야기-우다 안테나

야기-우다 안테나(Yagi-Uda antenna) 또는 간단히 야기 안테나(Yagi antenna)는 두 개 이상의 평행 공진 안테나 요소로 구성된 지향성 안테나입니다.^[1] 이 요소들은 대개 반파 쌍극자 역할을 하는 금속 막대입니다.^[2] 야기-우다 안테나는 전송 선로를 통해 무선 송신기 또는 수신기(또는 둘 다)에 연결된 단일 구동 소자와 전기적 연결이 없는 추가 수동형 방사기로 구성되며, 일반적으로 하나의 소위 반사기와 임의의 수의 지향기를 포함합니다.^[2][3][4] 1926년 일본 도호쿠 제국대학의 우다 신타로(Uda Shintaro)에 의해 발명되었으며,^[5] 그의 상사 야기 히데츠구(Yagi Hidetsugu)가 그 역할을 덜 맡았습니다.^[5][6]

리플렉터 요소(일반적으로 하나만 사용됨)는 구동된 다이폴보다 약간 길고 의도된 전송 방향과 반대인 구동된 요소 뒤에 배치됩니다. 반면에, 디렉터는 조금 더 짧고, 구동되는 요소 앞에 의도된 방향으로 배치됩니다.^[4] 이러한 기생 소자들은 통상적으로 오프-튜닝된 단락된 다이폴 소자들로서, 즉 (구동된 소자와 같은) 공급점에서의 휴식 대신에 고체 로드가 사용됩니다. 그들은 정확한 길이에 의해 결정되는 다른 위상으로 구동되는 요소로부터 전파를 수신하고 재방사합니다. 그들의 효과는 구동되는 요소의 방사선 패턴을 수정하는 것입니다. 복수의 소자로부터의 파동은 단일 방향으로의 방사를 향상시키기 위해 중첩 및 간섭하여 안테나의 이득을 증가시킵니다.

빔 안테나^[4] 및 기생 배열이라고도 불리는 야기는 HF, VHF 및 UHF 대역의 지향성 안테나로 매우 널리 사용됩니다.^[3][4] 사용되는 요소의 수에 ^[3]따라 최대 20dBi의 중간에서 높은 이득과 최대 20dB의 전후비를 가지고 있습니다. 선형 편광^[3] 라디오파를 방사하며 일반적으로 수평 또는 수직 편광을 위해 장착됩니다. 비교적 가볍고, 저렴하고, 간단하게 제작할 수 있습니다.^[3] Yagi 안테나의 대역폭은 이득과 급전점 임피던스를 유지하는 주파수 범위로 중심 주파수의 몇 %에 불과하여 이득이 높은 모델의 경우 감소하므로 고정 주파수 응용에 이상적입니다.^[3][4] 가장 크고 잘 알려진 용도는 옥상 지상파 텔레비전 안테나이지만,^[3] 방송국과 라디오 아마추어의 점대점 고정 통신 링크,^[2] 레이더 ^[4]및 장거리 단파 통신에도 사용됩니다.^[2]

오리진스

안테나는 1926년 일본 도호쿠 제국대학의 우다 신타로에 의해 ^[5]발명되었으며, 그 역할은 야기 히데츠구에 의해 축소되었습니다.^[6][7]

그러나 야기라는 이름은 더욱 친숙해진 반면, 실제로 그 아이디어를 적용하거나 실험을 통해 개념을 정립한 우다의 이름은 생략되는 경우가 많습니다. 이는 야기가 우다의 사전^[5] 발표를 토대로 연구를 진행하고, 야기가 앞서 발표한 흡수 현상의 원리를 발전시켰기 때문으로 보입니다.^[8] 야기는 새로운 아이디어에 대해 우다의 이름이 없는 일본에서 특허 출원을 했고, 이후 영국의 마르코니 회사에 특허를 양도했습니다.^[9] 부수적으로 미국에서는 특허가 RCA Corporation으로 이전되었습니다.^[10]

야기 안테나는 제2차 세계 대전 중 일본, 독일, 영국, 미국에 의해 레이더 시스템에 처음으로 널리 사용되었습니다.^[7] 전쟁 후 그들은 가정용 텔레비전 안테나로서 광범위한 발전을 보았습니다.

