안테나 종류 - Wikiwand

이 문서는 무선 수신 또는 송신 시스템에 사용되는 여러 다양한 안테나 유형에 대한 문서이다. 안테나는 일반적으로 전기적 작동 방식에 따라 범주화된다. 아래의 분류 및 하위 분류는 대부분의 안테나 공학 교과서에서 사용되는 분류를 따른다.^[1]^[2]^[3]^[4]^:{{{1}}}

안테나 분류 및 문서 섹션 구성

이 섹션은 이 문서의 다음 섹션과 하위 섹션을 해당 섹션이 나타나는 순서대로 나열하는 개요이다. 각 안테나 그룹은 일반적으로 사용되는 전기 작동 원리에 따라 함께 분류된다. 각 안테나 그룹이 모두 동일한 방식으로 작동하는 측면이 적어도 하나 있다. 아래 목록은 이 문서의 부분을 요약한다. 이 하위 섹션의 굵은 글씨 링크는 문서의 다른 이름 섹션 및 하위 섹션으로 연결되며, 각 섹션은 요약 설명을 제공한다. 또한, 해당 요약 내의 링크는 관련 위키백과 안테나 문서로 연결된다.

나열된 안테나는 일부 공유되는 전기 작동 원리(들)를 기반으로 클러스터링되어, 유사한 기능 원리를 사용하는 안테나 설계가 함께 나열된다. 사용된 순서는 객관적이지도 보편적이지도 않지만, 많은 저자들이 사용하는 구성에 따른다.^[1]^[2]^[3]^[4]^:{{{1}}} 안테나는 다양한 방식으로 분류될 수 있으며, 여러 저자들은 텍스트의 초점이 특정 주파수 대역에 있는지, 안테나 크기, 구성 및 배치 가능성에 있는지, 또는 안테나 설계의 기초, 안내 및 제약을 형성하는 무선 이론 및 공학의 원리를 설명하는지에 따라 안테나의 다양한 측면을 다른 우선순위로 구성한다. 다양한 유형의 안테나는 특정 용도에 최적화된 특성으로 만들어지며, 안테나의 전기적 설계는 안테나를 그룹화하는 방법으로 사용된다.

가장 중요한 설계 제약은 안테나가 가로채거나 방출할 전파의 크기(파장)이다.
두 번째 경쟁적인 영향은 수신 또는 송신을 위한 최적화 기준이다. 이 구분은 중파 및 모든 더 긴 파장(중파 및 장파 대역 전체)에 대해 실질적인 차이가 있다.
세 번째 경쟁적인 기준은 단일 안테나가 가로채거나 방출하는 주파수(y/ies)의 수와 대역폭이다.
네 번째 설계 목표는 안테나를 지향성으로 만드는 것이다. 즉, 가능한 한 독점적으로 한 방향으로만 전파를 투사하거나 그 방향에서만 전파를 가로채는 것이다.

단순 안테나

"단순 안테나"에는 다이폴, 모노폴, 루프의 세 가지 유형이 있다. 이 세 가지 단순 안테나 유형은 모두 일반적으로 (그러나 반드시 그런 것은 아님) 자체 공명하는 주파수에서 송신에 사용되지만,^[b] 공명은 수신에는 중요하지 않은 경우가 많으며, 송신에는 일반적으로 필수가 아니라 편의일 뿐이다. "단순" 안테나는 또한 복합 안테나와 같은 더 복잡한 안테나 유형의 빌딩 블록으로 사용되는데, 이는 여러 개의 단순 광학 렌즈를 조합하여 단일 복합 렌즈를 만드는 것과 유사하다. 단순 안테나는 일반적으로 다음과 같이 더 세분화된다.

선형 안테나 ("전기" 안테나)

"직선 와이어" 또는 "직선" 안테나는 희귀하게 "전기 안테나"라고 불리는데, 이는 안테나가 방출하고 흡수하는 전자기 전파의 전기 부분에만 배타적으로 연결되기 때문이다.

