안테나 종류
Antenna types무선 시스템에서는 다양한 안테나 유형이 사용되며, 특성은 특정 응용 프로그램을 위해 특별히 제작됩니다.안테나는 다양하게 분류될 수 있습니다.아래 목록은 많은 공학 교과서에서 안테나를 분류하는 방식에 따라 공통 작동 원리에 따라 안테나를 그룹화합니다.[1][2][3](p4)
- 아래에서 논의되는 다이폴, 모노폴, 어레이 및 대형 루프 안테나 유형은 일반적으로 공진 안테나로서 기능합니다; 공진 안테나에서 전류 및 전압의 파동은 단부들 사이에서 앞뒤로 튕기거나 또는 닫힌 루프 주위를 순환하고, 그 중첩된 부분은 가감산하여 소자를 따라 정상파를 형성합니다.이것들은 때때로 선형 안테나(다이폴, 모노폴 등) 및 루프 안테나(대형 루프, 소형 루프, 헤일로 안테나)로 더 세분화됩니다.
- 진행파 안테나는 공진하지 않습니다.전류 및 전압 파형은 안테나 요소를 따라 한 방향으로 이동한 다음 저항에 의해 흡수됩니다.
- 개구 안테나는 외부의 주변 반사면으로 구성되어 있으며, 그 형태는 작은 내부 안테나에 부딪히는 파동을 집중시킵니다. 내부 안테나는 공진 또는 비공진일 수 있습니다.
쌍극자
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VHF 텔레비전 수신을 위한 "토끼 귀" 쌍극자 변형
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기상 위성 데이터 수신용 2요소 개찰구 안테나, 137MHz원형편광이 있습니다.
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"보우티" 다이폴 구동 요소가 중심에 있는 코너 반사판 UHF TV 안테나
쌍극자는 보통 금속 막대 또는 와이어와 같은 두 개의 도체로 구성되며, 보통 대칭적으로 엔드 투 엔드로 배열되며 송신기 또는 수신기의 균형 잡힌 공급 라인의 한쪽이 각각 부착됩니다.[2][4]가장 일반적인 유형인 반파장 쌍극자는 4분의 1 파장 바로 아래에 있는 두 개의 공명 소자로 구성되어 있습니다.이 안테나는 안테나 축에 수직인 방향으로 최대 방사하므로 2.15dBi의 작은 방향 이득을 얻을 수 있습니다.반파 쌍극자는 전방향 안테나로 단독으로 사용되지만, 다른 많은 복잡한 지향성 안테나의 구성 요소이기도 합니다.
- 개찰구
- 직각으로 장착된 2개의 다이폴 안테나로 90°의 위상차를 제공합니다.이 안테나는 모든 방향으로 방사되며(방사 패턴에는 널이 없음), 수평 편광은 소자와 공면을 이루는 방향으로, 원형 편광은 해당 평면에 수직으로, 타원 편광은 다른 방향으로 방사된다는 점에서 특이합니다.원형편파가 많은 위성에 의해 전송되기 때문에 위성으로부터 신호를 수신하기 위해 사용됩니다.
- 코너 반사판
- UHF 주파수에서 종종 사용되는 약 8dBi의 중간 이득을 갖는 지시 안테나.2개의 반사 금속 스크린 앞에 장착된 쌍극자로 구성되어 있으며, 각도는 보통 90°입니다.옥상 UHF 텔레비전 안테나 및 점대점 데이터 링크로 사용됩니다.
- 패치(마이크로스트립)
- 접지면 위에 장착된 금속 시트로 구성된 요소를 가진 안테나 유형.이득이 6–9dBi인 쌍극자와 유사합니다.항공기 본체와 같은 표면에 통합됩니다.PCB 기술을 이용한 쉬운 제작으로 현대 무선 기기에서 인기를 끌었습니다.어레이에 결합되는 경우가 많습니다.
- 바이코닉 안테나
- 원뿔 모양의 팔을 가진 쌍극자로, 끝이 맞닿는 급지점이 있습니다.그들은 기본 주파수보다 최대 3 옥타브 높은, 일반 다이폴보다 더 넓은 대역폭을 보여줍니다.
- 나비넥타이 안테나
- 나비 안테나라고도 합니다 – 삼각형의 끝이 만나는 공급점이 있는 삼각형 또는 화살표 모양(⧓ ⨝ ⪥)의 쌍극자입니다.이는 바이코닉 안테나를 평면화한 것입니다.삼각형은 금속 중심이 단단한 판금으로 잘라낼 수도 있고(⧓), 끝이 연결된 두 개의 전선으로 잘라낼 수도 있고(⨝), 끝이 연결되지 않은 "X"자 모양으로 잘라낼 수도 있습니다(⪥).
- 선풍기 쌍극자
- 멀티 다이폴이라고도 합니다. 일반적인 광대역 및/또는 광대역 다이폴 변형으로 보타이 안테나와 유사하며 길이가 동일한 여러 쌍의 다이폴 암이 있으며 각 쌍은 다른 모든 쌍과 길이가 다릅니다.쌍극자 암은 결합 안테나의 중앙 연결 지점에서 ⪫⪪ ⫸⫷으로 연장됩니다.
모노폴
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88–108MHz용 FM 라디오의 1/4파 휘핑 안테나
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VHF 지상면 안테나
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아마추어 라디오 방송국의 'T' 안테나, 80피트 높이, 1.5MHz에서 사용.
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6개의 스커트 와이어로 둘러싸인 견고한 금속 마스트가 있는 접힌 유니폴 안테나, 스탠드오프로 멀리 떨어져 있음
모노폴 안테나(monopole antenna)는 하프 다이폴(half-dipole)이며, 금속 막대와 같은 단일 도체로 구성되며, 보통 지면 위에 장착되거나 인공 전도 표면(일명 접지면)으로 구성됩니다.[2][5]수신기 또는 송신기로부터의 공급 라인의 한쪽은 도체에 연결되고, 다른 한쪽은 접지 또는 인공 접지면에 연결됩니다.지상면에서 반사된 전파는 마치 지상면 아래로 보이는 가상의 영상 안테나에서 나온 것처럼 보이며, 모노폴과 그 팬텀 영상은 효과적으로 쌍극자를 형성합니다.따라서, 모노폴 안테나는 유사한 다이폴 안테나의 패턴의 상단 절반과 동일한 방사 패턴을 갖고, 방사 효율은 다이폴의 절반보다 약간 작음.등가 쌍극자의 방사선이 모두 반공간에 집중되어 있기 때문에 안테나는 유사 쌍극자의 이득이 2배(3dB 증가) 증가하여 접지면에서 손실되는 전력을 무시합니다.