묘사

시리즈의 일부
안테나
일반형 쌍극자 프랙탈 고리 모노폴 위성접시 텔레비전 채찍.
구성 요소들 발룬 블록업컨버터 동축케이블 대척점(접지계) 먹이다 급전선 저소음 블록 다운 컨버터 패시브 라디에이터 수신기 로테이터 스텁 송신기 튜너 쌍심
시스템들 안테나팜 아마추어 라디오 셀룰러 네트워크 핫스팟 시내 무선망 라디오 라디오 마스트와 타워 와이파이 무선
안전 및 규제 무선 장치 방사선 및 상태 무선 전자기기 및 상태 국제전기통신연합 (라디오 규정) 세계전파통신회의
방사선원/영역 보어라이트 초점운 지상면 주엽 근거리 및 원거리 필드 측엽 수직면
특성. 배열 이득 지향성 효율성. 전기장 등가 반지름 인자 프리스 전송 방정식 얻다 높이 방사패턴 복사저항 전파전파 전파 스펙트럼 신호대잡음비 스퓨리어스 방출
기술 빔 스티어링 빔 틸트 빔포밍 소세포 벨 연구소 레이어드 시공간(BLAST) MIMO(Massive Multiple Input Multiple Output) 재구성 스펙트럼 확산 광대역 우주 사업부 다중접속(WSDMA)
v t

야기-우다 안테나는 일반적으로 각각의 길이가 약 반파인 다수의 평행한 얇은 막대 소자로 구성됩니다. 종종 중앙을 따라 수직 크로스바 또는 "붐"에 지지됩니다.^[2] 일반적으로, 전송 선로의 한쪽 면에 각각 연결된 2개의 공선형 로드로 구성된 단일 다이폴 구동 요소와 가변 수의 기생 요소, 반사기 및 선택적으로 다른 쪽 면에 하나 이상의 디렉터를 포함하는 다이폴 구동 요소가 있습니다.^[2][3][4] 기생 소자는 전송선로에 전기적으로 연결되지 않고 수동 방사체 역할을 하여 방사 패턴을 수정하기 위해 전파를 재방사합니다.^[2] 요소 간의 일반적인 간격은 대략 다음과 같습니다. 1 ⁄ 10 ~ 1 ⁄4 파장은 구체적인 디자인에 따라 다릅니다. 디렉터는 구동 요소보다 약간 짧은 반면 반사기는 약간 더 깁니다.^[4] 방사선 패턴은 단방향이며, 축을 따라 주엽이 요소의 평면에 있는 요소와 수직으로, 방향자와 끝에서 떨어져 있습니다.^[3]

편리하게도 다이폴 기생 소자는 중앙에 노드(RF 전압이 0인 지점)가 있기 때문에 절연 작업을 방해하지 않고 해당 지점에서 전도성 금속 지지대에 부착할 수 있습니다.^[4] 일반적으로 안테나의 중앙 지지 붐에 볼트 또는 용접됩니다.^[4] 구동되는 요소의 가장 일반적인 형태는 중앙에 한 개의 급전 장치이므로 붐이 지지하는 곳에는 두 개의 절반이 절연되어야 합니다.