안테나의 전형적인 모양을 설명하는 데 사용되는 "선형"이라는 용어는 엄격하지 않다. 소위 "선형" 안테나의 중앙에서 멀리 떨어진 끝 부분은 성능 손실이 거의 없거나 눈에 띄지 않게 직선에서 벗어나 구부러질 수 있다.

다이폴: "토끼 귀"와 같은 두 팔 안테나. 공명을 위해 각 팔은 쿼터파장보다 약간 짧은 바닥에서 끝까지이며, 이는 전체 안테나를 끝에서 끝까지 거의 반파장으로 만든다.
모노폴: 단일 "텔레스코프" 안테나와 같은 단일 팔 안테나. 가장 낮은 공명 주파수에서 그 팔은 쿼터파장보다 약간 짧다.

다이폴과 모노폴 모두 자체 공명하도록 충분히 크게 만들어지는 경우가 많다. 일반적으로 각 팔은 쿼터-파장 길이이다. 그러나 몇몇 유형의 선형 안테나는 공명하기에는 너무 작게 만들어진다. 예를 들어 짧은 휩 안테나와 계획되지 않은 무작위 와이어 안테나가 있다.

루프 안테나 ("자기" 안테나)^[c]

루프는 원형 또는 다각형으로 구부러진 와이어 또는 금속 튜빙 세그먼트로 만들어진 링 모양의 안테나이다. 루프는 그 자체로 닫히는 정규 또는 불규칙 2차원 형상이며, 가장 넓은 면적을 가진 모양이 선호된다. 희귀하게 모든 루프는 일반적으로 "자기 안테나"라고 불리는데,^[c] 이는 통과하는 전파의 자기 부분에만 독점적으로 상호작용하며, 선형 안테나(위)가 상응하게 "전기적"인 것과는 대조적이다.

대형 루프: "대형" 루프는 둘레가 설계 주파수에서 전체 파장보다 약간 큰 루프 안테나이다. 이들은 해당 설계 주파수의 자연수 배수인 모든 주파수에서 자연스럽게 공명한다.
헤일로 안테나: "헤일로"는 작은 틈이 잘려진 루프로, 둘레 길이가 반-파장인 주파수에서 자연스럽게 공명한다.
소형 루프: "소형" 루프 안테나는 둘레가 반파장보다 짧은 주파수에서 안테나로 사용하도록 설계된 와이어 또는 금속 튜빙 루프이다. 이들은 사용되는 어떤 주파수에서도 자연적으로 공명하지 않으며, 일반적으로 급전점에 축전기를 연결하여 인위적으로 공명시켜야 한다.

복합 안테나

복합 안테나는 하나 이상의 단순 안테나를 다른 단순 안테나 또는 스크린, 금속 커튼, 곡선형 접시 형태로 형성된 금속/전도성 반사 표면과 결합하여 만들어진다. 일반적으로 구성 안테나 중 하나만 설계 주파수에서 공명하며, 이러한 전형적인 경우 급전선은 공명하는 구성 요소에만 연결된다.

광대역 복합 안테나: 안테나는 여러 가지 방법으로 "광대역" 또는 "광역"으로 만들 수 있다. 아마도 가장 간단하고 일반적인 광대역화 방법은 단일 공유 급전점에서 연결된 두 개 이상의 다른 안테나를 결합하는 것으로, 각 개별 구성 요소는 다른 주파수 모음에서 송신 전력을 쉽게 수용한다. 그러면 결합된 안테나는 단순 안테나보다 적어도 두 배 많은 주파수에서 허용 가능한 성능을 발휘한다.
배열 안테나: 배열 안테나는 여러 개의 단순 안테나를 조합하여 단일 안테나로 작동하도록 만든 것이다. 대부분의 작지만 고지향성 / "고이득" / 빔 안테나는 어떤 종류의 배열 안테나이다.
개구형 안테나: 개구형 안테나는 여러 파장 폭의 외부 반사 표면으로 만들어지며, 이 표면의 모양은 표면에 부딪히는 파동을 작고 내부적인 단순 안테나에 집중시킨다. 내부 안테나는 공명할 수도 있고 공명하지 않을 수도 있으며 어떤 유형도 가능하다.