가장 일반적인 형태는 1/4 파장 길이의 1/4 파장이며 지상면 위에 장착할 때 5.12dBi의 이득을 갖는 1/4 파장 모노폴입니다.단일 모노폴은 전방향 방사 패턴을 가지고 있어서, 지역의 넓은 범위에 사용되며, 수직 편광을 가지고 있습니다.지구에 의한 신호흡수를 줄이기 위해서는 저주파수의 방송에 사용되는 지상파는 수직편파가 필요하므로 MF, LF, VLF 대역의 방송에 대형 수직 모노폴 안테나가 사용됩니다.소형 모노폴("휘핑")은 HF, VHF 및 UHF 대역에서 휴대용 라디오의 무방향 안테나로 사용됩니다.
- 채찍.
- FM "붐박스"와 같은 VHF 및 UHF 대역의 이동식 라디오 및 휴대용 라디오에 사용되는 안테나 유형은 유연한 막대로 구성되며, 종종 망원경 세그먼트로 만들어집니다.HF 대역에서 "whip"은 일반적으로 너무 짧아서 자연스럽게 공진할 수 없는 안테나를 가리킵니다. 충분히 길면(4분의 1 파장 이상) 대신 일반적으로 "단극"이라고 불립니다.
- 러버 덕키
- 더 공식적인 기술명은 노멀 모드 나선입니다.휴대용 양방향 라디오와 무선 전화기에 사용되는 안테나 중 가장 일반적인 것은 소형화 때문입니다.전기적으로 짧은 와이어 나선으로 구성됩니다.나선형은 인덕턴스를 더해 짧은 라디에이터의 정전용량 리액턴스를 상쇄시켜 공진을 일으킵니다.모든 전기적으로 짧은 안테나와 마찬가지로 거의 등방성이며 이득이 매우 낮습니다.훨씬 큰 축 모드 나선과 혼동하지 마십시오(아래 참조).[c]
- 접지면 안테나
- 급지선의 접지 측에 부착되는, 채찍의 밑면으로부터 수평으로 연장되는 여러 개의 막대를 가진 채찍 안테나.채찍이 땅 위에 장착되어 있기 때문에, 수평 막대는 채찍 바로 아래에 높은 지면을 형성하여 방사선을 지구로부터 반사시키고 그것의 이득을 증가시킵니다.경찰, 구급차, 택시 배차원과 같은 육상 이동식 무선 시스템을 위한 기지국 안테나에 사용됩니다.
- 마스트 라디에이터
- 타워 구조물 자체가 안테나 역할을 하는 라디오 타워.AM 라디오 방송국 및 기타 MF 및 LF 송신기를 위한 일반적인 송신 안테나 형태타워의 기저부에는 일반적으로 세라믹 절연체가 장착되어 있지만 반드시 그렇지는 않습니다.
- 접힌 단극 안테나
- 수정된 마스트 안테나는 보통 기저부에 접지되어 있으며, 안테나의 일부분 위에서 마스트에 부착되는 "스커트 와이어"라고 불리는 하나 또는 여러 개의 평행 와이어에 의해 증강됩니다.스커트 와이어는 부분적으로 위쪽과 마스트 상단 사이의 어느 높이에서도 부착할 수 있습니다.스커트 와이어 중 하나 이상에 감마 매치와 유사한 신호가 공급됩니다.마스트와 스커트 와이어의 수와 상대 두께에 따라 공급점 임피던스가 조정됩니다.[d]
- 'T'안테나
- 절연체가 있는 두 개의 타워 사이에 매달린 긴 수평 와이어로 구성되며, 수직 와이어가 아래로 매달려 있으며, 한 개의 공급 와이어는 수신기 또는 송신기의 공급 라인에 부착되고 다른 하나는 필요한 저저항 접지에 부착됩니다.매달려 있는 수직 와이어는 안테나의 방사 부분입니다. 일반적으로 안테나는 공진에 필요한 1/4 파장보다 짧습니다.'T' 안테나의 경우 매달린 와이어가 상단 와이어의 정확한 중앙에 부착됩니다.LF 및 VLF 밴드에 사용됩니다.이러한 주파수에서 수직 와이어는 전기적으로 짧기 때문에(1/4 파장보다 훨씬 짧기 때문에) 수평 와이어는 수직 라디에이터의 전류를 증가시키는 "커패시턴스 모자" 역할을 하여 효율성과 이득을 높입니다.수평 방향의 전류가 탑 와이어의 중심에서 반대 방향으로 흐르기 때문에 이러한 전류는 균형을 이루며 본질적으로 방사선을 생성하지 않습니다.일반적으로 수평 단면은 충분한 캐패시턴스를 공급하기에 충분히 길지 않으므로 안테나 피드 포인트는 남아 있는 리액턴스를 조정하기 위해 로딩 코일이 필요하며, 조정된 안테나는 좁은 대역폭을 갖게 됩니다."커패시턴스 모자"가 수직 와이어의 누락된 길이를 보상할 수 있을 정도로 충분히 넓을 때, 'T' 안테나의 성능은 실물 크기의 모노폴에 가까울 수 있습니다.