사용된 기생 요소의 수에 따라 이득이 증가합니다.^[4] 추가 반사기를 사용하면 이득 향상이 적으므로 일반적으로 하나의 반사기만 사용되지만 대역폭이 넓어지는 등 다른 이유로 더 많은 반사기를 사용할 수 있습니다. 야기스는 최대 40명의 이사로 지어졌습니다.^[3]

안테나의 대역폭은 한 정의에 따르면 최대 이득의 3dB(전력의 1/2) 이내의 이득을 가지는 주파수 대역의 폭입니다. 기본 형태의 Yagi-Uda 배열은 중심 주파수의 2-3%에 해당하는 매우 좁은 대역폭을 가지고 있습니다.^[4] 이득과 대역폭 사이에는 상충 관계가 있으며, 더 많은 요소가 사용됨에 따라 대역폭이 좁아집니다.^[4] 지상파 텔레비전과 같이 더 넓은 대역폭을 필요로 하는 애플리케이션의 경우, 야기-우다 안테나는 VHF 및 UHF 대역의 관련 부분을 커버하기 위해 일반적으로 삼각형 반사기 및 더 큰 직경의 전도체를 특징으로 합니다.^[11] 아래에 설명된 바와 같이 "트랩"을 사용하여 더 넓은 대역폭을 얻을 수도 있습니다.

아마추어 무선에 사용되는 야기-우다 안테나는 때때로 여러 대역에서 작동하도록 설계됩니다. 이러한 정교한 설계는 병렬 LC(인덕터 및 커패시터) 회로가 삽입되는 각 요소(양쪽)를 따라 전기적 파단을 일으킵니다. 이 소위 트랩은 더 높은 주파수 대역에서 소자를 절단하는 효과가 있어 길이가 대략 반파장이 됩니다. 낮은 주파수에서는 전체 요소(트랩으로 인한 나머지 인덕턴스 포함)가 반파 공진에 가까워 다른 야기-우다 안테나를 구현합니다. 두 번째 트랩 세트를 사용하여 "트리밴드" 안테나를 3개의 서로 다른 대역에서 공진시킬 수 있습니다. 타워 위에 안테나 및 회전기 시스템을 구축하는 관련 비용을 고려할 때, 3개의 아마추어 밴드를 위한 안테나를 하나의 유닛에 결합하는 것은 매우 실용적인 해결책입니다. 그러나 트랩의 사용은 개별 대역에서 안테나의 대역폭을 감소시키고 안테나의 전기 효율을 감소시키며 안테나에 추가적인 기계적 고려 사항(바람 부하, 물 및 곤충 유입)을 초래하기 때문에 단점이 없는 것은 아닙니다.

작동론

여기에 표시된 반사기, 구동 요소 및 단일 감독으로 구성된 야기-우다를 생각해 보십시오. 구동 요소는 일반적으로 1 ⁄2 λ 쌍극자 또는 접힌 쌍극자이며, 직접 여기(전기적으로 공급 라인에 연결됨) 구조의 유일한 부재입니다. 다른 모든 요소는 기생하는 것으로 간주됩니다. 즉, 구동되는 요소에서 받는 전력을 재방사합니다. 그들은 또한 서로 상호작용하지만, 이러한 상호 결합은 다음과 같은 단순화된 설명에서 무시되며, 이는 원거리 조건에 적용됩니다.