복합 안테나의 여러 하위 유형 – 광대역, 배열, 그리고 개구형 안테나 –는 다른 방식으로 특별히 밀접하게 관련되어 있지 않으며, 종종 별개의 독립적인 유형으로 나열된다.

진행파 안테나: 진행파 안테나는 지상에서 멀지 않은 곳에 설치하고 신호가 오는 방향으로 정렬된 긴 와이어로 만들어진다. 때로는 교대로 발산하고 수렴하는 와이어 쌍이 사용되기도 하는데, 그 중심선은 원하는 수신 방향을 향한다. 진행파 안테나는 일반적으로 자체 공명하지 않는 몇 안 되는 안테나 유형 중 하나라는 점에서 주목할 만하다. 수신된 전파에 의해 유도된 전기파는 안테나 와이어를 통해 들어오는 RF 신호가 이동하는 방향으로 이동한다. 급전점을 향해 이동하는 전기파만 수집된다. 급전점에서 멀어지는 파동은 급전점 반대편 와이어 끝에 있는 종단 저항을 통해 접지된다. 저항성 종단은 안테나가 한 방향으로만 수신하도록 만든다. 기능적으로 이들은 개구형 안테나와 유사한 목표를 달성하지만, 진행파 안테나는 훨씬 더 단순하여 구축하기 훨씬 쉽다. 지향성을 더욱 높이기 위해 여러 파장 길이로 만들어지므로 조향할 수 없다. 종단 저항에서의 흡수 때문에 비효율적인 방사기이지만, 어떤 주파수에서도 작동하므로 송신에 사용되기도 한다.

"기타" 안테나: 일부 안테나는 여기에 사용된 범주에 편안하게 맞지 않으므로, 이 문서의 실제 안테나에 대한 마지막 섹션은 여기에 나열된 안테나 유형 중 명확하게 해당하지 않는 몇 가지에 대한 "기타" 범주이다. 예를 들어, 무작위 와이어 안테나와 일반적인 안테나처럼 공중에 높이 설치되지 않고 지상에 놓인 안테나가 있다.

등방성 안테나: 마지막 섹션은 등방성 안테나 또는 등방성 복사체라고 불리는 독특한 유형의 "가짜" 안테나에 대한 것이다. 이는 실제 안테나의 지향성이 비교되는 "최악의 경우"로 사용되는 편리한 허구이다.

거의 등방성: 실제 안테나는 정확히 등방성일 수 없지만, 몇몇 안테나는 비상 백업 안테나 및 다른 안테나의 성능 테스트용으로 가능한 한 등방성에 가깝게 만들어진다. (거의) 등방성 안테나의 수신 및 송신 신호 강도는 (거의) 모든 방향에서 동일하므로, 신중하게 방향을 맞추든 그렇지 않든 수신 및 송신 신호 강도는 (거의) 동일하다.

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단순 안테나

요약

관점

단순 안테나 범주는 다이폴, 모노폴, 루프 안테나로 구성된다. 거의 모든 안테나는 단일 와이어 세그먼트로 만들 수 있다(급전선 연결을 위해 와이어에 만들어진 모든 끊김은 무시).

다이폴과 모노폴은 방사 부분이 단일 직선을 따라 놓여 있기 때문에 선형 안테나(또는 직선 와이어 안테나)라고 불린다. 루프가 상응하게 자기적인 것과는 대조적으로, RF 방사의 전기 부분과 상호작용하기 때문에 희귀하게 전기 안테나라고 불린다.

