안테나의 종류

알다시피, 안테나(Antenna)에는 아래와 같이 많은 형태가 존재한다. 그 중 우리가 쉽게 접하는 안테나들에 대하여 알아보자. 

• Biconical Antennas,
• Ceramic Antennas
• Chip Antennas
• DAS Antennas
• Dipole Antennas
• Directional Antennas
• Flexible Antennas
• GPS/GNSS Antennas
• Grid Antennas
• Helical Antennas
• Horn Antennas
• IOT Antennas
• Log Periodic Antennas
• Loop Antennas
• Monopole Antennas
• Omni-Directional Antennas
• Panel Antennas
• Parabolic Antennas
• Patch Antennas
• PCB Antennas
• Rubber Duck Antennas
• Sector Antennas
• Yagi Antennas

양극과 음극 전하를 진동시킬 수 있다면 안테나를 만들 수 있는데, 

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1. 반파장 다이폴 안테나(Half-wave Dipole)

 

가. 수평 반파장 다이폴 안테나 :

      - 구성요소가 지면과 평행한 안테나, 보통 HF에서의 교신과 VHF, UHF의 TV 방송에 많이 사용

나. 수직 반파장 다이폴 안테나

      - 구성요소가 지면과 수직 한 안테나, 보통 VHF, UHF에서의 교신에 많이 사용. 수평면에서 무지향성이다.

다. V형 반파장 다이폴 안테나

      - 구성요소가 V형을 이루고 있는 안테나, 임피던스가 50Ω이어서 특별한 MATCHING을 필요로 하지 않으며 설치 공          간이 작아도 되기 때문에 많이 이용됨.

 

반파장 다이폴 안테나

2. 수직 접지 안테나, 모노폴 안테나 (Monopole Antenna, Vertical Earth Antenna) :

안테나의 엘리먼트 중 하나를 접지한 형태의 안테나이다. 접지라는 것은 전기적인 위치 에너지가 0이 되도록 만드는 것을 의미한다. 지표면의 전기 에너지는 0이므로 보통 지표면에 연결하여 접지한다.
이렇게 접지를 하게 되면 그 엘리먼트가 존재하지 않아도 존재하는 것과 같은 효과가 발생한다. 그러므로 안테나는 파장의 1/4의 길이에 해당하는 엘리먼트 하나로 감소한다. 그러나 기본적으로는 수직 반파장 다이폴 안테나와 동일하다. 안테나의 엘리먼트와 평행한 면에서의 지향성은 반원 모양이며 수직한 면에서는 무지향성 모양이다. .안테나의 임피던스는 36Ω이다. 이 안테나는 매우 많은 무선기기에서 사용되고 있다. 저희 집에는 145MHz에서 수직 접지 안테나의 일종인 SLIM JIM 안테나도 사용해 보았다. 성능은 우수하다.

안테나 개요

로드 안테나

엘리먼트를 지표면에 접지한 안테나로서 휴대형 무선기기에 많이 이용된다. 사용자가 무선기기를 손에 잡게 되면 인체를 매개로 무선기기와 지표면이 연결됩니다.

 

GP (Ground Plane) 안테나

안테나를 높은 곳에 올릴 경우 지표면에는 접지할 수 없게 된다. 이 때에 전기적인 위치 에너지가 0인 금속판에 엘리먼트를 연결하면, 지표면에 접지한 것과 동일한 효과가 발생한다. 이러한 안테나를 GP 안테나라고 한다. 보통 금속판 대신에 방사상으로 전개된 여러개의 도체를 이용한다. 이러한 도체를 레디알 (RADIAL)이라고 하며 길이는 파장의 1/4이다.

 

다단 GP 안테나

GP 안테나를 수직으로 여러 개 쌓아올리게 되면 안테나의 이득이 증가한다. 이러한 안테나를 다단 GP 안테나라고 하며, 쌓아올린 엘리먼트의 개수가 단의 수를 결정한다. 예를 들어 5개의 엘리먼트를 쌓아올린 GP 안테나는 5단 GP 안테나이다.