이러한 안테나의 작동에 대해 생각하는 한 가지 방법은 기생 요소를 중심에 유한 직경의 정상적인 쌍극자 요소로 간주하고 공급점에 단락 회로를 설치하는 것입니다. 로드된 수신 안테나에서 전류의 주요 부분은 중앙 구동 안테나에서와 같이 분배됩니다. 수동 쌍극자가 정확히 공진 주파수로 여기되면 안테나의 유효 길이에 비례하고 입사 전기장과 위상이 일치합니다.^[12] 이제 우리는 전류를 안테나의 (단락된) 포트에서 전력파의 소스로 상상합니다. 전송선로 이론에서 잘 알려진 바와 같이 단락은 입사 전압을 180도 위상을 벗어납니다. 따라서, 기생 소자의 동작을 전력을 공급받는 다이폴 소자의 중첩으로 모델링하여 전송선을 따라 매칭된 부하로 전송하고, 동일한 양의 전력을 전송선을 따라 안테나 소자를 향해 다시 전송하는 송신기로 모델링할 수도 있습니다. 전송된 전압파가 그 시점에서 수신된 파형과 180도 위상이 어긋나면 두 전압파의 중첩으로 0전압이 주어지는데, 이는 공급점에서 쌍극자를 단락시키는 것과 동일합니다(고체 소자로 그대로 만듭니다). 그러나 후진파의 전류는 입사파의 전류와 위상이 같습니다. 이 전류는 (패시브) 다이폴 소자의 재방사를 구동합니다. 어느 거리에서, 재조사된 전기장은 다이폴 안테나의 방사선장의 먼 장 성분에 의해 설명됩니다. 위상에는 전파 지연(전류와 관련)과 추가적인 90도 지연 위상 오프셋이 포함됩니다. 따라서, 재조사된 필드는 입사 필드에 대해 90도 지연 위상을 갖는 것으로 간주될 수 있습니다.

야기-우다 안테나에 포함된 기생 소자는 정확히 공진하지 않지만 1 λ2 ⁄보다 다소 짧거나 길기 때문에 소자의 전류 위상이 구동되는 소자로부터의 여기에 대해 수정됩니다. 1 ⁄2 λ보다 긴 이른바 반사기 소자는 유도 리액턴스를 갖는데, 이는 전류의 위상이 수신 필드에 의해 유도되는 개방 회로 전압의 위상보다 지연됨을 의미합니다. 따라서 위상 지연은 90도보다 크며, 반사체 요소가 충분히 길게 만들어지면 위상 지연이 180도에 접근하는 것으로 상상될 수 있으므로, 입사파와 반사체에 의해 재방출되는 파동은 전방 방향으로 파괴적으로 간섭합니다(즉, 구동된 요소에서 수동 요소 쪽으로 바라볼 때). 반면, 1 ⁄2 λ보다 짧은 디렉터 소자는 전류에 비해 지연되는 전압 위상과 용량성 리액턴스를 갖습니다. 따라서 위상 지연은 90도보다 작으며, 디렉터 요소가 충분히 짧게 만들어지면 위상 지연이 0에 가까워지고 반사기에 의해 재방출되는 파동과 입사파가 전방 방향으로 건설적으로 간섭하는 것으로 상상할 수 있습니다.

후방 방향에서도 간섭이 발생합니다. 이 간섭은 피동 소자와 피동 소자 사이의 거리에 의해 영향을 받는데, 이는 입사파(피동 소자에서 피동 소자로)의 전파 지연과 재방사파(피동 소자에서 피동 소자로)의 전파 지연을 고려해야 하기 때문입니다. 효과를 설명하기 위해 지향체와 반사체의 재방출에 대해 각각 0도와 180도 위상 지연을 가정하고 구동 요소와 수동 요소 사이의 1/4 파장의 거리를 가정합니다. 이러한 조건에서 감독자에 의해 재방출되는 파동은 구동되는 요소가 방출하는 파동을 역방향(수동 요소에서 멀어지는 방향)으로 파괴적으로 간섭하고 반사기에 의해 재방출되는 파동은 건설적으로 간섭합니다.

실제로 수동 쌍극자 소자의 위상 지연은 0도와 180도의 극값에 미치지 못합니다. 따라서, 소자들은 구동 소자에 의해 방사되는 전파와 기생 소자에 의해 재방사되는 전파가 모두 안테나의 전면에 동위상으로 도달하도록 정확한 길이와 간격을 부여받으므로, 이들은 중첩 및 가산되어 순방향으로 신호 세기를 증가시킵니다. 즉, 반사체 요소에서 전방파의 볏이 방출되는 것처럼 반사체 요소에서 전방파의 볏이 피동 요소에 도달합니다. 이 파동들은 그 요소에서 파동의 볏이 방출되는 것처럼 첫 번째 감독 요소에 도달합니다. 역방향의 파동은 파괴적으로 간섭하여 상쇄되므로 역방향으로 방사되는 신호 세기가 작습니다. 따라서 안테나는 안테나의 전면(디렉터 끝)에서 단방향 전파 빔을 방사합니다.

