안테나란? - 안테나종류와 편파

 

2020/08/27 - [직무지식/중계기] - 중계기 블록도

중계기 블록도에서 가장 처음 시작은 안테나입니다.

실제로 안테나 전문업체가 안테나를 취급하고 저는 가져다 쓸 뿐이지만

기본적인 내용은 알고 있어야 합니다. 그래서 이번 시간에는 안테나에 대해 알아보겠습니다.

 

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안테나란?

-전자파를 송·수신하는 장치

-케이블을 통해 이동하는 파형과 공기를 통해 이동하는 파형 사이의 인터페이스

안테나

⇒ '송신만 하는 안테나', '수신만 하는 안테나'는 없습니다.

    안테나는 항상 송·수신 양방향으로 작동합니다.

 

 

 

안테나의 작동 원리

 

1. 공명 안테나(Resonant Antenna)

공명 안테나는 공명의 원리로 작동합니다.

안테나의 바가 공명하면 안테나가 공급되는 신호를 방출합니다.

공명 안테나

 

공명 안테나의 종류

① 다이폴 안테나(Dipole Antenna)

안테나의 가장 기본적인 형태입니다.

신호가 작동하려면 두 극의 길이는 신호 파장의 절반이어야 합니다.

다이폴 안테나

 

② 패치 안테나(Patch Antenna)

 Microstrip 기판 위에 네모 혹은 원형 형태의 금속 패턴으로 구성되어 있습니다.

소형, 경량의 특성이 있고 유동적인 패턴 조합과 배열을 통해

다양한 특성 구현이 가능하다는 장점이 있습니다.

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하지만, BW를 넓히기가 어렵고 Coupling을 많이 유도하여

고출력의 장비에 사용하기 어렵다는 단점이 있습니다.

패치 안테나

 

 

③ 야기 안테나(Yagi Antenna)

일본의 야기(Yagi) 교수가 만들었다고 해서 야기 안테나입니다.

TV를 시청 용도로 많이 쓰여왔습니다.

야기 안테나

 

 

2. 조리개 안테나(Resonant Antenna)

조리개 안테나는 구멍을 통해 전자기파를 방출합니다.

조리개 안테나의 방사 패턴은 조리개의 크기와 모양에 따라 다릅니다.

그리고 작동 대역폭은 전력 요소의 크기와 모양에 따라 다릅니다.

조리개 안테나

대표적인 조리개 안테나로는 Horn 안테나가 있습니다.

안테나 열린 면의 크기가 파장에 비례하여 낮은 주파수에서는 크기가 너무 커서 사용이 어렵고

통상 GHz 단위 이상의 높은 주파수에서 주로 사용합니다.

특성이 균일하고 이득이 높아서 빔 패턴 측정의 표준 안테나로 사용합니다.

horn 안테나

⇒중계기에서는 주로 공명 안테나인 다이폴, 패치, 야기 안테나를 사용합니다.

 

 

 

안테나 신호의 편파(Polarization)

Polarization이란, 전자기파의 진행 방향에 대한 E-field의 극성 방향을 의미합니다.

안테나마다 고유의 편파 형태를 갖고 있으며, 직선 편파(Linear Polarization)와

원형 편파(Circular Polarization)로 두 가지 형태가 있습니다.

직선 편파와 원형 편파

서로 편파 방향이 틀어지면 송수신 성능이 떨어지게 되므로

안테나 간 편파의 방향을 맞추는 것이 중요합니다.

안테나 편파 방향

만약 안테나 사이의 회전 각도가 증가할 시 전자기파의 특성으로 인해 수신 신호 레벨이 감소하게 됩니다.

 

 

 

여기까지 읽어주셔서 감사합니다.