ESA   Electrically Small Antenna   전기적 소형 안테나

1. 안테나 크기

  ㅇ 안테나 크기는, 다음 2가지 관점으로 언급됨
     - 전파의 송신/수신을 실효적으로 담아내고자 하는, 실효 개구 면적             ☞ 실효고 참조
     - 물리적 크기에 대한 근본적 한계를 정하고자 하는, 전기적 소형 안테나


2. 전기적 소형 안테나 (Electrically Small Antenna)

  ㅇ 파장 보다 그 크기가 훨씬 작은 안테나
     - 초창기 안테나는, 3천 m 이상의 파장을 사용하여, 매우 큰 크기에도 전기적 소형 안테나 임
     - 최근의 모바일 기기는, 2~3 GHz 정도의 높은 주파수를 이용하므로,
     - 15 ㎝ 이하의 매우 작은 크기에도 전기적 소형 안테나가 아님

     * 한편, 전기적 길이(Electric Length)라 함은,
        . 높은 주파수일 수록 짧은 파장이 됨으로, 그 파장에 근거한 길이를 말함
        . 즉, 실제 물리적 길이 L을 전파의 파장 λ으로 나눈 길이 : L/λ


3. 전기적 소형 안테나의 판단 기준

  ㅇ 대략, 파장의 1/10 (1/8 or 1/4) 이하의 크기가 작은 안테나 

  ㅇ 통상, 파장과 관련되어 안테나의 전기적 크기를 다음과 같이 원구(圓球) 내 있는지에 따라 결정함
     - 라디안 원구 (Radiansphere) : 안테나의 근거리장과 원거리장 사이의 경계 구분
     - 물리적 원구 (Antenna Sphere) : 안테나 전체 체적(평면 접지시 그 이미지까지 포함)에 상응
     - 전기적 소형 안테나의 조건
        . βr = 12 조건으로 제시된, 반경 r 인 가상의 라디안 원구 보다, 작은 안테나
        . 즉, βr ≤ 1  =>  r ≤ 1/β  =>  r ≤ λ/2π
           .. β : 파수, λ : 파장, r : 반경


4. 전기적 소형 안테나의 특징

  ㅇ 높은 안테나 저항성 손실과 높은 입력 임피던스
     - 매우 큰 안테나 리액턴스에 비해, 매우 작은 방사 저항

  ㅇ 다만, 방사패턴,지향성은, 안테나 크기(면적),주파수에 별 영향 받지 않음


5. 전기적 소형 안테나의 단점

  ㅇ 좁은 안테나 대역폭
     - 협대역 특성을 갖음

  ㅇ 낮은 안테나 효율
     - 낮은 방사 저항
     - 높은 안테나 손실 저항
     - 높은 안테나 리액턴스