분석.

위의 정성적 설명은 기생 요소가 다른 방향의 희생으로 구동 요소의 복사를 한 방향으로 향상시킬 수 있는 방법을 이해하는 데 유용하지만, 재방출파의 추가적인 90도(선행 또는 후행) 위상 이동 가정은 타당하지 않습니다. 일반적으로 수동 소자의 위상 이동은 훨씬 작습니다. 또한 패시브 복사기의 효과를 높이기 위해 피동 요소에 가깝게 배치하여 1차 복사의 상당 부분을 수집하고 재방출할 수 있어야 합니다.

• 
  안테나 작동 방식. 각 요소에서 나오는 전파는 위상 지연과 함께 방출되므로, 앞 방향(위)으로 방출되는 개별파는 위상이 맞는 반면, 반대 방향으로 방출되는 파동은 위상이 어긋납니다. 따라서, 전방파는 함께 증가하여(건설적 간섭) 해당 방향의 전력을 향상시키는 반면, 후방파는 서로를 부분적으로 상쇄하여(파괴적 간섭) 해당 방향으로 방출되는 전력을 감소시킵니다.
• 
  구동 요소(좌측)와 지향 요소(우측)만을 사용한 두 요소 야기-우다 배열의 순방향 이득 그림. 구동 요소에서 나오는 파동(녹색)은 패시브 디렉터의 전류를 자극하여 특정 위상 이동을 갖는 파동(파란색)을 재방사합니다(텍스트의 설명 참조, 치수는 텍스트의 숫자에 따라 조정되지 않음에 유의하십시오). 이러한 파동(아래)의 추가는 순방향으로 증가하지만 역방향으로 부분적인 취소로 이어집니다.

구동 소자와 디렉터만을 사용한 Yagi-Uda 배열의 보다 사실적인 모델이 첨부된 다이어그램에 나와 있습니다. 구동되는 요소(녹색)에 의해 생성된 파동은 전후 방향 모두로 전파됩니다(다른 방향은 표시되지 않음). 감독자는 시간이 약간 지연된 파동을 수신합니다(후에 역방향 계산에 중요한 약 45°의 위상 지연에 해당함). 디렉터의 길이가 짧아지기 때문에 디렉터에서 발생하는 전류는 위상이 향상됩니다(약 20°). 입사장과 관련하여 전자기장을 방출하고, 전자기장은 이 전류를 90°만큼 지연시킵니다. 순효과(net effect)는 원장(파란색)이 방출하는 파동으로 약 70°(20° - 90°)입니다. 구동 요소(녹색)와 관련하여, 이 특별한 설계에서 지체. 이러한 파동은 개별 파동보다 다소 큰 진폭을 가진 순방향 파동(아래, 오른쪽)을 생성합니다.

반대로, 두 요소 사이의 간격(2회 통과하는 위상 지연의 약 45°)에 의한 디렉터(파란색)로부터의 파동의 추가 지연은 약 160°(70° + 2 × 45°)가 되도록 합니다. 구동 요소의 파동과 위상이 어긋납니다(녹색). 이 두 파동의 순 효과는 (아래, 왼쪽) 추가될 때 부분 취소입니다. 따라서 감독의 위치와 더 짧은 길이의 조합은 구동(반파 쌍극자) 요소의 양방향 응답이 아닌 단방향 응답을 얻었습니다.