 

 

3. 야기 안테나 (Yagi Antenna)

야기 안테나는 야기, 우노다 두 사람이 개발해낸 안테나이다. 이 안테나는 복사기, 반사기, 도파기로 구성되어 있다. 지향성은 도파기 방향으로 입체적인 지향성을 갖고 있다. 이 안테나는 TV 방송 수신용으로 매우 많이 사용되고 있어서 주변에서 쉽게 접할 수 있다. 임피던스는 25Ω입니다.

- 복사기 : 일반적인 반파장 다이폴 안테나다. 전파는 이 복사기에서 송신되거나 수신된다.

- 반사기 : 파장의 1/2의 길이보다 긴 도체이다. 복사기에서 발사된 전파를 반사한다. 그러므로 반사기의 뒤로는 전파가 발사되지 않는다. 보통 1개의 반사기를 사용한다.

- 도파기 : 파장의 1/2의 길이보다 짧은 도체이다. 복사기에서 발사된 전파를 강화시켜준다. 그러므로 도파기 방향으로 전파가 진행하게 되며 지향성도 이 방향으로 생성된다. 도파기의 개수가 증가할수록 지향성이 더욱 날카로와지고 이득이 증가한다.

- HB9CV 안테나 : 일반적인 2 엘리먼트 야기 안테나와 유사한 형태의 안테나이다. 그러나 야기 안테나와는 달리, 복사기 뿐만 아니라 반사기에도 전기 에너지가 공급되는 일종의 위상 배열 (PHASED ARRAY) 안테나이다. 2 엘리먼트 야기 안테나의 크기로서 3 엘리먼트 야기 안테나의 성능을 가지고 있으므로, 안테나를 설치할 공간이 협소한 무선국에서 많이 이용하고 있다.

 

4. 루프 안테나 (Loop Antenna) 

구성요소가 끝이 없이 루프 모양을 이루는 안테나이다. 구성요소가 이루는 루프의 길이는 1파장의 길이이다. 루프의 형태는 원형, 사각형, 삼각형 등의 여러 형태이며 필요에 따라 선택한다. 지향성은 8자 모양을 입체적으로 전개한 형태이다. 임피던스가 60Ω이다. 이 안테나는 여러 공진 주파수의 요소를 한 안테나에 설치할 수 있으므로 많이 이용되고 있다.

- 쿼드 안테나 : 이 안테나는 복사기, 반사기, 도파기로 구성됨. 지향성은 도파기 방향으로 입체적인 지향성을 갖고 있다.

- 복사기 : 일반적인 루프 안테나, 전파는 이 복사기에서 송신되거나 수신됩니다.

- 반사기 : 1파장의 길이보다 긴 루프 모양의 도체이다. 복사기에서 발사된 전파를 반사한다. 그러므로 반사기의 뒤로는 전파가 발사되지 않다. 보통 1개의 반사기를 사용.

- 도파기 : 1파장의 길이보다 짧은 루프 모양의 도체이다. 복사기에서 발사된 전파를 강화시켜준다. 그러므로 도파기 방향으로 전파가 진행하게 되며 지향성도 이 방향으로 생성된다. 도파기의 개수가 증가할수록 지향성이 날카로와지고 이득이 증가한다.

 

5. 기타 안테나

① 헬리칼 (HELICAL) 안테나

 

로딩 코일만으로 이루어진 나선형 안테나이다. 길이가 작아 휴대용 무선기기에 많이 사용된다. 그러나 이득은 매우 낮다.

② 로그 페리오딕 (LOG PERIODIC) 안테나

도파기 숫자가 매우 많은 야기 안테나의 형태와 비슷한 안테나이다. 넒은 범위의 주파수에 공진하므로 군사용, 외교 업무용으로 사용되고 있다.

③ 코너 리플렉터 (CORNER REFLECTER)안테나

일반적인 반파장 다이폴 안테나에 반사판을 설치한 안테나, 전체적인 크기가 작아도 날카로운 지향성을 얻을 수 있으므로 군사용으로 이용되고 있다.

④ 파라볼라 (PARABOLA) 안테나

일반적인 다이폴 안테나에 포물면 형태의 반사판을 설치한 안테나이다. 지향성이 극히 우수하며 마이크로파 대역의 주파수에서 사용되고 있다.

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