1. 안테나 소개
그림 1에서 보는 바와 같이 안테나는 자유 공간과 전송선로 사이의 중간 구조입니다. 전송선로는 동축선이나 속이 빈 관(도파관) 형태일 수 있으며, 전자기 에너지를 음원에서 안테나로, 또는 안테나에서 수신기로 전송하는 데 사용됩니다. 전자는 송신 안테나이고, 후자는 수신 안테나입니다.안테나.
그림 1. 전자기 에너지 전송 경로
그림 1의 송신 모드에서 안테나 시스템의 전송은 그림 2와 같이 테브닌 등가 회로로 나타낼 수 있습니다. 여기서 소스는 이상적인 신호 발생기로, 전송선은 특성 임피던스 Zc를 갖는 선로로, 안테나는 부하 ZA로 표현됩니다[ZA = (RL + Rr) + jXA]. 부하 저항 RL은 안테나 구조와 관련된 전도 손실 및 유전 손실을 나타내고, Rr은 안테나의 방사 저항을, 리액턴스 XA는 안테나 방사와 관련된 임피던스의 허수 부분을 나타냅니다. 이상적인 조건에서는 신호 소스에서 생성된 모든 에너지가 안테나의 방사 능력을 나타내는 방사 저항 Rr로 전달되어야 합니다. 그러나 실제 응용 분야에서는 전송선과 안테나의 특성으로 인한 도체-유전체 손실뿐만 아니라 전송선과 안테나 사이의 반사(불일치)로 인한 손실이 발생합니다. 음원의 내부 임피던스를 고려하고 전송선로 손실 및 반사 손실(불일치 손실)을 무시하면, 공액 정합 조건에서 안테나에 최대 전력이 공급됩니다.
그림 2
전송선로와 안테나 사이의 임피던스 불일치로 인해, 인터페이스에서 반사된 파동은 음원에서 안테나로 입사하는 파동과 중첩되어 정재파를 형성합니다. 이는 에너지 집중 및 저장을 나타내는 전형적인 공진 소자입니다. 그림 2에서 점선은 전형적인 정재파 패턴을 보여줍니다. 안테나 시스템이 제대로 설계되지 않으면, 전송선로는 도파관 및 에너지 전송 장치로서의 역할을 하기보다는 에너지 저장 소자로만 작용할 수 있습니다.
전송선로, 안테나 및 정재파로 인한 손실은 바람직하지 않습니다. 선로 손실은 저손실 전송선로를 선택함으로써 최소화할 수 있으며, 안테나 손실은 그림 2에서 RL로 표시된 손실 저항을 줄임으로써 감소시킬 수 있습니다. 정재파를 줄이고 선로에 에너지가 축적되는 것을 최소화하려면 안테나(부하)의 임피던스를 선로의 특성 임피던스와 정합시켜야 합니다.
무선 시스템에서 안테나는 에너지를 수신하거나 송신하는 기능 외에도 특정 방향으로 방사되는 에너지를 증폭하고 다른 방향으로의 방사 에너지를 억제하는 기능을 수행해야 합니다. 따라서 안테나는 검출 장치로서의 역할뿐만 아니라 지향성 장치로서의 역할도 해야 합니다. 안테나는 특정 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 형태로 제작될 수 있습니다. 예를 들어, 전선형, 개구형, 패치형, 소자 집합체(어레이), 반사판, 렌즈 등이 있습니다.
무선 통신 시스템에서 안테나는 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 우수한 안테나 설계는 시스템 요구 사항을 줄이고 전반적인 시스템 성능을 향상시킬 수 있습니다. 대표적인 예로 텔레비전 방송 수신을 들 수 있는데, 고성능 안테나를 사용하면 수신 품질을 개선할 수 있습니다. 안테나는 통신 시스템에서 인간의 눈과 같은 역할을 합니다.