- 반전 'L'
- 위에서 설명한 'T' 안테나와 구조가 비슷하지만, 수평 와이어의 한쪽 끝에 매달린 수직 와이어가 중앙 대신 부착되어 있습니다.변경된 연결점은 안테나에 그리스 문자 γ의 모양을 제공합니다.'T' 안테나와 달리 수직 및 수평 와이어는 모두 방사되는데, 각각의 방사선은 수직 및 수평으로 편광되고, 결합된 방사선은 대각선으로 편광되며, 일반적으로 가파른 각도로 편광됩니다.안테나의 모든 부분이 방사되지만 가장 강한 방사는 수직 와이어에서 나오기 때문에 수평 와이어는 "커패시턴스 모자"의 역할과 약한 방사체의 역할을 동시에 수행합니다.수평 와이어의 길이가 와이어의 총 길이를 약 4분의 1 파장으로 만들 수 있을 정도라면, 반전 L의 성능은 실물 크기의 모노폴에 가까울 수 있습니다.
- 반전 'F'
- 인버티드-L 안테나의 콤팩트함과 유니폴 안테나의 잘 어울리는 장점을 결합하였습니다.안테나는 베이스에서 접지되고 중간 지점에서 공급됩니다.급전점의 위치에 따라 안테나 임피던스가 결정됩니다.따라서 별도의 매칭 네트워크 없이도 매칭이 가능합니다.수직이 아닌 수평 와이어에 피드 포인트를 부착하여 선 그리기 문자 ╓ 또는 한글 문자 ᄁ의 모양을 제공하는 효과적인 션트 피딩 인버티드 L.
- 우산.
- VLF 시간 신호 또는 장거리 해저 통신을 위해 VLF 대역에 사용되는 대역폭이 매우 좁은 매우 큰 유선 송신 안테나. 이 안테나는 더 큰 파장에 비해 역설적으로 초단파 안테나입니다.'T' 안테나를 정교하게 확대한 버전입니다.상단에 여러 개의 전선이 부착된 중앙 방사탑으로 이루어져 있으며, 마스트에서 방사상으로 뻗어 나가 끝 부분이 절연되어 있어 금속 우산 프레임을 닮았습니다.다른 초단 안테나와 마찬가지로 용량성 리액턴스가 매우 높고 방사 저항이 최소이므로 큰 로딩 코일과 저저항 대응 시스템이 필요합니다.
배열
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로그 주기 쌍극자 배열 140-470 MHz 범위
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독일, 4베이 배트윙 텔레비전 방송 안테나,
배열 안테나는 단일 화합물 안테나로서 함께 작동하는 다수의 병렬 정렬된 단순 안테나로 구성되며, 이는 단순 렌즈의 조합으로 만들어진 복합 광학 렌즈의 RF 유사체입니다.구성 단순 안테나는 다이폴, 모노폴, 루프 또는 혼합 루프 및 다이폴일 수 있습니다.브로드사이드 어레이는 다수의 동일한 구동 요소로 구성되며, 보통 다이폴이 위상으로 공급되며, 단순 안테나가 포함된 평면에 수직인 빔을 방사합니다.엔드파이어 어레이는 위상이 맞지 않게 공급되며 위상차는 서로 간의 거리에 대응합니다. 엔드파이어 어레이는 구성 안테나가 모두 배치된 평면에 평행하게 방사됩니다.[2][6][3](pp283–371)기생 배열은 안테나의 라인을 따라 빔을 방사하는 하나의 구동 요소와 나머지 기생 요소가 있는 다수의 안테나(일반적으로 다이폴)로 구성 요소는 안테나 라인을 따라 빔을 방사합니다.
- 수직 공선
- 여러 쌍극자가 서로 상부에 적층된 상태로 단 하나의 수직선으로 공급됩니다.이 안테나는 고이득 전방향 안테나로, 수평 방향으로 더 많은 전력이 방사되고 낭비되는 전력이 하늘로 또는 땅으로 더 적게 방사된다는 것을 의미합니다.8–10dBi의 이득.경찰, 소방, 구급차, 택시 배차원 등 육상 이동 무선 시스템의 기지국 안테나 및 셀룰러 기지국의 섹터 안테나로 사용됩니다.
- 야기우다
- "야기"라고도 불리는 이 안테나는 UHF, VHF, 상위 HF 주파수에서 가장 일반적인 지향성 안테나 중 하나입니다.동일한 평면에서 축 ē와 평행하게 정렬된 여러 개의 반파 쌍극자 요소로 구성되며, 단일 공진 길이 구동 요소가 공급 라인에 배선됩니다(일반적으로 배열에서 가장 마지막, 가장 긴 요소).여러 개의 다른 요소는 기생하며, 이 요소들은 방사된 신호를 단일 방향으로 반사시키고 유도하므로 빔 안테나가 됩니다.[f]
- 야기-우다는 옥상 텔레비전 안테나, 점대점 통신 링크, 전리층에서 반사되는 하늘파("skip")를 이용한 장거리 단파 통신에 사용됩니다.사용하는 디렉터 요소의 수에 따라 일반적으로 10-20dBi의 이득을 얻지만 대역폭은 매우 좁습니다.[g]
- 애드콕 안테나
- 크기가 같고 거리가 같은 평행 쌍극자(또는 모노폴) 안테나 4개가 정사각형의 네 모서리에 수직으로 정렬된 배열입니다.4개의 쌍극자는 모두 구동되지만 인접한 쌍극자 요소의 위상은 반대입니다.쌍극자 요소의 간격과 위상은 배열된 요소의 조합을 적당히 방향성 있게 만듭니다.
- 로그 주기 쌍극자 배열
- 때때로 "물고기 뼈" 안테나라고 불립니다.이 장치는 점차 길이가 증가하는 붐을 따라 많은 쌍극자 요소로 구성되어 있으며, 모두 전송 라인에 번갈아 극성으로 연결되어 있습니다.대역폭이 넓은 지향성 안테나로, 비슷한 크기의 야기에 비해 이득은 훨씬 적지만 옥상 텔레비전 안테나로 사용하기에 이상적입니다.[e]하부 HF 대역의 긴 파장의 경우 배열은 다이폴 대신 접지 장착 모노폴로 구성될 수 있습니다.
- 반사배열
- 평면 반사 스크린 앞에 장착된 2차원 배열의 여러 쌍극자.레이더 및 UHF 텔레비전 송수신 안테나에 사용됩니다.
