1. 안테나 소개
안테나는 그림 1과 같이 자유 공간과 전송선로 사이의 전이 구조입니다. 전송선은 동축선이나 중공관(도파관) 형태일 수 있으며, 이는 전자기 에너지를 소스에서 안테나로, 또는 안테나에서 수신기로 전송하는 데 사용됩니다. 전자는 송신 안테나이고, 후자는 수신 안테나입니다.안테나.
그림 1 전자기 에너지 전달 경로
그림 1의 전송 모드에서 안테나 시스템의 전송은 그림 2에 표시된 것과 같이 테브난 등가로 표현됩니다. 여기서 소스는 이상적인 신호 발생기로 표현되고, 전송 선로는 특성 임피던스 Zc를 갖는 선로로 표현되며, 안테나는 부하 ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA]로 표현됩니다. 부하 저항 RL은 안테나 구조와 관련된 전도 및 유전 손실을 나타내는 반면 Rr은 안테나의 방사 저항을 나타내며 리액턴스 XA는 안테나 방사와 관련된 임피던스의 허수부를 나타내는 데 사용됩니다. 이상적인 조건에서 신호 소스에서 생성된 모든 에너지는 안테나의 방사 성능을 나타내는 데 사용되는 방사 저항 Rr로 전달되어야 합니다. 그러나 실제 응용에서는 전송 선로와 안테나의 특성으로 인한 도체-유전체 손실과 전송 선로와 안테나 사이의 반사(부정합)로 인한 손실이 있습니다. 소스의 내부 임피던스를 고려하고 전송선과 반사(부정합) 손실을 무시할 때, 공액 정합에서 최대 전력이 안테나에 제공됩니다.
그림 2
전송선과 안테나의 부정합으로 인해, 인터페이스에서 반사된 파동은 소스에서 안테나로 입사된 파동과 중첩되어 에너지 집중 및 저장을 나타내는 정재파를 형성하며, 이는 전형적인 공진 소자입니다. 그림 2의 점선은 일반적인 정재파 패턴을 보여줍니다. 안테나 시스템이 제대로 설계되지 않으면 전송선은 도파관 및 에너지 전송 장치보다는 에너지 저장 장치로 기능할 수 있습니다.
전송선, 안테나, 그리고 정재파로 인한 손실은 바람직하지 않습니다. 저손실 전송선을 선택하면 선로 손실을 최소화할 수 있으며, 그림 2에서 RL로 표현되는 손실 저항을 줄임으로써 안테나 손실을 줄일 수 있습니다. 안테나(부하)의 임피던스를 선로의 특성 임피던스와 일치시키면 정재파를 줄이고 선로의 에너지 저장량을 최소화할 수 있습니다.
무선 시스템에서 안테나는 에너지를 수신하거나 송신하는 것 외에도 특정 방향의 방사 에너지를 증폭하고 다른 방향의 방사 에너지를 억제하는 데 일반적으로 필요합니다. 따라서 안테나는 감지 장치 외에도 지향성 장치로도 사용되어야 합니다. 안테나는 특정 요구 사항에 따라 다양한 형태로 제공될 수 있습니다. 와이어, 개구부, 패치, 소자 조립체(어레이), 반사경, 렌즈 등이 있습니다.
무선 통신 시스템에서 안테나는 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 좋은 안테나 설계는 시스템 요구 사항을 줄이고 전반적인 시스템 성능을 향상시킬 수 있습니다. 대표적인 예로 텔레비전을 들 수 있는데, 고성능 안테나를 사용하면 방송 수신 성능을 향상시킬 수 있습니다. 통신 시스템에서 안테나는 사람의 눈과 같은 역할을 합니다.
