띄우고 성공 확률을 높이고 있지요.
오늘 소개해드린 VOACAP 프로그램으로 전파전파(電波傳播) 상황을 예측해 보시고 지구촌 외딴섬에서 십 수년만에 나오는 DX의 신호를 접해보지 않으시렵니까? 즐거운 상상의 나래를 펼치며 글을 마칩니다.
감사합니다.