- 위상배열
- 는 전자적으로 조작 가능한 UHF 및 마이크로파 주파수에서 사용되는 고이득 안테나입니다.이 장치는 2차원 배열의 여러 쌍극자로 구성되어 있으며, 각 쌍극자는 전자 위상 변환기를 통해 공급되며, 위상 변환기는 컴퓨터 제어 시스템에 의해 제어됩니다.빔은 안테나 앞의 넓은 각도에 걸쳐 어떤 방향으로든 즉시 가리킬 수 있습니다.군사용 레이더와 교란 시스템에 사용됩니다.
- 커튼 배열
- 는 단파 방송국에서 HF에서 사용하는 대형 지향성 와이어 송신 안테나입니다.평면 반사판 스크린 앞에 평행 열로 매달린 동일한 와이어 다이폴의 수직 직사각형 배열로 구성되어 있으며, 수직 평행 "커튼" 와이어의 두 번째 열로 구성되어 있으며, 모두 두 개의 금속 타워 사이에서 지지됩니다.그것은 수평 전파 빔을 지평선 위의 하늘로 방사하고, 그것은 전리층에 의해 지평선 너머의 지구로 반사됩니다.
- 반제곱
- 1/4파 반전 수직 모노폴, 베이스는 지면과 연결되어 있지 않고, 상단은 반파장 길이의 와이어로 연결되어 있으며, 이 와이어는 대향 및 크로스오버 피드라인 역할을 합니다.수직은 라디에이터이며, 단발 커튼과 유사한 2요소 어레이로 기능합니다. 각 라디에이터의 공칭 공급점은 베이스가 아닌 상단에 있습니다.이 구조물은 그리스 문자 π(아래에 설명된 하프 루프 안테나와 혼동하지 말 것)와 같은 모양입니다.탑-탑 연결 와이어는 최대 전류 지점을 각 모노폴 상단에 배치하는 단계형 피드 라인 또는 보조 피드 역할을 합니다.모노폴 소자는 모두 그 아래에 있는 지면과 와이어 연결되어 있지 않지만, 일반적으로 상당한 용량 결합이 존재하며, 이는 수직을 단축시키기 위해 이용될 수 있습니다.상단 먹이가 있는 반전 모노폴은 일반 하단 먹이가 있는 모노폴보다 더 낮은 수평 방향으로 강한 신호를 생성합니다. 왜냐하면 후자의 신호는 주변의 장애물을 통과하기 위해 지면으로부터 더 각도를 높여야 하기 때문입니다.수직선 자체가 상부에서 공급됨에도 불구하고 결합된 시스템의 공급점은 여러 위치 중 하나에 위치할 수 있습니다. 대개 수평 와이어의 중심에 위치합니다.[8]
- 배트윙
- 또한 초회전식 안테나는 TV 방송에서 사용되는 특수 안테나로 박쥐 날개와 유사한 방사체를 가진 수직 쌍극자 쌍으로 구성됩니다.배트윙 모양은 전체 채널 전송에 필요한 넓은 대역폭을 제공합니다.일반적으로 VHF 텔레비전 방송 안테나를 만들기 위해 마스트 위에 여러 개의 배트윙 안테나가 수직으로 쌓입니다.수평 방향으로 높은 이득을 가지는 전방위 방사 패턴.
- 마이크로스트립
- 콤팩트한 공간에서 큰 이득을 달성할 수 있는 마이크로웨이브 안테나; 마이크로스트립 피드라인들에 의해 공급되는 기판 상의 패치 안테나들의 어레이.PCB 기술에 의한 용이한 제작은 현대의 무선 기기에서 인기를 끌었습니다.빔 폭과 편광은 능동적으로 재구성할 수 있습니다.
루프 안테나
루프 안테나는 와이어의 루프(또는 코일)로 구성됩니다.루프 안테나는 전기장이 아닌 전파의 자기장과 직접적으로 상호작용하여 안테나의 약 1/6 파장 내에서 전기적 잡음에 상대적으로 둔감합니다.[2][9][10]루프 안테나에는 기본적으로 큰 루프(또는 전파 루프)와 작은 루프의 두 가지 넓은 범주가 있습니다.일반적으로 루프라고 불리는 하나의 설계, 즉 후광 안테나만이 큰 루프 또는 작은 루프 범주에만 명확하게 들어맞지 않습니다.