2. 안테나 분류
혼 안테나는 평면 안테나로, 도파관 끝부분에서 점차 열리는 원형 또는 직사각형 단면을 가진 마이크로파 안테나입니다. 가장 널리 사용되는 마이크로파 안테나 유형입니다. 방사장은 혼의 개구 크기와 전파 방식에 따라 결정됩니다. 그중에서도 혼 벽이 방사에 미치는 영향은 기하 회절 원리를 이용하여 계산할 수 있습니다. 혼의 길이가 변하지 않으면 개구 크기와 2차 위상차는 혼의 개구각이 증가함에 따라 증가하지만, 이득은 개구 크기에 따라 변하지 않습니다. 혼의 주파수 대역을 확장해야 하는 경우, 혼의 목 부분과 개구부에서의 반사를 줄여야 합니다. 개구 크기가 증가함에 따라 반사는 감소합니다. 혼 안테나의 구조는 비교적 간단하며, 방사 패턴 또한 비교적 간단하고 제어하기 쉽습니다. 일반적으로 중지향성 안테나로 사용됩니다. 넓은 대역폭, 낮은 부엽, 높은 효율을 가진 파라볼라 반사형 혼 안테나는 마이크로파 중계 통신에 자주 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, 복사체, 그리고 접지면으로 구성됩니다. 유전체 기판의 두께는 파장보다 훨씬 얇습니다. 기판 하단의 금속 박막은 접지면에 연결되고, 특정 형상의 금속 박막은 포토리소그래피 공정을 통해 전면에 복사체로 제작됩니다. 복사체의 형상은 요구 사항에 따라 다양하게 변경될 수 있습니다.
마이크로파 집적 기술과 새로운 제조 공정의 발전은 마이크로스트립 안테나 개발을 촉진했습니다. 기존 안테나에 비해 마이크로스트립 안테나는 크기가 작고, 무게가 가벼우며, 두께가 얇고, 설계가 용이할 뿐만 아니라, 집적도가 높고, 비용이 저렴하며, 대량 생산에 적합하고, 다양한 전기적 특성이라는 장점을 가지고 있습니다.
RM-MA424435-22(4.25-4.35GHz)
RM-MA25527-22(25.5-27GHz)
도파관 슬롯 안테나는 도파관 구조의 슬롯을 이용하여 방사를 생성하는 안테나입니다. 일반적으로 두 개의 평행한 금속판으로 구성되어 있으며, 두 판 사이에 좁은 간격을 두고 도파관을 형성합니다. 전자기파가 도파관 틈을 통과하면 공진 현상이 발생하여 틈 근처에 강한 전자기장을 생성하여 방사를 생성합니다. 도파관 슬롯 안테나는 구조가 간단하여 광대역 및 고효율 방사를 구현할 수 있어 레이더, 통신, 무선 센서 등 마이크로파 및 밀리미터파 대역의 다양한 분야에 널리 사용됩니다. 높은 방사 효율, 광대역 특성, 우수한 간섭 방지 성능 등의 장점을 가지고 있어 엔지니어와 연구자들에게 선호되고 있습니다.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75~14.5GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
바이코니컬 안테나는 바이코니컬 구조의 광대역 안테나로, 넓은 주파수 응답과 높은 방사 효율을 특징으로 합니다. 바이코니컬 안테나의 두 원뿔 부분은 서로 대칭을 이룹니다. 이러한 구조를 통해 넓은 주파수 대역에서 효과적인 방사를 얻을 수 있습니다. 일반적으로 스펙트럼 분석, 방사 측정, EMC(전자파 적합성) 시험 등의 분야에 사용됩니다. 우수한 임피던스 정합 및 방사 특성을 가지며, 여러 주파수를 포괄해야 하는 응용 분야에 적합합니다.
RM-BCA2428-4(24-28GHz)
RM-BCA218-4(2-18GHz)
스파이럴 안테나는 나선형 구조를 가진 광대역 안테나로, 넓은 주파수 응답과 높은 방사 효율을 특징으로 합니다. 스파이럴 안테나는 나선형 코일 구조를 통해 편파 다이버시티와 광대역 방사 특성을 구현하며, 레이더, 위성 통신 및 무선 통신 시스템에 적합합니다.
RM-PSA0756-3(0.75-6GHz)
RM-PSA218-2R(2-18GHz)
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게시 시간: 2024년 6월 14일