다이폴

VHF 텔레비전 수신용 "토끼 귀" 다이폴 변형
137 MHz에서 기상 위성 데이터 수신용 2소자 턴스타일 안테나 (원형 편파)
수직으로 장착된 양원추형(다이폴) 안테나
TV 신호용 DIY "나비" 안테나, 납작한 양원추형^[5]

다이폴은 일반적으로 금속 막대 또는 와이어로 구성된 두 개의 도체로 이루어지며, 대개 대칭적으로 끝과 끝을 맞대어 배치하고, 송신기 또는 수신기에서 나오는 평형 급전선의 한쪽은 각 도체에 연결되며, 일반적으로 지상에서 가능한 한 높이 설치된다.^[3]^[d] 일부 다이폴 변형은 급전점이 중앙에서 벗어나 있거나 끝에 급전점이 있는 것만 다르고, 다른 변형은 다이폴 암의 정렬 또는 모양을 변경한다.^[7] 다이폴은 무지향성 안테나로 단독으로 사용되기도 하지만, 다른 더 복잡한 지향성 안테나의 빌딩 블록이기도 하다. 모든 유형의 다이폴은 수직 또는 수평으로 장착할 수 있으며, 선택된 방향은 수신/송신 방향^[e] 및 파동 편파를 결정한다.

하프 파장 다이폴: 가장 일반적인 유형의 다이폴은 두 개의 공진 요소로 구성되며, 각 요소는 쿼터 파장보다 약간 짧아 총 길이가 약 반파장이다. 이 안테나는 안테나 축에 수직인 방향으로 최대 방사를 하며, 2.15 dBi의 작은 지향성 이득을 제공한다.^[f]

더블렛: "더블렛"은 아마추어 무선사들이 안테나의 가장 낮은 자체 공명 주파수보다 낮은 주파수에서 사용되는 다이폴 안테나를 부르는 이름이다. 안테나가 잘 송신하기 위해 공명할 필요는 없으며, 오히려 전력을 쉽게 공급하기 위해 공명이 선호된다. 트랜스매치를 사용하면 안테나의 비공명 주파수에서 전력을 공급할 수 있다.^[8]^[9]^[7] 일부 "더블렛"은 임피던스 매칭을 덜 어렵게 만들기 위해 공명을 피하도록 신중하게 크기가 조정된다. (용어 "더블렛"은 엄격하게 구별되지 않는다. 많은 사람들이 이를 "다이폴"의 동의어로 사용한다.^[7])

접이식 다이폴: 일반적인 접이식 다이폴^[g]은 서로 평행하게 몇 인치 떨어져 장착되고 먼 끝이 연결된 두 개의 반파장 다이폴이다. 다이폴 중 하나만 급전되고, 두 번째 다이폴은 첫 번째 다이폴이 일반적인 급전점을 가지는 중앙을 통해 직접 연결된다. 두 개의 와이어 버전은 총 와이어 길이가 한 파장이고, 접이식 다이폴의 효율성 / 방사 저항이 매우 높아 대형 루프의 높은 효율성과 유사하게 단일 다이폴의 4배이기 때문에 "납작한 루프 안테나"로 설명되는 경우가 많다. 유사한 평행 와이어를 몇 개든 추가할 수 있으며, 효율성은 평행 와이어 수의 제곱에 비례하여 증가한다. 따라서 세 개의 와이어 접이식 다이폴은 9배 더 효율적일 것이다.

'V' 안테나: 다이폴의 두 팔이 개별적으로 직선이지만, 180°보다 확연히 작은 각도로 서로 구부러져 'V'자 모양을 이룰 때, 이 다이폴을 'V' 안테나라고 한다. 다이폴 팔의 끝이 분기점과 거의 같은 높이에 있을 때, 이를 평면 'V', 또는 수평 'V'라고 한다. 끝이 중앙 분기점보다 지면에 훨씬 가까울 때, 이 안테나를 역 'V' ('Λ')라고 한다. 역 'V'는 다이폴의 좋은 전기적 성능을 일부 제공하지만, 하나의 높은 장착 지점만 필요하므로 인기가 많다. 반면 일반 다이폴은 최소 두 개, 종종 세 개의 장착 지점을 필요로 한다. 직접 방사와 지면 반사 방사의 혼합으로 인해, 역-'V'는 대체로 무지향성 경향이 있지만, 중앙 각도에 따라 'V'의 두 팔 사이의 중앙선을 따라 방향을 약간 선호할 수 있다.^[9]^[7]^[h]