큰고리
전파 루프는 방사 저항이 가장 높기 때문에 모든 안테나 중 가장 효율이 높습니다.방사 저항은 수백 옴인 반면 다이폴과 모노폴은 수십 옴이고, 작은 루프와 짧은 채찍 안테나는 몇 옴 또는 심지어 옴의 분수입니다.[10]
- 큰고리
- 큰 루프의 둘레는 한 개의 전체 파장 또는 그 이상입니다.파장이 1, 2, 3개일 때, 또는 파장의 정수배일 때, 이들은 자연적으로 공진하며, 전파 또는 다파 쌍극자와 다소 유사하게 작용합니다.작은 루프와 구별할 필요가 있을 때는 "전파 루프"라고 합니다.[i][2][9]
- 쿼드
- 쿼드(quad)는 한 개의 사각형 모양의 고리를 가리킬 수 있지만, 이 용어는 보통 두 개 이상의 고리가 나란히 쌓여 있는 것을 가리킵니다. 언뜻 보기에 쿼드는 상자 연틀과 비슷합니다.쿼드의 루프 중 하나만 피드 라인에 연결되며, 해당 루프는 안테나의 드라이버 역할을 하며 주 신호 방사체입니다.다른 루프는 반사기 또는 지향기 역할을 하는 기생 소자로, 방사된 파동을 더 좁고 단일한 방향으로 집중시켜 이득을 증가시킵니다.[2][9][10]쿼드 안테나는 다이폴이나 모노폴 대신 루프로 만든 야기-우다 안테나로,[2][9][10] 단파통신을 위한 HF 대역의 지향성 안테나로도 사용됩니다.사각형일 경우 쌍극자로 만든 야기의 절반 정도의 폭을 가지고 있기 때문에 더 긴 파장을 사용하는 것이 좋습니다.[2][9][10]
- 하프루프
- 지상에 장착된 수직 전파장 루프 안테나의 상반부(위에서 설명한 다소 유사한 반 사각 안테나와 혼동하지 말 것).[h] 전체 루프는 둘레를 따라 두 개의 반대 지점에서 절단되며, 아래쪽 절반은 생략됩니다. 위쪽 절반은 절단 지점에서 지면 위에 장착되어 삿갓 손잡이처럼 지면 위에 붙어 있습니다.그리스 문자 π 또는 거꾸로 대문자 U와 같은 모양이며, 지상에 설치된 모노폴 안테나의 루프 안테나 유사체입니다.수직 모노폴과 마찬가지로, 안테나의 사라진 하부 절반은 지상면 이미지로 대체됩니다.절반의 정사각형 모양인 경우, 하프 루프는 공급점의 위치에 따라 루프 안테나로 작동하거나 첫 번째 고조파로 작동할 수 있으며, 끝이 구부러지고 접지된 다이폴 안테나로 작동할 수 있습니다.[8]
그 사이에
- 헤일로 안테나
- 고리에 작은 틈이 뚫린 고리를 "할로스"라고 합니다.이들은 하나의 주파수에서 자연적으로 공진하며, 작은 고리와 큰 고리 사이의 중간 크기와 기능을 합니다.그것들은 종종 "진정한 루프" 안테나라기 보다는 원으로 접힌 반파장 쌍극자로 묘사됩니다.[2][9][10][3](pp231–275)
할로의 대략 전방향 패턴은 작은 루프와 유사합니다. 방사선 효율은 큰 루프의 극도로 높은 효율과 일반적으로 작은 루프의 낮은 효율 사이에 있습니다.할로는 전파 루프처럼 자체 공진이지만 더 높은 고조파는 없습니다.어떤 면에서는 작은 전송 루프의 극단적인 상한 크기를 나타냅니다.[2][10][3](pp231–275)
소고리
소형 루프 안테나는 매우 낮은 방사 저항을 가지고 있습니다. 일반적으로 구성된 와이어의 손실 저항보다 훨씬 작아서 전송하기에 비효율적입니다.이들의 방향성과 낮은 방사 효율은 전파 루프와 크게 다르며, 루프 둘레가 반파장보다 작으면 공진이 필요하다면 루프를 공진화하기 위해 어떤 방식으로 수정해야 합니다.이러한 단점에도 불구하고, 작은 루프는 수신 안테나로서, 특히 더 낮은 주파수에서 널리 사용되며, 여기서 효율성은 문제가 되지 않으며 작은 크기로 인해 짝수 1/4파 안테나의 과도한 크기에 대한 유용한 해결책이 됩니다.매우 좁은 주파수 범위만을 수용하도록 효율적으로 조정할 수 있다는 사실은 전파에 만연한 정적 문제를 완화하는 데 도움이 됩니다.작은 고리는 "자기 고리"(magnetic loop)라고 하며, 공명을 위해 수정된 경우에는 "튜닝된 고리"라고도 합니다.
- 소규모 수신 루프
- 작은 수신 루프의 크기는 1/4 ~ 1/10 파피미터이며, 때로는 동일한 지지 프레임 주위에 와이어가 많이 회전하는 경우도 있습니다.소형 루프는 소형 방향 탐지 안테나로 널리 사용되는데, 그 이유는 "null" 방향이 매우 정밀하기 때문이며, 소형 루프는 다이폴 기반의 지향성 안테나보다 핸드 캐리어 장비로서 훨씬 더 소형화되기 때문입니다.[2][9][10]
- 페라이트 루프 안테나
- "루프스틱"이라고도 불리는 그것들은 페라이트 코어에 감긴 와이어로 구성되어 있습니다.페라이트는 코일의 인덕턴스를 수백에서 수천 배까지 증가시키고, 효과적인 신호 포착 영역을 확대합니다.이러한 개선은 동등한 성능을 가진 일반적인 작은 루프(페라이트가 없는 루프)보다 훨씬 더 컴팩트하게 만듭니다.루프스틱의 방사 패턴은 다이폴 안테나와 동일하며, 페라이트 로드에 수직인 모든 방향에서 최대치를 가집니다.이 안테나는 중파 방송 대역과 낮은 주파수를 위해 만들어진 대부분의 휴대용 및 데스크탑 소비자용 AM 라디오에서 수신 안테나로 사용됩니다.[j]
- 소형 전송 루프
- 소형 송신 루프는 특히 송신에 최적화된, 주변이 반파보다 작은 루프 안테나입니다.다이폴 안테나보다 훨씬 작은 크기(폭이 ~10%에 불과함)로 인해 낮은 효율에도 불구하고 때때로 실행 가능한 선택이 됩니다.소규모 송신 루프는 대부분의 소규모 수신 루프보다 크기가 크게 만들어지며, 주변이 1/3~1/4파에 가깝기 때문에 일반적으로 낮은 효율을 최대한 활용할 수 있습니다. 이러한 이유로 부품도 브레이징 또는 용접을 통해 신중하게 접합되어 저항에 의한 손실을 줄일 수 있습니다.작은 송신 루프는 크기가 크기 때문에 작은 수신 루프의 날카로운 널(null)이 없기 때문에 방향 찾기에 매우 유용하지 않으며, 부피가 더 크기 때문에(대략 두 배 크기) 무선 검색에서 소형 루프만큼 편리하지는 않을 것입니다.[10]
작은 루프/페라이트 코어 안테나의 방사 패턴의 널(null)은 양방향이며, 루프 또는 선형 안테나 중 하나의 최대 전력의 방향보다 훨씬 더 날카롭습니다. 작은 루프의 널(null) 방향성은 큰 접시 안테나(퍼처 안테나)의 최대 방향성과 동등합니다.아래 참조).[citation needed]이는 신호원을 정확하게 찾기 위한 가장 강한 신호의 방향보다 작은 수신 루프의 널(null)의 방향을 더 유용하게 하고, 작은 루프/페라이트 코어 타입 안테나는 무선 방향 탐지(RDF)에 유용합니다.작은 루프의 널 방향을 이용하여 간섭 스테이션 또는 노이즈 소스에서 원하지 않는 신호를 배제할 수도 있습니다.[2][9][10]작은 수신 루프의 널 방향이 "날카로운" 것을 보장하기 위해 여러 가지 구조 기술이 사용됩니다. 여기에는 둘레를 1/10 파장, 또는 최대 1/4 파장으로 만드는 것도 포함됩니다.대신에, 작은 전송 루프의 주변은 일반적으로 낮은 효율을 개선하기 위해 가능한 한 크게, 1/3파까지, 또는 가능한 경우 1/2파까지 제작됩니다.
