Antenna   안테나, 공중선

1. 안테나 이란?
 
  ㅇ 가역성 소자  :  송신 및 수신이 동일 특성를 갖음
     - 도체에 전류를 흐르게 하면, 그 주위에 전자파가 방사됨  (송신)
     - 또한, 전자파가 전파되는 곳에 도체를 두면, 그 도체에 유도 전류가 흐름  (수신)

  ㅇ 회로와 공간을 연결  :  송수신 RF 회로 및 전송선로를 자유공간과 연결시켜주는 장치
     - (파동 관점)  전송선로 또는 도파관을 따라 진행하는 파(波)를, 자유공간 전자기파로써,
         . 효과적으로 방사 또는 수신하는 가역성 있는 일종의 에너지 변환 장치(Transducer)
     - (회로적 관점)  안테나는 전송선로 끝에 부착된 에너지 변환을 담당하는 부하 회로
     - (장의 관점)  공간 전자기장을 발생,수신하여 전송선로와 연결시켜주는 장치

  ㅇ 수동 소자  :  입력(급전)된 신호 보다 크게 보내지 못함
     - 신호의 증폭 이득이 아닌, 방향 집중성 이득을 말함   ☞ 지향성, 안테나 이득, 안테나 패턴 등 

  ㅇ 도체 및 유전체 구조로 됨
     - 방사 소자 : 도체(금속)로 이루어져, 안테나 전류 분포에 따라 전자기파가 발생함
     - 급전부 : 전송선로,도파관 등을 통해 안테나 방사 소자로 신호 전달
     - 반사판 및 지지 구조 등


2. 안테나에서 방사된 전자기파를 구하는 절차

  ㅇ 전자기파 원천  :  시변 전하 및 전류 분포
     -  따라서, 안테나 별로 안테나 전류분포를 알아야 함

  ㅇ 순서 절차  :  안테나 방사 전자기파를 구하는 일반적인 절차
     -  전류분포 J → 벡터자기퍼텐셜 A → 자기장 H → 전기장 E
         

  ㅇ 결국, 안테나 방사 전자기파를 구하는 문제는,
     -  `안테나 전류 분포`에 따른 `원역장의 방사 패턴`을 구하는 것과 같음


3. 안테나의 종류

  ㅇ 도선형 안테나 (wire antenna : 선 안테나)
     - 안테나 길이 및 여기 방법에 따라 방사 형태가 달라짐
        . 例) 다이폴안테나(전기쌍극자), 루프안테나(자기쌍극자), 헬리컬안테나 등

  ㅇ 개구형 안테나 (aperture antenna : 개구 안테나)
     - 도파관 끝 열려진 단면에서 공간으로 전자기파 방사 
        . 例) 혼 안테나 등

  ㅇ 반사형 안테나 (reflector antenna : 반사 안테나)
     - 반사기,렌즈 등에 의해 어떤 복사 특성을 강화시킴 
        . 例) 파라볼라 안테나 등

  ㅇ 배열 안테나  (array antenna)
     - 2 이상의 안테나 소자들을 동시에 사용하여 원하는 지향성(방사 패턴)을 얻음 
        . 例) 위상 배열 안테나 등

  ※ [참고] ☞ `안테나 분류` 참조


4. 안테나의 특성/파라미터/성능

  ※ ☞ 안테나 파라미터 참조
     - 안테나 이득 (절대이득 dBi, 상대이득 dBd)
     - 지향성/전방향성/등방성
     - 방사패턴
     - 빔폭 (HPBW 등)
     - 방사효율
     - 안테나 복사전력 (E.I.R.P, E.R.P)
     - 실효개구면적/실효고 (안테나 크기)
     - 안테나 편파 (선형편파, 원편파, 타원편파)
     - 안테나 임피던스
     - 안테나 대역폭  등

  ㅇ 안테나 측정 대상
     - 방사패턴, 안테나 이득, 편파 특성, 안테나 임피던스 등