와이어 안테나 : 설계, 작동, 유형 및 용도

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안테나는 무선 전자기 신호를 송수신하는 데 사용되는 금속 장치로, 이 신호는 일부 정보를 나타냅니다. 라디오는 주로 무선 통신용으로 설계되어 마이크로웨이브 및 라디오 신호를 모두 방송합니다. 일반적으로 안테나는 다양한 크기와 모양으로 제공됩니다. 안테나를 사용하는 이유는 여러 가지가 있지만 주된 이유는 신호나 데이터를 전송하는 간단한 방법을 제공하기 위해서입니다. 다른 안테나 유형 다음과 같이 사용 가능 야기 우다 , 조리개, 반사경, 와이어 안테나 등. 이 기사에서는 다음과 같은 안테나 유형 중 하나에 대해 설명합니다. 와이어 안테나 – 응용 프로그램 작업.


와이어 안테나 정의

와이어 안테나는 지상에 매달린 긴 와이어를 포함하는 일종의 무선 안테나입니다. 안테나의 전선이 신호를 포착하여 더 멀리 방사합니다. 이 안테나에서 와이어 안테나 길이는 파장과 관련이 없습니다. 전선은 단순히 안테나의 튜너를 통해 송신기 또는 수신기에 연결되어 신호를 송수신합니다. 이 안테나는 설치 및 휴대가 용이하여 잘 알려져 있습니다. 와이어 안테나 다이어그램은 아래와 같습니다.



  와이어 안테나
와이어 안테나

와이어 안테나 설계

긴 와이어 안테나의 구성은 이 와이어 안테나의 길이가 λ/2의 배수이기 때문에 간단합니다. 일반적으로 λ/2 또는 λ/4 길이를 갖는 안테나는 다음과 같이 알려져 있습니다. 반파장 다이폴 안테나 . 그러나 길이가 λ/2보다 큰 안테나는 긴 와이어 안테나 . 따라서 긴 와이어가 있는 안테나의 길이는 반파장의 배수로 간주됩니다. 따라서 긴 와이어가 있는 안테나의 길이는 (L = n λ/2)로 주어진다.

  와이어 안테나 설계
와이어 안테나 설계

이러한 전선은 수직 또는 수평으로 배열되지만 방향은 때때로 지면과 관련하여 엉성합니다. 이 안테나에 대한 외부 자극은 급전선 전체에 제공되며 여기서 급전선은 끝, 중앙 또는 와이어 길이의 중간에 간단히 제공됩니다.



여기서 와이어 안테나의 편파는 접지에 대한 안테나의 방향으로 표시됩니다. 피드 포인트의 위치는 로브의 방향을 나타냅니다. 이 간단한 와이어 안테나 구조에서는 송신국과 수신국 사이에 간단한 도선이 끝에서 끝까지 연결됩니다. 따라서 두 끝 사이의 직접 긴 와이어 연결은 전송 스테이션의 신호를 허용하고 나머지 끝에서 신호를 얻을 수 있도록 신호를 방출합니다.

와이어 안테나는 어떻게 작동합니까?

긴 와이어가 있는 안테나는 여러 반파 쌍극자의 조합입니다. 따라서 작동 원리는 반파장 다이폴 안테나와 동일합니다. 따라서 이러한 안테나의 길이는 반파장에 비해 더 큽니다. 따라서 긴 도선이 단순히 입력 전압에 의해 여기되면 전하 캐리어는 적용된 신호의 절반을 기준으로 표류합니다. 신호의 전반부가 적용되면 전하 캐리어에 인력이 발생하고 음의 반주기가 사용되면 전하 캐리어에 반발이 발생합니다. 따라서 전도체에서 이 전하 캐리어의 누적 작용은 불안정한 전기장을 생성합니다. 따라서 신호는 긴 와이어 안테나를 통해 다른 쪽 끝에서 이러한 방식으로 방사됩니다.

  PCBWay

와이어가 긴 안테나는 반파장 길이에 비해 더 길다. 긴 와이어 안테나의 길이가 늘어나면 지향성도 좋아집니다. 그것은 긴 와이어가 있는 안테나의 경우에 주목할 만합니다. 작동 주파수가 가장 낮은 경우 일반적으로 길이를 반파장으로 간주하고 끝에서 외부 급전을 제공합니다.

와이어 안테나 유형

이러한 안테나는 서로 다른 유형으로 분류되며 각 유형은 아래에서 설명합니다.

