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무선통신

안테나 종류별 알아보기

by 엉뚱천재 2023. 11. 16.

 

안테나 종류는 여러 가지로 용도와 쓰임 목적에 따라 다양하게 사용되고 있습니다. 여기서는 간략하게 안테나의 종류와 기능에 대하여 간단히 알아보도록 하겠습니다.

1. Wire Antenna (와이어 안테나)
와이어 안테나는 일반인에게 친숙합니다. 건물, 자동차, 배, 항공기, 우주선 등 거의 모든 곳에서 볼 수 있기 때문입니다. 와이어 안테나에는 직선 와이어(이중극), 루프, 나선형 등 다양한 모양이 있습니다. 루프 안테나는 반드시 원형일 필요는 없습니다. 사각형, 정사각형, 타원형 또는 다른 형태를 취할 수도 있습니다. 원형 루프는 구성이 간단하여 가장 흔한 모양입니다. 

 직선 와이어(이중극): 가장 기본적인 형태로, 길이가 반 파장인 와이어로 구성됩니다. 이는 주로 무선 통신에서 사용되며, 주파수에 따라 길이가 조정됩니다.
루프 안테나: 와이어를 고리 형태로 구성한 안테나로, 주로 수평 또는 수직 방향으로 설치됩니다. 주파수에 따라 크기와 형태가 다양하며, 주로 근거리 통신이나 무선 LAN에서 사용됩니다.
나선형 안테나: 와이어를 나선 모양으로 구성한 안테나로, 주로 고주파 신호를 처리하는 데 사용됩니다. 나선형 안테나는 방향성이 뛰어나며, 주로 위성 통신이나 레이더 시스템에서 사용됩니다.

2. Horn Antenna (구형 안테나 (Horn Antenna)
고주파의 이용과 더욱 정교한 안테나 형태에 대한 요구가 증가함에 따라, 구형 안테나는 오늘날에는 과거보다 일반인에게 더 친숙할 수 있습니다.  이러한 종류의 안테나는 항공기 및 우주선에 매우 유용합니다. 왜냐하면 이들은 항공기 또는 우주선의 표면에 매우 편리하게 플러시 마운트 할 수 있기 때문입니다. 또한, 환경의 위험한 조건으로부터 보호하기 위해 유전체 재료로 덮을 수도 있습니다. 

플러시 마운트: 안테나를 표면에 평평하게 부착하는 기술을 말합니다. 이는 안테나를 외부 요소로부터 보호하고, 공기 저항을 최소화하기 위한 목적으로 사용됩니다.
고주파 신호 처리: 구형 안테나는 주로 고주파 신호를 처리하는 데 효과적입니다. 이는 주로 무선 통신이나 위성 통신에서 사용되며, 안테나의 구조 및 형태가 신호 처리 특성과 관련이 있습니다.

3. Reflector Antennas (반사판 안테나)
반사판 안테나는 수신 또는 송신 신호를 반사하여 전파의 방향을 집중시키는 역할을 합니다. 이러한 안테나는 위성 통신이나 레이더 시스템에서 널리 사용됩니다.

반사판: 안테나의 핵심 부분으로, 전파를 반사시켜 주파수를 집중시킵니다. 반사판의 크기와 형태는 주파수에 따라 다르며, 반사판의 곡률이 전파의 집중도에 영향을 줍니다.
피드 헌팅(Feed Horn): 반사판 안테나는 피드 헌팅이라는 부분을 통해 신호를 주고받습니다. 피드 헌팅은 안테나와 송수신 장치 간의 인터페이스 역할을 하며, 전파를 반사판으로 전송하거나 반사판에서 수신된 전파를 장치로 전달합니다.

4.Horn Antennas (혼 안테나)
혼 안테나는 전파를 방사하거나 수신하기 위해 사용되는 형태의 안테나입니다. 주로 광대역 통신이나 Microwave (초고주파) 연구에 사용됩니다.

5. Patch Antennas (패치 안테나)
패치 안테나는 평면 형태의 안테나로, 주로 무선 통신이나 블루투스 기기에서 사용됩니다. 낮은 프로파일과 간단한 설치가 가능하며, 안테나 배열에도 사용됩니다.

평면 안테나: 패치 안테나는 평면 형태로 설계되어 있으며, 주로 PCB(Printed Circuit Board)와 같은 표면에 부착됩니다. 이로 인해 낮은 프로파일과 간단한 설치가 가능합니다.
무선 통신 및 블루투스: 패치 안테나는 무선 통신이나 블루투스 기기에서 주로 사용됩니다. 이는 안테나의 작은 크기와 효과적인 신호 처리 능력 때문에 가능합니다.

6 Array Antennas (어레이 안테나)
어레이 안테나는 여러 개의 안테나 요소를 배열하여 더 강력한 방향성과 성능을 제공하는 안테나입니다. 주로 레이더 시스템이나 통신 시스템에서 사용됩니다.

안테나 요소: 어레이 안테나는 여러 개의 안테나 요소로 구성되며, 각 요소는 독립적으로 작동합니다. 안테나 요소의 수와 배열 방식에 따라 방향성과 빔 폭 등의 특성이 결정됩니다.
레이더 시스템 및 통신 시스템: 어레이 안테나는 레이더 시스템이나 통신 시스템에서 주로 사용됩니다. 이는 다중 신호 처리와 방향성 제어가 필요한 환경에서 효과적입니다.

7.Parabolic Antennas (파라볼릭 안테나)
파라볼릭 안테나는 반사판 모양의 안테나로, 매우 강력한 방향성과 수신 또는 송신 성능을 제공합니다. 위성 통신이나 텔레비전 안테나 등에서 주로 사용됩니다.

반사판의 곡률: 파라볼릭 안테나는 반사판의 곡률이 중요한 역할을 합니다. 이는 반사된 전파를 집중시켜 주파수를 집중시키는 데 사용됩니다.
위성 통신 및 텔레비전: 파라볼릭 안테나는 주로 위성 통신이나 텔레비전 안테나 등에서 사용됩니다. 이는 매우 강력한 방향성과 수신 또는 송신 성능을 제공하기 때문입니다.

 

지금까지 안테나의 종류와 각 안테나의 특성에 대하여 알아 보았습니다. 안테나는 무선통신에서 필수적인 요소입니다. 전문적으로 이해하려면 많은 전자기학 해석과 수학을 사용하고 요새는 많은 컴퓨터 3D EM시뮬레이터를 사용하여 먼저 성능을 검토하고 제작하여 사용하고 있습니다. 어레이 안테나나 주파주가 높은 밀리미터웨이브 안테나의 경우는 시뮬레이션 사용 없이 제작하기는 매우 어렵습니다.