조리개
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NASA Cassegrain 포물선 통신 안테나, 호주8~12GHz의 X 대역을 사용합니다.매우 높은 이득 ~70dBi.
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마이크로파 혼 안테나 대역폭 0.8~18GHz
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밀리미터파 전파망원경에 사용되는 유전체 렌즈 안테나
조리개 안테나는 급전 안테나로부터의 전파를 특정 방향으로 유도하는 더 큰 3차원의 주변 구조 안에 내장된 작은 쌍극자 또는 루프 급전 안테나로 구성되며, 그 반대도 마찬가지입니다.유도 구조물은 종종 접시 모양 또는 깔때기 모양이며, 전파를 한 방향으로만 방출하기 위해 개구 또는 개구를 가진 파장에 비해 상당히 큽니다.외부 안테나 구조 자체는 공진이 없기 때문에, 일반적으로 공진인 내부 피드 안테나를 교체 또는 리튜닝함으로써 광범위한 주파수에 사용할 수 있습니다.
- 포물선
- 마이크로파 주파수 이상에서 가장 널리 사용되는 고이득 안테나.초점에 급전 안테나가 있는 접시 모양의 금속 포물선 반사판으로 구성되어 있습니다.안테나 유형 중 최대 60dBi의 가장 높은 이득을 얻을 수 있지만, 접시는 파장에 비해 크기가 커야 합니다.레이더 안테나, 점대점 데이터 링크, 위성 통신 및 전파 망원경에 사용됩니다.
- 경적
- 경음기 안테나는 도파관에 금속 경음기가 부착되어 있습니다.15~25dBi의 중간 이득을 가지는 단순한 안테나로, 레이더 건, 방사계, 포물선 접시의 공급 안테나 등의 용도로 사용됩니다.
- 슬롯
- 마이크로파를 방출하기 위해 하나 이상의 슬롯이 절단된 도파관으로 구성됩니다.선형 슬롯 안테나는 좁은 팬 모양의 빔을 방출합니다.UHF 방송 안테나 및 해상 레이더 안테나로 사용됩니다.
- 렌즈
- 렌즈 안테나는 유전체 층 또는 금속 스크린, 또는 다양한 두께의 다중 도파관 구조로 이루어진 피드 안테나의 전면에 형성되며, 이는 전파를 피드 안테나에 초점을 맞추어 굴절시키는 렌즈 역할을 합니다.
주행파
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Beverage 안테나를 보여주는 애니메이션.
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오스트리아 단파 방송국의 마름모꼴과 비슷한 사분면 안테나.수평 빔을 5-9 MHz, 100 kW로 방사
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위성 추적에 사용되는 4개의 축방향 나선 안테나 배열, 프랑스
지금까지 논의된 안테나와 달리, 이동파 안테나는 공진하지 않기 때문에 본질적으로 넓은 대역폭을 가지고 있습니다.[2][3](pp549–602)그것들은 일반적으로 공진 안테나에서와 같이 정상파를 형성하기 위해 앞뒤로 튕기는 대신 전압과 전류파가 한 방향으로 이동하는 다중 파장의 와이어 안테나입니다.헬리컬 안테나를 제외한 모든 안테나는 선형 편광을 가집니다.단방향 진행파 안테나는 한쪽 끝에 있는 저항기에 의해 종료되며, "옴마지"는 안테나의 특성 임피던스와 동일합니다.종단 저항기는 저항기를 향해 와이어를 따라 이동하는 파동을 흡수하고, 이로 인해 안테나는 저항기에서 벗어나 반대 방향으로 이동하는 파동만 수신하게 됩니다.이것은 이동파 안테나들이 송신 안테나들을 비효율적으로 만들지만, 수신을 위해 사용될 때, 원하는 신호를 보존하면서 입사되는 무선 잡음의 반을 제거합니다.
- 음료
- 가장 간단한 단방향 진행파 안테나.1~수 파장 길이의 직선 와이어로 구성되며 지면 근처에 매달려 있으며 한쪽 끝은 수신기에 연결되고 다른 쪽 끝은 특성 임피던스와 동일한 저항기(일반적으로 400~800 ωV)에 의해 종단됩니다.그것의 방사 패턴은 종단에서 떨어진 하늘에서 얕은 각도로 주엽을 가지고 있습니다.그것은 먼 거리에서 "스킵"하는 단파 통신에서 전리층에서 반사된 전파를 수신하는 데 사용됩니다.
- 롬빅
- 마름모 모양의 4개의 균등한 와이어 섹션으로 구성되어 있습니다.예각 모서리 중 하나에서 균형 잡힌 피드 라인에 의해 공급되고, 두 면은 다른 면에서 안테나의 특성 저항과 동일한 저항기에 연결됩니다.마름모의 끝에서 수평 방향으로 주엽을 가지고 있습니다.단파 대역에서 스카이웨이브 통신에 사용됩니다.
- 누출파
- 길이를 따라 연속적으로 방사되도록 슬롯 또는 구멍이 절단된 도파관 또는 동축 케이블로 구성된 마이크로파 안테나.
