지향성 안테나
Directional antenna
지향성 안테나 또는 빔 안테나는 특정 방향으로 더 큰 전력을 방사하거나 수신하는 안테나로, 성능을 향상시키고 원치 않는 소스의 간섭을 줄입니다.지향성 안테나는 특정 방향의 방사 농도를 높여야 할 경우 다이폴 안테나(또는 일반적으로 전방향 안테나)보다 성능이 향상됩니다.
High Gain Antenna(HGA; 고게인 안테나)는 무선 신호의 [1]보다 정확한 타깃팅이 가능하도록 집속되고 좁은 방사선 빔 폭을 가진 지향성 안테나입니다.우주 [2]임무 중에 가장 흔히 언급되는 이 안테나들은 지구 전역에서 사용되고 있으며, 가장 성공적으로 전파를 [citation needed]방해할 산이 없는 평평하고 탁 트인 지역에서 사용되고 있다.반면 저이득안테나(LGA)는 넓은 방사선 빔 폭을 가진 전방향성 안테나로 산악지역에서도 신호가 상당히 잘 전파되므로 지형에 관계없이 신뢰성이 높아집니다.저이득 안테나는 우주선 내에서 고이득 안테나의 백업으로 자주 사용됩니다. 고이득 안테나는 훨씬 더 좁은 빔을 전송하기 때문에 신호가 [3]손실되기 쉽습니다.
실용적인 안테나는 적어도 어느 정도 방향성이지만, 일반적으로는 지구에 평행한 평면 내의 방향만 고려되며, 실용적인 안테나는 하나의 평면 내에서 쉽게 전방향성이 될 수 있다.가장 일반적인 유형은 야기 안테나, 로그 주기 안테나, 코너 리플렉터 안테나로,[citation needed] 이들은 자주 결합되어 가정용 TV 안테나로 판매된다.셀룰러 리피터는 종종 외부 지향성 안테나를 사용하여 표준 휴대폰에서 얻을 수 있는 것보다 훨씬 더 큰 신호를 제공합니다.위성 텔레비전 수신기는 보통 포물선 안테나를 사용한다.장파장 및 중파장 주파수의 경우 대부분의 경우 지향성 안테나로 타워 어레이가 사용됩니다.
작동 원리
송신시에, 고이득 안테나를 사용하면, 송신 전력을 수신측의 방향으로 보다 많이 송신할 수 있어 수신 신호 강도를 높일 수 있습니다.수신 시 고이득 안테나는 더 많은 신호를 캡처하여 다시 신호 강도를 높입니다.상호성으로 인해 이 두 가지 효과는 동일합니다. 즉, 송신 신호를 (등방성 라디에이터에 비해) 100배 더 강하게 만드는 안테나는 수신 안테나로 사용할 때 등방성 안테나보다 100배 더 많은 에너지를 포착합니다.지향성 때문에 방향성 안테나는 메인 빔 이외의 방향에서 송신하는 신호(및 수신하는 신호)도 적습니다.이 속성은 간섭을 줄이기 위해 사용할 수 있습니다.
고이득 안테나를 만드는 방법은 여러 가지가 있습니다.가장 일반적인 방법은 포물선 안테나, 헬리컬 안테나, 야기 안테나 및 모든 종류의 소형 안테나의 단계별 배열입니다.경음기 안테나는 높은 게인으로 구성될 수도 있지만, 흔하지는 않습니다.아레시보 천문대는 특정 주파수에서 극도로 높은 이득을 얻기 위해 (일반적인 포물선 반사체와 대조적으로) 거대한 구형 반사체와 라인 피드의 조합을 사용했다.
안테나 게인
안테나 게인은 모든 방향으로 균등하게 방사되는 가상의 안테나인 등방성 방사기와 관련하여 종종 인용됩니다.이 게인을 데시벨로 측정했을 때 dBi라고 합니다.에너지 보존에 따라 고이득 안테나는 좁은 빔을 가져야 합니다.예를 들어 고이득 안테나가 1와트 송신기를 100와트 송신기처럼 보이게 하는 경우 빔은 최대 100와트까지 커버할 수 있습니다.하늘의 1⁄100 (모든 방향으로 방사되는 에너지의 총량은 송신기 전력보다 커집니다만, 이것은 불가능합니다).즉, 고이득 안테나는 물리적으로 커야 합니다.회절 한계에 따라 빔이 좁을수록 안테나는 커져야 하기 때문입니다(파장 단위로 측정).
안테나 게인은 dBd 단위로 측정할 수도 있는데, 이는 반파 다이폴의 최대 강도 방향에 비해 데시벨 단위로 게인입니다.야기형 항공기의 경우 이는 시험 대상 항공기에서 예상할 수 있는 이득에서 모든 감독 및 반사체를 뺀 것과 거의 같다.dBi와 dBd를 혼동하지 않는 것이 중요합니다.dBi의 수치는 2.15dB만큼 차이가 나며, dBi의 수치는 더 높습니다.다이폴은 등방성 안테나에 대해 2.15db의 게인을 가지고 있기 때문입니다.
