안테나 광대역

 

1. 개요

 - 무선 통신에서 송수신기의 다수의 주파수를 효율적으로 수용하기 위해서는 안테나의 동작주파수 대역폭이 넓어야 함

 - 중, 장파 및 단파에서는 약간의 주파수 변동에도 안테나의 길이는 매우 크게 변동됨

 - 따라서 가능한 넓은 대역의 통신을 위해서는 광대역 안테나 개발이 매우 중요함

 - 광대역화란 안테나가 가능한 넓은 주파수에서 사용 가능해야 함을 의미

 - 안테나를 광대역화하는 방법으로는 안테나의 Q 값을 낮추는 방법, 진행파 여진소자 이용, 보상회로 사용, 자기 상사형 구조, 상호 임피던스 특성을 활용하는 방법이 있음

 

2. 안테나 광대역 방안

 가. 안테나의 Q값을 낮춤

     - 안테나의 선택도

     - 안테나 도선의 직경(d)이 커지면 도선의 특성 임피던스(Zo)가 작아지고 선택도(Q)가 작아지므로 대역폭(B)이 넓어져 광대역 특성을 나타냄

     - Yagi ant, VHF/UHF 원통형 안테나등의 광대역화 방안으로 쓰임

 

  나. 진행형 여진형 소자 사용

     - 진행파 여진형 소자등을 이용하여 반사파가 없는 진행파 안테나로 하면 광대역화가 가능함

     - 진행파 안테나는 효율은 낮으나 광대역 특성을 얻을 수 있음

     - 롬빅 안테나가 대표적

 

  다. 보상회로 사용

      - 안테나의 급전점에 리액턱스 보상회로를 접속시켜 소요대역내의 급전점 임피던스 변화를 적게 함

      - 반파장 안테나는 직렬공진이므로 이와 반대의 리액턴스 특성을 갖는 λ/4 trap을 병렬로 접속하면 합성리액턴스는 어떤 주파수에서도 변하지 않음

 

라. 자기상사형 구조

  - 안테나의 길이와 간격이 '자기상사'의 원리를 이용해 일정한 비율로 증가되는 평행도선 배열 안테나를 사용함

  - 안테나의 구조가 대수 주기적으로 변화하면, 입력임피던스는 거의 주파수에 무관한 정임피던스 특성을 갖게됨

  - 주파수에 따라 지향성이나 임피던스가 크게 변하지 않음

 - 대수주기안테나, LDPC

마. 상호임피던스 특성

- 배열 안테나에 있어서 각 엘리먼트(다이폴)들의 자기 방사 임피던스와 각 엘리먼트 사이의 상호방사 임피던스의 주파수 특성이 순차로 상쇄되도록 하면 광대역 특성을 얻을 수 있음

- 2-dipole 안테나, 4-dipole 안테나 등에서 광대역화방법으로 활용되는 원리