지금 이 순간

1. 개요

2. Base loading

  2.1 연장 선륜(인덕턴스 삽입)

  2.2 단축 용량

3. Top loading

4. Center loading

1. 개요

  - 안테나를 고유주파수 이외의 주파수에서 효과적으로 사용하기 위하여 안테나의 입력 리액턴스 성분이 0이 되도록 L,C를 넣어 동조시키는 기술을 Loading이라 함

  - Base loading, Top loading, Center loading이 있음

2. Base loading

  - 안테나의 기저부에 L이나 C를 삽입하는 기술

  - Base loading의 종류는 인덕턱스를 넣어 공진시키는 방법, 콘덴서를 넣어 공진시키는 방법, 가변인덕턴스와 가변 용량을 넣어 광대역에 공진시키는 방법이 있다.

  2.1 연장 선륜(인덕턴스 삽입)

     - 기저부에 L을 직렬고 넣으면, 더 낮은 주파수에서 공진시킬 수 있으므로 안테나의 길이가 등가적으로 연장된 것과 같은 효과를 나타내는 것

     - 연장 선륜이 있는 경우 공진 주파수

  2.2 단축 용량

      - 기저부에 C를 직렬로 넣으면, 더 높은 주파수에서 공진시킬 수 있으므로 안테나의 길이가 등가적으로 짧아진 것과 같은 효과를 나타내는 것

      - 단축 용량이 있는 경우 공진 주파수

3. Top loading

   - 안테나 선단에 수평도선 또는 정관을 설치하여 정전용량을 크게 하면 등가적으로 연장효과를 나타내며, 공진 주파수를 낮추는 것이 가능

4. Center loading

   - 안테나 중간에 연장 선륜을 삽입한 경우를 말함

<참고>

모노폴 안테나의 소형화

(a) Base loading- 급전부에 연장코일을 삽입하는 방법

(b) Center loading- 연장코일을 안테나의 소자의 중간에 두는 방법

(c) 역 L형- 단파대 이하에서 주로 사용하던 방식, 안테나를 λ/4만큼 수직으로 모두 설치하지 않고 도중에 구부려서 소형화한 것

(d) 선형 역 F형- 역 L형이 50Ω 급전선에 정합하기가 어렵기 때문에 정합이 용이하도록 개선한 것

(e) Top loading- 모노폴 안테나의 맨 끝에 원판 모양의 금속판을 붙인 것, 금속판으로 인하여 용량성분이 증가(등가회로에서 실효용량 Ce와 병렬로 삽입된 것)

(f) Top loading- 금속판 대신에 spiral 사용

2. 안테나 파라미터

 2.1 방사저항과 안테나 효율

 2.2 실효고와 실효개구면적

 2.3 지향특성(지향성 계수)과 반치각

 2.4 안테나 이득

 2.5 안테나의 Q

1. 개요

  - 안테나는 전자파를 송신하고 수신하기 위한 장치

  - 안테나는 고주파 전력을 전파로서 방사하는 역할을 하는 것, 즉 전력에너지와 전자파 에너지를 상호 변환해주는 장치

  - 안테나 성능 및 해석에 유용한 파라미터로 방사저항과 안테나 효율, 지향특성과 반치각, 실효고와 실효개구면적, 안테나 이득 등이 있음

3. 안테나로부터 전자파가 송신되는 원리

4. 전파의 수신

5. 맺음말

1. 개요

 - 전자파란 주기적으로 세기가 변화하는 전자기장이 공간 속으로 전파해 나가는 현상을 말함

 - 맥스웰은 변위전류도 도전류와 같은 성질을 가지고 있는데 착안하여 페러데이의 전자유도법칙과 암페어의 주회적분 법칙을 기초로 전계와 자계와의 관계를 나타내는 식을 유도하였음
- 맥스웰 방정식은 전계와 자계의 관계를 나타내는 방정식으로 전자파 해석의 기본이 되는 방정식임

- 그 의미는 '변화하고 있는 전계는 자계를 발생시키고, 또한 반대로 변화하고 있는 자계는 전계를 발생시킨다'는 것으로 전자파가 퍼져나간다는 것임

2. 전자파 해석의 기본이 되는 공식

 가. 맥스웰 제 1방정식

    - 공간 어느 점에 있어서 전계가 시간적으로 변화할 때 그 주위에는 자계의 회전을 발생시킨다는 것은 나타내는 방정식 

    - 즉 시간적으로 변화하는 전계 주위에는 자계의 회전을 발생시킴

 나. 맥스웰 제 2방정식

    - 공간내의 한 점에 대한 자속밀도의 시간적 변화는 그 변화를 방해하는 방향으로 전계의 회전을 발생시킨다

    - 즉 시간적으로 변화하는 자계 주위에는 전계의 회전을 발생시킴

다. 포인팅 정리

    - 전자파가 공간을 전파해 나가는 것은 일종의 에너지 이동으로 볼 수 있음

    - 포인팅 벡터는 단위시간당 단위면적을 통과하는 에너지 밀도를 말함

    - 포인팅 벡터의 P의 크기는 단위 면적당 전력을 나타내며, 방향은 전계 E의 방향에서 자계 H의 방향으로 오른나사를 돌릴 때 나사가 진행하는 방향이 됨

3. 안테나로부터 전자파가 송신되는 원리

- 전도전류와 변위전류에 의한 자계 발생 

 - 전파의 확산

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jrsys&logNo=110174647071

4. 전파의 수신

 - 전자파는 기본적으로 변동하는 전계와 자계의 파동임

 - 따라서 시간적으로 변동하는 자계에 도체가 존재하면 패러데이의 법칙에 따라 기전력이 유기됨

                                                                                               Vemf=V(electromotive force): 기전력

                                                                                                               Ф : 자속(Magnetic flux)

 - 즉 선형 안테나를 전자파 중에 놓고 단자를 개방하면 단자간에 수신전압 V가 발생하고 여기에 부하 RL 을 연결하면 전류 IL 흐르게 됨

 여기서 Rr은 안테나 내부저항

                                                                          RL은 수신기 입력 임피던스

  - 전계강도가 E[V/m]인 전자파 중에 실효고가 he인 안테나의 단자에 유기되는 수신전압 V=E×he

  - 수신안테나로부터 부하에 공급되는 전력 P는

  - 임피던스 정합(Rr=RL)이 이루어졌을 때 얻어지는 수신 최대유효전력 Pm은

  - 즉, 수신안테나와 수신기의 입력 임피던스가 정합이 되었을 때 수신기에 최대전력이 수신됨을 알 수 있음

5. 맺음말

  - 전자파는 기본적으로 변화하는 전계와 자계의 파동이므로 이를 안테나를 통해 수신하면 유기 기전력을 얻을 수 있어 전자파 수신이 가능함 

전파란 2[1][1].pdf

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