지상면

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안테나
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특성.
기술

전기공학에서 지면평면은 전기 전도성 표면으로 보통 전기 지면에 연결된다. 이 용어는 전기 공학의 별도 영역에서 두 가지 다른 의미를 가지고 있다. 안테나 이론에서 지상면은 송신기의 접지선에 연결되어 전파를 반사하는 표면 역할을 하는 지구와 같이 파장에 비해 큰 전도면이다. 인쇄회로기판에서 접지면은 전원공급기 접지단자에 연결된 보드의 동박의 넓은 면적을 말하며 보드의 다른 구성 요소에서 나오는 전류의 복귀 경로 역할을 한다.

라디오 안테나 이론

통신에서, 지상면은 다른 안테나 요소로부터의 전파를 반사하기 위해 안테나의 일부 역할을 하는 평평하거나 거의 평평한 수평 전도면이다. 비행기가 반드시 지면에 연결될 필요는 없다.[clarification needed] 지면도 형태와 크기는 이득을 포함한 방사선 특성을 결정하는 데 중요한 역할을 한다.

단극 안테나의 경우 지구는 아래로 향하는 전파를 반사하는 지상면 역할을 하므로 이미지 안테나에서 나오는 것처럼 보인다.

지면으로 기능하려면 전도 표면이 반경 내 전파의 4분의 1 이상의 파장(λ/4)이어야 한다. 방송용 안테나에 사용되는 돛대 방사기와 같은 저주파 안테나에서는 지구 자체(또는 소금 습지나 바다와 같은 물의 몸체)를 지상면으로 사용한다. 고주파 안테나의 경우 VHF 또는 UHF 범위에서 접지면을 더 작게 할 수 있으며 금속 디스크, 스크린 및 와이어를 접지면으로 사용한다. 상부 VHF와 UHF에서 자동차 또는 항공기의 금속 피부는 자동차로부터 투사되는 채찍 안테나의 지상면 역할을 할 수 있다. 마이크로스트립 안테나 및 인쇄된 단극 안테나에서 인쇄 회로 기판의 반대편에 있는 구리 호일 영역은 지면 역할을 한다. 지면이 연속 표면이 될 필요는 없다. 지상면 안테나 스타일의 채찍 안테나에서, "평면"은 4파형 채찍 안테나 베이스에서 방사되는 몇 개의 와이어로 구성된다.

지면으로부터 반사되는 안테나 소자의 전파는 지면 반대편에 위치한 안테나의 미러 이미지에서 오는 것으로 보인다. 단극 안테나에서 단극의 방사선 패턴에 가상의 "이미지 안테나"를 더하면 중앙에서 공급되는 두 가지 요소 쌍극 안테나로 나타난다. 그래서 이상적인 지면 위에 설치된 단극은 쌍극 안테나에 동일한 방사선 패턴을 가진다. 송신기나 수신기의 공급선은 단극 소자의 하단 끝과 지면 사이에 연결된다. 접지 평면은 전도성이 우수해야 하며, 접지 평면의 저항은 안테나와 직렬이며, 송신기에서 전력을 방출하는 역할을 한다.

인쇄 회로 보드

이 인쇄 회로 기판의 넓은 조명 영역은 접지면이다.

인쇄회로기판(PCB)의 접지면은 회로의 접지점에 연결된 구리 호일의 큰 영역 또는 층으로, 대개 전원 공급기의 한 단자가 된다. 그것은 많은 다른 구성 요소로부터 전류의 복귀 경로 역할을 한다.

접지 평면은 회로 트레이스가 점유하지 않는 PCB의 대부분의 영역을 커버하는 가능한 한 크게 만들어지는 경우가 많다. 다층 PCB에서, 그것은 종종 전체 보드를 덮는 별도의 층이다. 이는 회로 배치를 쉽게 하여 설계자가 추가 트레이스를 실행할 필요 없이 어떤 구성 요소도 접지할 수 있게 하는 역할을 한다. 접지해야 하는 구성 요소 리드는 보드의 구멍을 통해 다른 층의 지면까지 직접 배선된다. 또한 구리의 넓은 영역은 많은 구성 요소로부터 큰 복귀 전류를 큰 전압 강하 없이 전도하여 모든 구성 요소의 접지 연결이 동일한 기준 전위에 있음을 보장한다.

디지털 및 무선 주파수 PCB에서 대형 접지면을 사용하는 주된 이유는 접지 루프를 통한 전기적 노이즈와 간섭을 줄이고 인접 회로 트레이스 간 교차점화를 방지하기 위함이다. 디지털 회로가 상태를 전환하면 활성 장치(트랜지스터 또는 집적 회로)에서 접지 회로를 통해 큰 전류 펄스가 흐른다. 전원 공급기와 접지 트레이스에 상당한 임피던스가 있는 경우, 이 트레이스에서 전압 강하가 발생하여 회로의 다른 부분(접지 바운스)을 교란시킬 수 있다. 접지면의 큰 전도 영역은 회로 트레이스보다 임피던스가 훨씬 낮기 때문에 전류 펄스는 교란을 덜 일으킨다.

또한 인쇄 회로 트레이스 아래의 접지면은 인접한 트레이스 사이의 교차점을 줄일 수 있다. 두 개의 트레이스가 평행하게 달릴 때, 한 개의 전기 신호는 다른 하나의 트레이스를 연결하는 자기장 라인에 의해 전자기 유도를 통해 다른 신호와 결합될 수 있다. 이것을 크로스스토크라고 한다. 그 밑에 지상면 층이 있을 때, 그것은 추적과 함께 전송선을 형성한다. 반대 방향의 복귀 전류는 추적 바로 아래 지면을 통해 흐른다. 이것은 대부분의 전자기장을 추적 근처의 영역으로 제한하고 결과적으로 교차점을 감소시킨다.

전원 평면은 다층 회로 기판의 접지면에 추가하여 액티브 장치에 DC 전원을 분배하기 위해 자주 사용된다. 구리를 마주보는 두 영역은 커다란 평행판 디커플링 커패시터를 만들어 전원 공급을 통해 한 회로에서 다른 회로로 노이즈가 결합되는 것을 방지한다.

지상 평면은 때때로 쪼개졌다가 얇은 흔적들로 연결된다. 이를 통해 보드의 아날로그 섹션과 디지털 섹션 또는 증폭기의 입력과 출력을 분리할 수 있다. 얇은 궤적은 임피던스가 낮아 양쪽이 동일한 전위에 매우 근접하게 유지되는 동시에 한쪽의 접지 전류가 다른 쪽으로 결합되지 않도록 하여 접지 루프를 유발한다.

참고 항목

참조

Public Domain 이 문서에는 일반 서비스 관리 문서의 공용 도메인 자료가 포함되어 있다. "Federal Standard 1037C". (MIL-STD-188 지원)