- 축 모드나선
- 반사 스크린 위에 장착된 나선 형태의 와이어로 구성되며, 전체 코일 길이는 적어도 1파장 이상입니다.일반적으로 15dBi의 이득을 얻으면서 끝에서 떨어진 빔에서 원편파를 방사합니다.안테나 크기가 가능한 VHF 및 UHF 주파수에서 사용됩니다.빔 축의 상대 회전에 둔감하기 때문에 원형 편광을 사용하는 위성 통신에 자주 사용됩니다.[k]훨씬 작은 "고무 덕키" 안테나(정상 모드 헬릭스)와 혼동하지 마십시오.[c]
등방성
등방성 안테나(등방성 방사체)는 모든 방향으로 동일한 신호 전력을 방사하는 가상 안테나입니다.구식 백열 전구는 종종 (열과 빛의) 거의 등방성 라디에이터의 예로 설명됩니다.역설적이게도, 가장 긴 차원에서 ~1/10 파장보다 짧은 모든 유형의 안테나는 등방성(대략)이지만 실제 안테나는 결코 등방성(정확히)이 될 수 없습니다.
정확하게 등방성인 안테나는 수학적 모델일 뿐이며 실제 안테나의 방향성 또는 이득을 계산하기 위한 비교의 기준으로 사용됩니다.어떤 실제 안테나도 완벽한 등방성 방사 패턴을 생성할 수 없지만, 등방성 방사 패턴은 유형에 관계없이 다른 안테나가 방사를 한 방향으로 투사할 수 있는 정도를 비교하는 "최악의 경우" 기준이 됩니다.
송신하거나 수신하는 파동의 길이가 안테나의 가장 긴 변의 몇 배를 넘어 증가하기 때문에 모든 단순한 안테나는 등방성에 점점 더 가까워집니다.거의 등방성 안테나는 여러 개의 작은 안테나를 결합하여 만들 수 있습니다.거의 등방성 안테나는 위성이 통신국으로 방향을 잃더라도 작동하기 때문에 전계 강도 측정, 다른 안테나를 테스트하기 위한 표준 기준 안테나 및 위성의 비상 안테나로 사용됩니다.
실제 존재하지 않는 등방성 안테나는 상당히 일반적인 전방향 안테나와 혼동해서는 안 됩니다.등방성 안테나는 모든 3차원에서 동일한 전력을 방출하는 반면, 전방향 안테나는 모든 수평 방향에서 동일한 전력을 방출하지만 수직으로 거의 또는 전혀 방출하지 않습니다.전방향 안테나의 방사 전력은 고도 각도에 따라 최대로 변화하며, 방향이 안테나의 수직 대칭축과 평행하게 증가함에 따라 감소합니다.모든 방향으로 동일하게 방사되는 등방성 안테나와는 달리, 파장이 증가하더라도 수직 방향으로 방사되는 안테나 유형이 여러 개 있습니다.
기타 안테나 종류
- 스네이크 안테나
- 지상 표면에 배치된 랜덤 와이어 안테나를 "스네이크 안테나"라고 하는데, 이 안테나는 특정 유형으로 명확하게 구분되지 않습니다.
- B.O.G. 안테나
- 종종 'B.O.G'(지상의 음료)라고 불리는 "스네이크 안테나"는 공급점의 반대쪽에 끝이 접지된 직선으로 놓여 있습니다.이 안테나는 이동파 안테나이며, 기술적으로 낮은 행잉 베버리지 안테나의 극단적인 예입니다.
- 랜덤 와이어 안테나
- 랜덤 와이어는 단파 및 AM 라디오 수신을 위해 설치된 전형적인 비공식 안테나입니다.높은 지지대 사이에 실외에 걸쳐 있거나 천장을 가로지르는 실내에 벽이나 지지대 사이를 따라 불규칙한 지그재그 패턴으로 흐르는 임의 길이의 와이어로 구성됩니다.와이어의 한쪽 끝은 리시버에 연결되어 있습니다.Moxon(1993)은 이를 "이상한 전선의 비트"라고 묘사했습니다.[7][page needed]
"무작위" 와이어의 모양과 길이는 사용 가능한 공간, 위치 및 상승된 부착 지점의 수, 와이어의 총 사용 가능한 길이가 어디까지 도달할 수 있는지에 따라 결정됩니다.계획된 방향으로 한 직선으로 배치되지 않으며, 일반적으로 특정(공진) 길이로 다듬어지지 않습니다.일반적으로, 랜덤 와이어 안테나는, 주파수 및 세그먼트 길이에 따라 상이한 방향으로, 각각의 와이어 세그먼트에 대해 상이한 각도로 여러 개의 로브를 갖는 복잡한 방사 패턴을 갖는다.
랜덤 와이어 안테나들은, 그들의 길이가 1/4파 이하인 경우에는 접힌 모노폴 안테나들의 하위 카테고리로서 임의로 포함되기도 하고, 또는 1/2파장 이상인 경우에는 접힌 엔드-피드 다이폴들로서도 포함됩니다.랜덤 와이어가 적어도 하나의 확장된 세그먼트를 1 내지 수 파장 길이의 직선으로 배치할 때, 그것은 대략 베버리지 안테나와 유사하게 동작하지만, 그것은 아마도 저항성 종단이 없기 때문에 그것의 가장 긴 세그먼트와 정렬된 두 개의 반대 방향으로 수신할 것입니다.음료처럼 단방향성이 있는 것 보다는.
메모들
- ^ 유사한 안테나로는 배트윙 안테나와 바이코닉 안테나가 있습니다.
- ^ 다중 쌍극자는 결합된 안테나를 단순한 두 암 쌍극자보다 더 넓은 대역으로 만듭니다.보타이 공급점으로부터 퍼져있는 복수의 와이어는 동일한 길이의 대향 쌍으로 연결되고, 각각의 쌍은 다른 쌍의 길이와 상이하며, 이는 팬 다이폴에 어느 하나의 다이폴 소자보다 더 넓은 범위의 공진을 제공합니다.기본적인 개념은 공급 전류가 대부분 공급되는 주파수에 가장 낮은 임피던스(최적의 일치)를 제공하는 와이어 쌍으로 자연스럽게 유입된다는 것입니다.각 공진 주파수의 대역폭이 겹치도록 여러 쌍의 쌍극자 쌍이 거의 동일한 길이를 가지면 복합 안테나는 어떤 쌍극자보다 더 넓은 연속적으로 일치된 대역폭을 보여줍니다.쌍극자 쌍의 길이가 더 크게 달라져서 공진 주파수 대역폭이 겹치지 않으면 팬 쌍극자는 한 쌍당 하나의 공진인 여러 개의 서로 다른 공진 주파수를 보여줍니다.