짧은 다이폴 안테나

와이어 안테나의 단순한 형태는 짧은 다이폴 안테나입니다. 이것은 신호 또는 데이터가 센터 내에서 공급되는 개방 회로입니다. 이 안테나에서 '단'이라는 용어는 안테나 크기를 의미하는 것이 아니라 기본적으로 상대 파장입니다. 이 안테나에는 한쪽 끝이 개방 회로이고 나머지 끝이 AC 소스에 의해 공급되는 두 끝이 있습니다. 이 안테나의 주파수 범위는 3KHz ~ 30MHz이므로 주로 저주파 수신기에 사용됩니다.

  짧은 다이폴 안테나
짧은 다이폴 안테나

다이폴 안테나

다이폴 안테나는 전기 전도성 와이어를 포함하는 RF 안테나의 가장 중요한 형태 중 하나이며 그렇지 않으면 최대 선호 파장 길이의 절반을 로드합니다. 와이어 또는 막대는 절연체를 통해 중앙에서 분할되며 중앙의 모든 끝은 일반적으로 동축 케이블에 대한 발룬을 통해 급전선에 간단히 연결됩니다.

  다이폴 안테나
다이폴 안테나

이러한 안테나는 다양한 무선 통신에 광범위하게 사용됩니다. 이 안테나는 설계가 매우 간단하며 RF 스펙트럼의 고주파, 초고주파 및 초고주파 섹션에서 작동합니다. 자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오. 다이폴 안테나 .

루프 안테나

루프 안테나는 다른 안테나에 비해 무선 신호를 더 효율적으로 수신하는 일종의 와이어 안테나입니다. 이들은 전기를 적게 사용하고 넓은 범위의 주파수(300MHZ ~ 3GHz)에서 작동하기 때문에 다른 안테나보다 더 효율적인 안테나로 간주됩니다. 이 안테나의 성능은 주로 디자인, 배치 등과 같은 다양한 요인에 따라 달라집니다.

  루프 안테나
루프 안테나

루프 안테나에서 와이어의 굽힘은 원형, 삼각형, 직사각형 및 타원형과 같은 다양한 모양을 형성할 수 있습니다. 이 안테나는 매우 간단하고 다목적이며 저렴하므로 UHF 송신기로 사용되는 송신기 위치 감지를 위한 RFID 장치에 사용되는 광범위한 애플리케이션에 사용되며 라디오 수신기 내에서 HF파를 수신하는 데 사용됩니다.

반파 다이폴 안테나

작동 주파수에서 쌍극자 길이가 파장의 절반인 쌍극자 안테나 유형을 반파장 쌍극자 안테나라고 합니다. 이것은 Hertz 안테나라고도 하는 매우 유명한 다이폴 안테나입니다.

  반파 다이폴 안테나
반파 다이폴 안테나

이 안테나는 송신 및 수신 응용을 위한 간단한 공진 구조를 가지고 있습니다. 이러한 안테나는 서로 다른 복잡한 안테나를 설계하는 데 도움이 되기 때문에 모든 안테나 모양의 기본 요소입니다. 이 안테나의 작동 주파수 범위는 3kHz ~ 300GHz입니다.

반파장 다이폴 안테나는 주로 라디오 및 TV 수신기에 사용됩니다. 이 안테나를 다른 종류의 안테나와 함께 사용하면 뛰어난 성능을 발휘합니다.

접힌 다이폴 안테나

접힌 다이폴 안테나는 두 개의 도체를 포함하는 안테나의 한 유형입니다. 이 컨덕터는 두면에서 간단하게 연결되고 원통형 폐쇄 형태를 형성하기 위해 접힙니다. 쌍극자 길이는 파장의 절반입니다. 따라서 반파 접힘 다이폴 안테나로 알려져 있습니다. 이 폴디드 다이폴 안테나의 주파수 범위는 3KHz ~ 300GHz이며 TV 수신기에서 가장 자주 사용됩니다.

  접힌 쌍극자
접힌 쌍극자

모노폴 안테나

모노폴 안테나는 일반적으로 전압원을 통해 안테나 베이스에서 공급되는 단일 도체를 포함하는 무선 송신 안테나입니다. 이 안테나는 일반적으로 수직으로 장착되고 신호 송수신 모두에 일반적으로 사용되는 매우 간단한 단일 와이어 안테나입니다. 그래서 이것들은 방송이나 통신용으로 사용됩니다. 모노폴 안테나는 하위 RFID 대역(2.2~2.6GHz), 중간 RFID 대역(5.3~6.8GHz) 및 상위 RFID 대역(8.7~9.5GHz)에서 작동합니다.

