안테나 편파: 안테나 편파란 무엇이며 왜 중요한가

그림 5: 수직 편파가 필요한 응용 프로그램의 경우, 안테나가 수신되는 위치에 따라 다이폴 안테나를 장착할 수 있습니다.

수직 편파는 응급 구조대원들이 사용하는 휴대용 이동 무전기와 같은 장비에 일반적으로 사용되는데, 이는 많은 수직 편파 무전기 안테나 설계가 전방향 방사 패턴을 제공하기 때문입니다. 따라서 무전기와 안테나의 방향이 바뀌더라도 안테나의 방향을 변경할 필요가 없습니다.

3~30MHz 고주파(HF) 안테나는 일반적으로 브래킷 사이에 수평으로 연결된 간단한 긴 전선으로 구성됩니다. 길이는 파장(10~100m)에 따라 결정됩니다. 이 유형의 안테나는 자연적으로 수평 편파됩니다.

이 대역을 "고주파"라고 부르는 것은 수십 년 전부터 시작되었다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 당시 30MHz는 실제로 고주파였습니다. 이러한 설명은 이제 시대에 뒤떨어진 것처럼 보이지만, 국제전기통신연합(ITU)의 공식 명칭이며 여전히 널리 사용되고 있습니다.

선호하는 편파는 두 가지 방법으로 결정될 수 있습니다. 하나는 300kHz~3MHz 중파(MW) 대역을 사용하는 방송 장비에서 단거리 신호를 더 강력하게 전달하기 위해 지상파를 사용하는 것이고, 다른 하나는 전리층 링크를 통해 더 먼 거리로 신호를 전달하기 위해 공중파를 사용하는 것입니다. 일반적으로 수직 편파 안테나는 지상파 전파 성능이 더 좋고, 수평 편파 안테나는 공중파 성능이 더 좋습니다.

원형 편파는 위성에 널리 사용되는데, 이는 위성의 지상국 및 다른 위성에 대한 상대적인 방향이 끊임없이 변하기 때문입니다. 송신 안테나와 수신 안테나 모두 원형 편파일 때 효율이 가장 높지만, 선형 편파 안테나도 CP 안테나와 함께 사용할 수 있지만, 편파 손실 계수가 존재합니다.

편파는 5G 시스템에도 중요합니다. 일부 5G 다중 입력/다중 출력(MIMO) 안테나 어레이는 가용 스펙트럼을 더욱 효율적으로 활용하기 위해 편파를 사용하여 처리량을 향상시킵니다. 이는 서로 다른 신호 편파와 안테나의 공간 다중화(공간 다이버시티)를 결합하여 달성됩니다.

이 시스템은 두 개의 데이터 스트림을 전송할 수 있는데, 이는 각 데이터 스트림이 독립적인 직교 편파 안테나로 연결되어 독립적으로 복구될 수 있기 때문입니다. 경로 및 채널 왜곡, 반사, 다중 경로 및 기타 결함으로 인해 일부 교차 편파가 발생하더라도 수신기는 정교한 알고리즘을 사용하여 각 원본 신호를 복구하여 비트 오류율(BER)을 낮추고 궁극적으로 스펙트럼 활용도를 향상시킵니다.

결론적으로
편파는 종종 간과되는 중요한 안테나 특성입니다. 선형(수평 및 수직 포함) 편파, 사선 편파, 원형 편파, 그리고 타원 편파는 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 안테나가 달성할 수 있는 종단간 RF 성능 범위는 상대적인 방향과 정렬에 따라 달라집니다. 표준 안테나는 서로 다른 편파를 가지며 스펙트럼의 다양한 영역에 적합하여 대상 응용 분야에 적합한 편파를 제공합니다.