- ^ a b 축 모드 헬릭스에서 코일 와이어의 총 길이는 적어도 전체 파장이며, 직경이 큰 파장의 큰 부분인 몇 개의 넓은 와이어로 만들어집니다.반대로, 고무 덕키(normal mode helix)는 길이가 총 4분의 1 파장 이하인 와이어 부분으로 만들어진 작은 코일입니다. 이 코일은 와이어의 많은 좁은 회전을 가지고 있으며, 각각 직경의 작은 부분을 회전시킵니다.
- ^ 접힌 유니폴의 마스트와 그 주변의 스커트 와이어는 거대한 수직 동축 전송선을 형성하는데, 이는 통상적으로 사용되는 약 0.25km 길이의 중파에 비해 여전히 작습니다.중앙 돛대는 거대한 동축의 중심 도체이고, 스커트 와이어는 거대한 동축의 스키피 역할을 하며, 바깥쪽 방패를 지휘합니다.치마와 윗마스트를 연결하는 치마 윗면의 전선이 동축을 단락시켜 거대한 적재 스터브로 바뀝니다.스터브가 단락되고 4분의 1파 이하이기 때문에 공급점과 병렬로 유도 리액턴스를 추가합니다.유니폴 스커트가 없으면 언더 사이즈 마스트(4분의 1파 이하)는 성가신 정전 용량성을 나타내므로 스커트의 직경과 길이는 베어 마스트의 정전 용량성을 무력화할 수 있을 정도로 추가된 유도 저항성을 갖도록 구성됩니다.부가된 유도 리액턴스의 양은 부착점의 높이와 마스트의 상대적인 직경 및 그것을 둘러싼 스커트 와이어의 전체 컬럼의 상대적인 직경에 의해 결정됩니다.미세 조정의 경우 수정된 피드 포인트가 더 이상 리액턴스를 표시하지 않을 때까지 부착 포인트를 약간 위 또는 아래로 이동합니다.송신할 때 거대 스터브의 평행 전류는 서로의 복사를 상쇄하므로 전파에 관한 한 거대 스터브의 균형잡힌 전류는 보이지 않으며, 다른 불균형한 복사 전류는 공급점에서 돛대와 치마 양쪽으로 분리되어 구동됩니다.
- ^ a b 유사한 "물고기 뼈" 모양의 다중 요소 야기-우다 안테나와 로그 주기 안테나는 종종 혼동됩니다.
- ^ 야기-우다 안테나에서 공진에 비해 약간 긴 이른바 "기생충 요소"는 구동 요소의 신호를 거울과 유사하게 반사시켜 반사체라고 합니다.리플렉터는 일반적으로 배열의 마지막 요소이자 가장 긴 요소입니다.보통은 그 중에 하나밖에 없습니다.
- ^ 야기-우다 안테나의 사용 가능 대역폭은 일반적으로 몇 퍼센트에 불과하지만, 이러한 제한을 완화할 수 있는 보다 정교하고 복잡한 설계가 있습니다.[citation needed]
- ^ a b 반 루프 안테나는 이름이 헷갈릴 정도로 비슷하고 모양이 헷갈릴 정도로 비슷하지만 반 사각 배열 안테나와는 다릅니다.이들 사이의 가장 명확한 차이점은 반각형의 끝단이 지면과 DC 연결이 없다는 것이며(커패시티브하게 결합될 수 있음에도 불구하고) 접지 시스템은 선택적입니다. 끝단이 지면에 가까울 때 도움이 되지만 반각형의 끝단이 지면보다 훨씬 위에 있으면 생략될 수도 있습니다.반대로, 하프 루프의 각각의 단부는 접지 시스템에 단락되어야 하며, 접지 시스템(들)이 작동하기 위해서는 반드시 필요합니다.
- ^ 일반적인 "쿼드" 안테나 디자인은 반드시 전파 루프, 보통 두 개의 전파 루프로 만들어지므로 다른 구분이 필요하지 않습니다.
- ^ 예외적으로 차량용 라디오는 금속 차량 섀시 외부에 장착된 안테나가 필요하므로 AM 대역과 장파 수신을 차단합니다.
- ^ 나선형 안테나가 10번 이상 회전하면, 각각 전체 파장을 돌리면, 그것은 이동파 안테나의 한 형태입니다.회전 수가 몇 개(또는 한 개)에 불과하고 회전의 총 원둘레가 하나 또는 몇 개의 파장인 경우, 이는 일종의 대형 루프 안테나입니다.
참고문헌
- ^ — Bevelaqua, Peter J. "Types of antennas". Antenna-Theory.com. Archived from the original on 30 June 2015. Retrieved 28 June 2015. 피터 베벨라쿠아의 개인 웹사이트.
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- ^ Bevelaqua, Peter J. "Monopole Antenna". Antenna-Theory.com. Archived from the original on 15 June 2015.
- ^ Bevelaqua, Peter J. "Antenna arrays". Antenna-Theory.com. Archived from the original on 25 April 2017.
- ^ a b Moxon, Les A. (G6XN) (1993). HF Antennas for All Locations (2 ed.). Radio Society of Great Britain. ISBN 1-872309-15-1.
- ^ a b Severns, Rudy (N6LF) (1996). "Using the half-square antenna for low-band DXing". In Straw, R. Dean (N6BV); Roznoy, Rich (KA1OF) (eds.). ARRL Antenna Compendium. Vol. 5. Newington, CT: American Radio Relay League. pp. 35–44. ISBN 0-87259-562-5.
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