2. 안테나 분류
혼 안테나는 도파관 끝부분이 점차 넓어지는 원형 또는 직사각형 단면을 가진 평면형 마이크로파 안테나입니다. 가장 널리 사용되는 마이크로파 안테나 유형이며, 방사 패턴은 혼 개구부의 크기와 전파 방식에 따라 결정됩니다. 특히 혼 벽면이 방사에 미치는 영향은 기하학적 회절 원리를 이용하여 계산할 수 있습니다. 혼의 길이가 일정할 때, 혼 개구각이 증가함에 따라 개구부 크기와 위상차는 증가하지만, 이득은 개구부 크기에 따라 변하지 않습니다. 혼 안테나의 주파수 대역을 확장해야 하는 경우, 혼의 목 부분과 개구부에서의 반사를 줄여야 하는데, 개구부 크기가 커질수록 반사는 감소합니다. 혼 안테나는 구조가 비교적 간단하고 방사 패턴 또한 단순하여 제어가 용이합니다. 일반적으로 중지향성 안테나로 사용되며, 특히 넓은 대역폭, 낮은 측엽, 높은 효율을 갖는 포물선 반사판 혼 안테나는 마이크로파 중계 통신에 많이 사용됩니다.
RM-DCPHA105145-20(10.5-14.5GHz)
RM-BDHA1850-20(18-50GHz)
RM-SGHA430-10(1.70-2.60GHz)
2. 마이크로스트립 안테나
마이크로스트립 안테나의 구조는 일반적으로 유전체 기판, 방사체 및 접지면으로 구성됩니다. 유전체 기판의 두께는 파장보다 훨씬 얇습니다. 기판 하단의 금속 박막은 접지면에 연결되고, 전면에는 포토리소그래피 공정을 통해 특정한 형상의 금속 박막이 방사체로 형성됩니다. 방사체의 형상은 요구 사항에 따라 다양한 방식으로 변경할 수 있습니다.
마이크로파 집적 기술의 발전과 새로운 제조 공정의 등장으로 마이크로스트립 안테나의 개발이 촉진되었습니다. 기존 안테나와 비교했을 때, 마이크로스트립 안테나는 크기가 작고 무게가 가벼우며 두께가 얇아 설치가 용이할 뿐만 아니라, 집적화가 간편하고 비용이 저렴하며 대량 생산에 적합할 뿐 아니라 다양한 전기적 특성을 구현할 수 있다는 장점을 가지고 있습니다.
RM-MA424435-22(4.25-4.35GHz)
RM-MA25527-22(25.5-27GHz)
도파관 슬롯 안테나는 도파관 구조 내의 슬롯을 이용하여 전파를 방사하는 안테나입니다. 일반적으로 두 개의 평행한 금속판이 도파관을 형성하고 그 사이에 좁은 틈이 있는 구조로 이루어져 있습니다. 전자기파가 도파관의 틈을 통과할 때 공진 현상이 발생하여 틈 근처에 강한 전자기장이 생성되고, 이 전자기장이 전파를 방사하게 됩니다. 도파관 슬롯 안테나는 구조가 간단하여 광대역 및 고효율 방사가 가능하므로 마이크로파 및 밀리미터파 대역에서 레이더, 통신, 무선 센서 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다. 높은 방사 효율, 광대역 특성, 우수한 항간섭성 등의 장점을 가지고 있어 엔지니어와 연구자들에게 선호됩니다.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
이중원뿔형 안테나는 넓은 주파수 응답과 높은 방사 효율을 특징으로 하는 이중원뿔 구조의 광대역 안테나입니다. 이중원뿔형 안테나의 두 원뿔 부분은 서로 대칭을 이루며, 이러한 구조를 통해 넓은 주파수 대역에서 효과적인 방사가 가능합니다. 스펙트럼 분석, 방사 측정, EMC(전자파 적합성) 테스트 등의 분야에서 주로 사용되며, 우수한 임피던스 정합 및 방사 특성을 갖추고 있어 다양한 주파수 대역을 커버해야 하는 응용 분야에 적합합니다.
RM-BCA2428-4(24-28GHz)
RM-BCA218-4(2-18GHz)
나선형 안테나는 나선형 구조를 가진 광대역 안테나로, 넓은 주파수 응답 범위와 높은 방사 효율이 특징입니다. 나선형 코일 구조를 통해 편파 다중화 및 광대역 방사 특성을 구현하며, 레이더, 위성 통신 및 무선 통신 시스템에 적합합니다.
RM-PSA0756-3(0.75-6GHz)
RM-PSA218-2R(2-18GHz)
안테나에 대한 자세한 내용을 알아보려면 다음 웹사이트를 방문하세요.
게시 시간: 2024년 6월 14일
