안테나 소형화 방안

1. 개요

 - 전파를 이용하는 장치들이 다양화되고 있으며 사용자들은 더욱 소형이고 가벼운 기기를 원하고 있는 추세

 - 안테나의 크기를 단순히 작게만 만들면 방사효율 저하 및 협대역 특성이 있기때문에 정상적인 동작이 어렵게 된다.

 - 안테나의 소형화 기법을 형태별로 크게 분류한다면 선형, 평면형, 복합형으로 구분할 수 있다

 

2. 선형 안테나 소형화 방안

 가. 모노폴 안테나 형태

    - (a)는 급전부에 정합회로를 부가하여 효율을 높이는 방법

    - (b)는 연장코일을 안테나소자의 중간에 두는 방법(Centre Loading)

    - (c)는 역 L형

    - (d)는 (c)가 50ohm 급전선에 정합하기 어렵기 때문에 정합이 용이하도록 개선한 것으로 선형 F형 안테나

    - (e) Top loading 방식

    - (f)  금속판 대신에 스피랄을 사용한 것

 

 나. 미소루프안테나 형태

    - 원형이나 사각형으로 만든 루프의 중앙에서 급전한 것

    - 크기가 파장에 비하여 상당히 작기 때문에 미소루프안테나라고 함

    - 안테나의 크기가 작아서 입력저항이 매우 낮기 때문에 저효율이라는 단점이 있음

  

 다. 헬리컬 안테나 형태

    - 코일이 가지는 인덕턴스 성분을 이용하여 물리적 길이를 25%까지 축소할 수 있는 안테나임

    - 전파의 주방사 방향은 코일의 축에 직각인 방향이 됨

 라. 맨더링 안테나 형태

    

    - 맨더링 안테나는 도선을 구부려 접어서 만든 것임

    - 공진에 필요한 안테나의 길이를 작게 할 수 있다는 점

 

3. 평면형 안테나의 소형화 방안

 가. 평면형 역F형 안테나

     - 이동전화용으로는 평면형 역F형 안테나가 가장 많이 사용되고 있음

     - 선형 역F형 안테나에서 가로방향의 도체선을 도체판으로 한 구조

     - 도체선으로부터는 전파가 방사되기 어렵지만 도체판으로 대체하면 전파의 방사가 잘 이루어짐

 

 나. 마이크로스트립 안테나

    - Microstrip 기판위에 네모 혹은 원형 형태로 금속패턴을 만든 후 여러 가지 형태로 급전

    - 마이크로스트립 안테나를 소형화하는 방법은 방사판의 한 변을 도체판과 접속한 것으로 길이는 마이크로스트립 안테나의 1/2로 되며, 이득이 3dB 낮아진다

 

4. 복합형 안테나의 소형화 방안

  가. 접어진 안테나

     - 접어진 형태로 만들어서 소형 안테나의 입력저항을 크게 해주는 기술

     - 다이폴에 나란히 도체를 배열하는 폴디드 다이폴 (folded dipole)이 대표적 예

  나. 유전체 장하형 안테나

     - 큰 유전율이나 투자율을 갖는 물질을 안테나에 장착하여 파장을 단축하는 방법으로 소형화 가능

     - 예를들면 모노폴 안테나의 주위를 유전체로 둘러싸는 모양으로 만드는 것

다. 자성체 장하형 안테나

   - 헬리컬 안테나와 같은 코일 모양의 안테나 내부에 강자성체를 삽입하여 소형화하는 방법