수동형 방사체가 구동 쌍극자에 가까이(파장 거리의 1/4 미만) 배치될 때, 이 방사체는 원거리의 경우와 마찬가지로 위상 대 거리 관계가 전파 지연에 의해 제어되지 않는 근거리 필드와 상호 작용합니다. 따라서 주 방사 소자에서 완전히 분리된 파동의 연속적인 수집 및 재방출 모델로는 구동 소자와 수동 소자 사이의 진폭 및 위상 관계를 이해할 수 없습니다. 대신 두 안테나 소자는 예를 들어 구동 소자의 자기 임피던스(또는 방사 저항)가 수동 소자에 의해 강하게 영향을 받는 결합된 시스템을 형성합니다. 이러한 시스템을 완전히 분석하려면 요소 간의 유한 간격과 근거리 결합 효과로 인한 전파 지연을 암묵적으로 고려하는 쌍극자 요소^[14] 간의 상호 임피던스를 계산해야 합니다. 우리는 전압 V와_j 전류 I가 흐르는 중심에_j 공급점이 있는 원소 번호 j를 모델링합니다. 그러한 두 요소를 고려할 때, 상호 임피던스 Z를_ij 사용하여 전류의 관점에서 각 공급점의 전압을 기록할 수 있습니다.

${\displaystyle V_{1} = Z_{11}I_{1}+Z_{12}I_{2}}$

${\displaystyle V_{2}=Z_{21}I_{1}+Z_{22}I_{2}}$

Z와₁₁ Z는₂₂ 단순히 다이폴의 일반적인 구동점 임피던스이므로 반파 소자의 경우 73 + j43옴입니다(또는 구동 소자의 경우 일반적으로 원하는 대로 약간 더 짧은 경우 순수하게 저항). Z와₁₁ Z는 원소의 길이 차이로₂₂ 인해 반응 성분이 상당히 다릅니다. 호혜성 때문에 우리는 Z = Z를 알고 있습니다. 이제 어려운 계산은 수치적인 해결책이 필요한 상호 임피던스 Z를₂₁ 결정하는 데 있습니다. 이는 첨부된 그래프의 다양한 간격에서 두 개의 정확한 반파 쌍극자 요소에 대해 계산되었습니다.

그러면 시스템의 해결책은 다음과 같습니다. V와₁ I가₁ 송신기에서 공급되는 전압과 전류가 되도록 구동 요소를 1로 지정합니다. 기생 요소는 2로 지정되며, "공급점"에서 짧아지기 때문에 V = 0이라고 쓸 수 있습니다. 위의 관계식을 이용하면 I를 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

${\displaystyle 0=V_{2}=Z_{21}I_{1}+Z_{22}I_{2}}$

이러저러한

$22$$I_{1$

이것은 구동되는 소자의 전류 I에₁ 의해 기생 소자에 유도되는 전류입니다. 또한 구동 소자의 공급점에서 전압 V를₁ 위의 식을 이용하여 풀 수 있습니다.

${\displaystyle {\begin{aligned}V_{1}&=Z_{11}I_{1}+Z_{12}I_{2}=Z_{11}I_{1}-Z_{12}{Z_{21} \over Z_{22}}\,I_{1}\\&=\left(Z_{11}-{Z_{21}^{2} \over Z_{22}}\right)I_{1}\end{align}}$

우리가 Z = Z를 대체한 곳입니다. 이 시점에서 전압 대 전류의 비율은 2 요소 야기의 구동점 임피던스 Z입니다_dp.

${\displaystyle Z_{dp}=V_{1}/I_{1}=Z_{11}-{Z_{21}^{2} \over Z_{22}}}$

구동 요소만 존재하는 경우 구동점 임피던스는 단순히₁₁ Z였지만, 기생 요소가 존재함으로써 수정되었습니다. 그리고 위에서 계산한 I에 대한₁ I의₂ 위상(및 진폭)을 알면 이 두 요소에 흐르는 전류로 인한 복사 패턴(방향의 함수로서 이득)을 결정할 수 있습니다. 두 개 이상의 소자를 가진 이러한 안테나의 솔루션은 동일한 라인을 따라 진행되며, 구동되는 소자를 제외한 모든 소자에 대해 각 V = 0을 설정하고 각 소자의 전류(및 공급점의 전압 V)를 해결합니다. 일반적으로 상호 커플링은 기본 라디에이터의 임피던스를 낮추는 경향이 있으므로 접힌 다이폴 안테나가 자주 사용되는데, 이는 수동 소자와의 커플링에 의해 일반적인 50~75 Ohm 범위로 감소하는 복사 저항이 크기 때문입니다.

