안테나(Antenna)의 개요 및 안테나의 종류

안테나(Antenna)의 개요 및 안테나의 종류

 

 

 

1. 안테나(Antenna)의 개요

"곤충의 촉각(the  feeler of an insect)"을 의미하는  라틴어에서 유래된 용어로서, 자유공간에서의 전자파신호를 전달하는 종단 장치이다.  송신용 안테나나 수신용 안테나도  그 기본원리는 같으나,  사용하는 주파수(파장)에 따라 모양이 여러 가지로 달라지는데, 수신 안테나의 가장 기본적인 것은 길이가 반파장의 도선 중앙에 수신기를 접속하는 것으로서 이러한 안테나를 반 파장 더블리트 안테나[다이폴 안테나]라고 한다.

< Fig01. 반 파장 다이폴 안테나 >

 

한편 안테나 길이는 5[%]정도 짧게 사용하는데 그 이유는 안테나의 도체에 퍼지는 전파의 속도가 대기중을 퍼지는 속도보다 느리다는 것과  말단효과(end effect)에 의해 약 5[%]의 단축율이 필요하기 때문이다.  TV전파와 같이 차지하는 대역폭이 6[㎒]나 될 경우에는 안테나의 길이를 중심 주파수에 동조하도록 설계하면 좋다. 안테나에는 전파복사에 유익한 저항이 포함되어 있으나 일반적으로 안테나의 중앙점에서 본 임피던스의 저항으로 복사저항이라 하며 그 값은 73.13Ω 이다.

 

 

2. 안테나의 종류

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1) 로드 안테나(Rod antenna)

휴대용 전자 제품에 많이 실용되고 있는 안테나로서 반 파장 더블리트 안테나의 변형이다. 복사 임피던스는 75Ω 이다.

 

2) 야기 안테나(Yagi antenna)

전방에 대해서만 감도가 좋고 좌우나 후방에 대해서는 감도가 낮고 지향성이 높다. 안테나는 복사기 외에 도파기, 반사기로 구성되어 있고 이들 개수에 따라 지향성이 예민하고, 이 소자(Element)의 개수에 따라서 몇 소자 안테나라 한다.

이 안테나는 1926년 일본의 야기 히데쓰구[八木秀次]에 의해 발명 하였다.

수신하고자 하는 전파 파장의 반이 되는 길이(100MHz이면 1.5m)의 쌍 극 안테나 앞뒤에 그보다 다소 짧은 길이의 금속봉을 약 1/4파장 간격을 두고 배치한 것인데, 지향성이 예민하다. 즉, 송신안테나로 사용할 때는 송신기의 출력을 한쪽으로 집중해서 복사할수 있고, 수신안테나로 사용할 경우는 한쪽 방향에 대해 예민한 감도를 갖는다. 텔레비젼 수신에 사용되는 안테나는 대부분 야기안테나의 원리를 응용한 것이다.

 

3) 파라보라 안테나(Parabola-Antenna)

접시 안테나라고도 한다. 금속판이나 망으로 회전 포물면경을 만들고 그 초점에 주 안테나를 놓았다. 반사경의 작용이 있으므로 그 축방향으로 강한 지향성을 가지고 있어 능률이 좋고 방해를 잘 받지 않는 특징이 있다. 따라서, 전파가 한쪽 방향으로 수렴되어 강하게 방사되기 때문에 텔레비전 중계와 같이 한 점에서 다른점으로 직선적으로 송신할 경우에 적합하다. 수신 안테나로 사용할 경우도 포물면경에 도래한 전파는 반사되어 초점 위치에 모이기 때문에, 안테나의 효율이 매우 좋다. 단, 송수신의 안테나가 서로 맞댈 필ㄹ요가 있다. 안테나 효율의 크고 적음은 반사면의 면적에 비례한다. 즉, 반사경의 크기가 전파의 파장보다 커야 하며, 이 안테나는 주로 마이크로파 영역에서 사용되고 국내통신이나 우주통신에도 사용된다.

< Fig02. 안테나의 종류 >