  모노폴 안테나
모노폴 안테나

헬리컬 안테나

헬리컬 안테나는 안테나의 모양이 헬릭스이기 때문에 헬릭스 안테나라고도 하는 와이어 안테나의 한 종류입니다. 이 안테나의 주파수 범위는 약 30MHz – 3GHz입니다. 따라서 이 헬리컬 안테나는 VHF 및 UHF 범위에서 작동합니다.

  헬리컬 안테나
헬리컬 안테나

헬리컬 안테나는 VHF 신호 송수신에 사용되며 위성 및 우주 탐사선 통신에 사용되며 전파 천문학에는 달과 지구 간의 통신을 설정합니다. 자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오. 헬리컬 안테나 .

광대역 쌍극자

광대역 다이폴 안테나는 주로 단거리 및 중거리 회로에 뛰어난 성능을 제공하는 와이어 안테나 유형 중 하나입니다. 더 낮은 주파수의 단거리 통신 기반 회로의 경우 이 안테나의 방사 패턴은 높은 이륙 각도를 갖습니다. 마찬가지로 더 높은 주파수의 중거리 통신 기반 회로의 경우 이 안테나의 방사 패턴은 더 낮은 이륙 각도를 갖습니다.

  광대역 쌍극자
광대역 쌍극자

클로버잎 안테나

클로버리프 안테나는 원형으로 편파된 와이어 안테나의 일종으로 이 안테나의 방사 패턴은 다이폴 안테나와 동일합니다. 이 안테나는 주로 병렬로 연결되고 원형 편파를 얻기 위해 특정 방식으로 꼬인 최소 3개 또는 4개의 프레임을 포함합니다.

  클로버잎 안테나
클로버잎 안테나

와이어 안테나의 이득

그만큼 안테나 이득 이론적 안테나와 비교하여 어떤 방향으로든 더 적게 또는 더 많이 방출하는 안테나의 기능입니다. 이 게인은 단순히 안테나가 특정 방향으로 신호를 전송하거나 수신할 수 있는 정도를 나타냅니다. 유선 안테나의 이득은 다음과 같습니다.

짧은 다이폴의 경우 1.5(1.76dBi)이고

반파장 다이폴은 1.64(2.15dBi)까지 상승합니다. 자세한 내용을 보려면 여기를 클릭하십시오. 안테나 이득.

장점과 단점

그만큼 와이어 안테나의 장점 다음을 포함하십시오.

  • 이 안테나의 구조는 간단합니다.
  • 이 안테나는 만족스러운 이득과 지향성을 제공합니다.
  • 이 안테나는 날카로운 지향성 패턴을 가지고 있습니다.
  • 이것들은 비싸지 않습니다.
  • 낮은 수직 각도에서는 단순히 방사선에 초점을 맞춥니다.
  • 전체 길이가 λ/2 미만이 아닌 모든 주파수 범위에서 방사됩니다.

그만큼 와이어 안테나의 단점 다음을 포함하십시오.

  • 낮은 주파수에서 다이폴 안테나는 큰 크기를 나타냅니다.
  • 루프 안테나는 이득이 낮고 조정하기 어렵고 매우 협대역입니다.
  • 헬리컬 안테나 크기는 부피가 크고 가까운 물체에 의해 매우 쉽게 디튜닝됩니다.
  • 와이어 안테나는 더 나은 결과를 얻기 위해 적절한 매칭 시스템이 필요합니다.
  • 이러한 안테나에는 매칭 시스템 또는 튜너 장치가 필요합니다.

애플리케이션

그만큼 와이어 안테나의 응용 다음을 포함하십시오.

  • 와이어 안테나는 단파, 중파 및 장파 대역에서 수신 안테나로 널리 사용됩니다.
  • 이 안테나는 구조가 단순하기 때문에 점대점 장거리 통신에 사용됩니다.
  • 이 안테나는 선박, 우주선, 건물, 자동차, 위성, 미사일, 마이크로웨이브 통신 및 매우 높은 이득 애플리케이션에 사용됩니다.

따라서 이것은 와이어의 개요입니다. 안테나 – 작동 응용 프로그램과 함께. 와이어 안테나의 예는 다음과 같습니다. 다이폴 안테나, 헬릭스 안테나, 모노폴 안테나 및 루프 안테나. 안테나의 기능은 무엇입니까?