설계.

Yagi-Uda 안테나는 다음과 같은 물리적 매개변수 사이의 복잡한 관계로 인해 설계하기 위한 간단한 공식이 없습니다.

• 요소 길이와 간격
• 원소 지름
• 성능 특성: 게인 및 입력 임피던스

그러나 위와 같은 종류의 반복 분석을 사용하면 주어진 매개 변수 집합의 성능을 계산하고 (아마도 일부 제약 조건에 따라) 이득을 최적화하기 위해 조정할 수 있습니다. 요소 야기-우다 안테나의 경우 조정해야 할 2n - 1개의 파라미터(요소 길이 및 상대 간격)가 있으므로 이 반복 분석 방법은 간단하지 않습니다. 위에 표시된 상호 임피던스는 λ/2 길이 요소에만 적용되므로 정확도를 높이기 위해 이들을 다시 계산해야 할 수도 있습니다.

실제 안테나 요소를 따른 전류 분포는 고전적인 정상파의 일반적인 가정에 의해서만 대략적으로 주어지며, 다른 전도체를 고려한 Hallen의 적분 방정식의 해가 필요합니다. 언급된 모든 상호 작용을 고려할 때 이러한 완전한 정확한 분석은 다소 압도적이며 사용 가능한 안테나를 찾는 경로에서 근사치는 피할 수 없습니다. 결과적으로, 이러한 안테나들은 종종 시행착오의 요소를 사용한 경험적 설계이며, 종종 자신의 직감에 따라 수정된 기존 설계에서 시작됩니다. 결과는 직접 측정 또는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있습니다.

후자의 접근 방식에서 사용된 잘 알려진 참고 문헌은 미국 국가 표준국(NBS)(현재의 국가 표준 기술 연구소)에서 발간한 보고서로, 400 MHz에서 수행된 측정에서 파생된 6가지 기본 설계와 이러한 설계를 다른 주파수에 적용하기 위한 절차를 제공합니다.^[16] 이러한 디자인과 이로부터 파생된 디자인을 "NBS 야기스"라고 부르기도 합니다.

인접한 디렉터 사이의 거리를 조정하여 방사 패턴의 백 로브를 줄일 수 있습니다.

역사

야기-우다 안테나는 1926년 일본 센다이 도호쿠 ^[5]제국대학의 우다 신타로가 도호쿠 제국대학의 야기 히데쓰구의 지도를 받아 발명했습니다.^[6] 야기와 우다는 웨이브 프로젝터 지향성 안테나에 대한 첫 보고서를 발표했습니다. 야기는 개념의 증명을 보여주었지만, 공학적인 문제들은 기존의 시스템들보다 더 어려운 것으로 증명되었습니다.^[17]

야기는 1928년 일본의 단파 연구에 대한 조사 기사에서 안테나에 최초의 영어 참조를 발표했고 그것은 그의 이름과 연관되게 되었습니다. 그러나 원래 우다에게 모호한 표현이었던 개념을 제공한 야기는 항상 현재 실용화로의 축소로 인식될 디자인에 대한 우다의 주요 기여를 인정했으며, 신규성을 고려하지 않을 경우 안테나의 적절한 이름은 위와 같이 야기-우다 안테나(또는 배열)입니다.