또한 게인은 요소의 수와 조정에 따라 달라집니다.안테나는 더 넓은 주파수 범위에서 공명하도록 튜닝할 수 있지만, 다른 모든 것이 동일하다면 안테나의 이득이 단일 주파수 또는 주파수 그룹에 튜닝된 것보다 낮다는 것을 의미합니다.예를 들어 광대역 TV 안테나의 경우, 특히 TV 송신 대역의 하부에서 이득의 저하가 크다.영국에서는 TV 대역의 하단 1/3을 그룹 A라고 합니다. 그룹화된 안테나를 동일한 크기/모델의 광대역 안테나와 비교하는 이득 그래프를 참조하십시오.
또한 조리개(안테나가 신호를 수집하는 영역, 거의 안테나 크기와 관련이 있지만 작은 안테나의 경우 페라이트 로드를 추가하면 증가 가능), 효율(이것도 크기에 따라 영향을 받지만 사용되는 재료의 저항률과 임피던스 매칭) 등의 다른 요인도 영향을 미칠 수 있습니다.이러한 요소는 안테나의 다른 기능을 조정하지 않아도 쉽게 개선되거나 방향성을 높이는 동일한 요소에 의해 개선되므로 일반적으로 강조되지 않습니다.
적용들
고이득 안테나는 일반적으로 심우주 탐사선의 가장 큰 구성 요소이며, 고이득 무선 안테나는 아레시보 천문대와 같은 물리적으로 거대한 구조물입니다.딥 스페이스 네트워크는 약 1cm 파장의 35m 접시를 사용한다.이 조합에 의해 안테나 게인은 약 100,000,000(일반적으로 측정되는 경우 80dB)으로, 타겟이 빔 내에 있는 경우 송신기는 약 1억 배, 수신기는 약 1억 배 더 강한 것처럼 보입니다.이 빔은 하늘의 최대 1억분의 1(10)을−8 커버할 수 있기 때문에 매우 정확한 포인팅이 필요합니다.
WPAN 게인에서 고게인 및 밀리파 통신을 사용하면 로컬 영역에서의 비간섭 전송 동시 스케줄링 가능성이 높아져 네트워크 throughput이 대폭 향상됩니다.다만, 동시 전송의 최적 스케줄링은 NP-Hard 문제입니다.[4]
갤러리
WOR, 뉴저지용으로 제조되어 뉴욕시와 필라델피아를 모두 대상으로 하는 방향성 AM 무선 송신기의 초기 예(1922년).
일리노이주 휘튼에 있는 그로테 리버의 사제 안테나(1937년)로 세계 두 번째 전파망원경이자 최초의 포물선 전파망원경
파라볼라 안테나 – 캘리포니아 모하비 사막의 Goldstone Deep Space Communications Complex에 있는 70m 안테나
보이저 2호 우주선.HGA(포물선 안테나)는 큰 그릇 모양의 물체이다.
알래스카에 있는 거대한 위상 배열 레이더
야기 우다 안테나왼쪽에서 오른쪽으로 붐에 장착된 요소를 리플렉터, 구동 요소, 디렉터라고 합니다.리플렉터는 피동 소자보다 약간(5%) 길고 디렉터는 약간(5%) 짧은 것으로 쉽게 식별할 수 있습니다.
![Holmdel Horn Antenna in Holmdel, New Jersey (1960s). Built to support the Echo satellite communication program,[5] it was later used in experiments that revealed the cosmic background radiation permeating the universe.[6]](/wiki/File:Horn_Antenna-in_Holmdel,_New_Jersey_-_restoration1.jpg)
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Zainah Md Zain; Hamzah Ahmad; Dwi Pebrianti; Mahfuzah Mustafa; Nor Rul Hasma Abdullah; Rosdiyana Samad; Maziyah Mat Noh (2020). Proceedings of the 11th National Technical Seminar on Unmanned System Technology 2019: NUSYS'19. Springer Nature. p. 535. ISBN 978-981-15-5281-6. 535페이지 발췌
- ^ Joseph A. Angelo (2014). Encyclopedia of Space and Astronomy. Infobase Publishing. p. 364. ISBN 978-1-4381-1018-9. 364쪽 발췌
- ^ "Low-gain antenna - Oxford Reference".
{{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항journal=(도움말) - ^ Bilal, Muhammad; et al. (2014). "Time‐Slotted Scheduling Schemes for Multi‐hop Concurrent Transmission in WPANs with Directional Antenna". ETRI Journal. 36 (3): 374–384. arXiv:1801.06018. doi:10.4218/etrij.14.0113.0703. S2CID 2285688.
- ^ Crawford, A.B. , D.C. Hogg and L.E. Hunt (July 1961). "Project Echo: A Horn-Reflector Antenna for Space Communication". The Bell System Technical Journal: 1095–1099. doi:10.1002/j.1538-7305.1961.tb01639.x.
{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크) - ^ "National Park Service: Astronomy and Astrophysics (Horn Antenna)". 2001-11-05. Archived from the original on 2008-05-12. Retrieved 2008-05-23.
