안테나

개요

교류 전류를 전자기파로 방사하여 송신하거나, 전자기파를 교류 전류로 유도해 수신하는 기구. '공중선'이라고도 한다.

주요 용어

• 임피던스(Impedance) : 전류가 흐를때 전기저항, 유도, 용량 성분에 의한 저항값. 접속한 도체의 임피던스가 다르면 교류전류가 온전히 통과하지 않고 일부 반사되어 버린다. 아마추어 무선통신용 임피던스는 50Ω으로 지정되어 있으며, 안테나도 50Ω으로 정합하여 사용한다. 영상용 임피던스는 75Ω이므로 방송용, CCTV용 장비나 케이블을 사용하지 않도록 하자.
• SWR(Standing Wave Ratio) : 실제 방사되는 전력 대비 원래 출력의 비를 나타낸 것. 임피던스 차이, 케이블 손실, 안테나 튜닝 상태, 장애물 등 여러 요소에 의해 결정된다 . 1에 가까울 수록 온전히 전파를 내보내는 것이고 무한대에 가까울수록 전파를 덜 내보내는 것이다. 안테나 주변에 장애물이 있으면 방사된 전파가 반사되어 안테나로 되돌아오므로 이 또한 SWR에 영향을 미친다. VSWR 환산표
• 지향성(Directivity) : 안테나가 평면상의 특정한 방향에 집중해 더 효과적으로 송수신하는 성질. 대신 지향하지 않은 방향은 덜 효과적이게 된다.
• 이득(Gain) : 안테나가 지향성을 가지면서 그 방향으로 얼마나 더 효과적으로 송수신하는지의 정도를 의미한다. 보통 이론상 전방향 안테나(Isotropic Antenna) 또는 이론상 다이폴 안테나를 기준으로 하며 단위는 각각 dBi, dBd 로 표시한다. dBi의 값에서 2.15를 빼면 dBd 값으로 변환된다.
• 소자(엘레먼트, Element) : 안테나에서 전력을 실제로 공중으로 보내거나 받아들이는 부분. 도체로 이루어져 있다.

방사 패턴에 따른 분류

방사 패턴에 따라 지향성, 무지향성으로 나뉜다.

무지향성 안테나

수평면을 기준으로 모든 방향으로 고르게 송수신하는 안테나를 말한다. 일반적으로 수평 도넛 형태의 방사패턴을 보인다.

예시

• 모노폴 안테나
  • 헬리컬 안테나
• GP안테나 : 모노폴과 다이폴의 중간 형태의 안테나.

지향성 안테나

수평면을 기준으로 특정 방향에 집중하여 송수신하는 안테나를 말한다. 다이폴은 8자(세로로 된 도넛), 야기는 원뿔 형태의 방사패턴을 보인다.
대체로 지향성이 강할수록 운용 대역폭이 좁다.

예시

• 다이폴 안테나
  • 루프 안테나
  • 야기-우다 안테나 : 일반적인 반파장 다이폴 안테나에 도파기, 반사기를 추가해 지향성을 높인 것. 도파기의 수가 많을수록 지향성 및 이득이 더욱 중가한다.
• 파라볼라 안테나 : GHz 단위 이상에서 사용한다.

소자에 따른 분류

• 휩 : 단순한 긴 막대형 소자. 쉽게 부러지지 않도록 탄성이 있는 경우가 많으며, 길이 단축을 위해 코일 형태로 말기도 한다.
• 텔레스코픽 : 휩의 일종이지만 망원경같은 구조로 길이를 쉽게 조절할 수 있는 안테나로, FM 라디오 수신기에서 흔히 볼 수 있다. 내구성이 다소 떨어진다.
• 와이어 : 다이폴 안테나에서 흔하며, 가볍고 휴대가 편리한 장점 때문에 긴 소자가 필요한 낮은 주파수에서 많이 쓰인다.