야기는 단순성과 방향성 때문에 제2차 세계 대전 동안 공중 레이더 세트에 처음으로 널리 사용되었습니다.^[17][18] 그것이 일본에서 발명되었음에도 불구하고, 많은 일본의 레이더 기술자들은 부분적으로 육군과 해군 사이의 경쟁 때문에 전쟁이 끝날 때까지 그 디자인을 알지 못했습니다. 일본 군 당국은 싱가포르 전투 이후 '야기 안테나'를 언급한 영국 레이더 기술자의 메모를 포착하면서 이 기술을 처음 인지하게 됐습니다. 일본 정보관들은 이런 맥락에서 야기가 일본식 이름이라는 사실조차 인식하지 못했습니다. 질문을 받았을 때, 기술자는 그것이 일본인 교수의 이름을 딴 안테나라고 말했습니다.^{[19][20][N 1]}

수평편광배열은 다양한 종류의 제2차 세계대전 항공기에서 볼 수 있는데, 특히 해상초계기나 야간전투기에 종사하는 종류는 각 날개의 하단면에 흔히 설치됩니다. 그러한 장비를 종종 휴대하는 두 가지 유형은 다음과 같습니다.

그루먼 TBF 어벤저 항공모함 기반 미 해군 항공기와 장거리 초계 해상 비행기의 통합 PBY Catal. P-61의 볼과 많은 제2차 세계 대전 항공기의 코뿔에 수직으로 편광된 배열을 볼 수 있습니다. 특히 리히텐슈타인 레이더가 장착된 독일 융커스 Ju 88R-1 전투기와 영국 브리스톨 보파이터 야간 전투기 및 쇼트 선덜랜드 비행선의 예를 볼 수 있습니다. 실제로, 후자는 코와 꼬리, 그리고 선체의 맨 위에 거대한 회전된 방어 무장 외에도 등에 배열된 안테나 요소가 매우 많습니다. 독일 항공병들에 의해 "날아다니는 호저" 또는 "날아다니는 호저"라는 별명이 붙었습니다.^[21] 1943-44년의 실험적인 모겐슈테른 독일 AI VHF 대역 레이더 안테나는 6개의 분리된 쌍극자 요소로 구성된 90° 각도의 야기 안테나로부터 "이중 야기" 구조를 사용하여 항공기 코에 있는 원뿔 모양의 고무로 덮인 합판 래돔에 배열을 맞추는 것이 가능했습니다. 모겐스턴의 안테나 요소의 극단적인 끝이 라돔 표면에서 돌출되어 있으며, NJG 4 Ju 88G-6이 리히텐슈타인 SN-2 AI 레이더에 사용됩니다.^[22]

제2차 세계 대전 이후, 텔레비전 방송의 등장은 VHF 대역의 루프탑 텔레비전 수신을 위한 야기-우다 디자인의 광범위한 적응을 동기화했고, 또한 프린지 지역의 FM 라디오 안테나를 위한 것이기도 했습니다. 주요 단점은 야기의 대역폭이 본질적으로 좁다는 것이었고, 결국 매우 넓은 대역의 로그 주기 쌍극자 배열(LPDA)을 채택함으로써 해결되었습니다. 그러나 LPDA에 비해 야기의 높은 이득은 여전히 최고의 프린지 수신을 요구하며, 매우 복잡한 야기 디자인과 다른 안테나 기술과의 결합은 광대역 TV 대역에서 작동할 수 있도록 개발되었습니다.

야기-우다 안테나는 1995년에 IEEE 마일스톤으로 선정되었습니다.^[10]

참고 항목

• 안테나(라디오)
• 안테나 어레이
• 수치 전자기학 코드
• 무선방향탐지기
• 무선방향찾기

메모들

참고문헌

인용

서지학

• 브라운, 루이 (1999). 제2차 세계대전의 레이더 역사: 기술적, 군사적 명령. CRC 누르기. ISBN 0-7503-0659-9
• S. Uda, "단파의 고각 방사" IRE 절차, vol. 15, pp. 377–385, 1927년 5월.
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외부 링크

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