슬로퍼

슬로퍼 또는 슬로퍼 다이폴은 단일 고정 설치 지점에서 아래로 비스듬히 내려가는 반파장 와이어이다. 일반적으로 중앙에서 급전되며, 급전선 케이블 자체는 안테나 와이어와 수직 반대 경사로 기울어져 마스트 바닥 근처의 작은 기둥이나 지면 앵커를 향한다.^[i] 슬로퍼의 먼 끝은 짧은 기둥에 부착되거나 절연 코드를 사용하여 지면 앵커에 고정된다. 단일 마스트만 필요하고, 좋은 접지 시스템이 아래에 있으면 거의 무지향성 패턴을 가지기 때문에 인기가 많다.^[2]^[7]

슬로퍼 다이폴은 때때로 하프-파장 슬로퍼라고 불리는데, 이는 정확한 설명 이름이지만, 하프-슬로퍼와 혼동하기 쉽다. 하프-슬로퍼는 슬로퍼 다이폴의 절반 크기 모노폴 버전으로, ½ × ½ = 쿼터-파장 길이이다.^[10]

현대 윈덤 안테나: 더 공식적으로는 오프센터 급전 다이폴이라고 불린다.^[j] 현대 "윈덤"은 다이폴의 한쪽 끝에서 약 3분의 1 지점에서 급전되지만, 다른 점에서는 일반 다이폴과 마찬가지로 설치된다(역-'V' 및 슬로퍼 다이폴과 같은 대부분의 다이폴 변형 포함). 전략적으로 선택된 오프셋 급전 위치는 상당히 높은 임피던스를 가지지만, 우연히 대부분의 고조파에서 거의 동일한 높은 임피던스를 보인다.^[k] 윈덤 안테나는 일반 다이폴의 모든 장점을 가지면서도, 동일한 크기의 중앙 급전 다이폴보다 거의 두 배 많은 단파 주파수에서 잘 작동하기 때문에 인기가 많다. 추가 작동 주파수에 대한 대가는 표준 50 옴 송신기 임피던스보다 5-7배 높은 급전 임피던스를 매칭해야 한다는 것이다.^[2]^[l]^[m]

말단 급전 다이폴: 다이폴은 그 끝에 매우 가까이에서 급전될 수 있지만,^[n] 끝 부분에서는 임피던스가 극도로 높다. 안테나의 평균 높이와 와이어 두께에 따라 수천 옴에 달한다. 끝 부분은 불편하게 극심한 임피던스를 가지지만, 모든 고조파에 대해 거의 동일한 높은 임피던스를 가지며, 특정 고조파에 대한 조정은 다른 모든 고조파에도 거의 정확할 것이다. 높은 임피던스에 매칭하기 위해 필요한 광범위한 조치들의 이점은^[o] 안테나가 모든 고조파( "윈덤"과 달리 예외 없음)에서 잘 작동할 수 있으며, 따라서 동일한 크기의 중앙 급전 다이폴보다 정확히 두 배 많은 주파수에서 송신에 사용될 수 있다는 것이다(홀수 고조파만 가능).^[2]^[p]

턴스타일: 턴스타일 안테나는 두 개의 다이폴 안테나를 직각으로 장착하고 90°의 위상차로 급전하여 만들어진다. 이 안테나는 방사패턴에서 모든 방향으로 방사하며(널 없음), 소자와 동일 평면상에서는 수평 편파, 해당 평면에 수직인 방향에서는 원편파, 다른 방향에서는 타원 편파를 가진다는 점에서 특이하다. 위성으로부터 신호를 수신하는 데 사용되는데, 이는 대부분의 위성에서 송수신 모두 원편파를 사용하고, 모든 방향으로 신호를 방출하고 수신할 수 있어 목표 위성으로 조준하거나 조향할 필요 없이 간단하고 고정된 마운트에서 작동할 수 있기 때문이다.

패치 (마이크로스트립): 패치 안테나, 또는 스트립 안테나, 또는 마이크로스트립은 안테나 요소가 안테나의 접지면 역할을 하는 두 번째 금속판 위에 장착된 모양의 금속판으로 구성된 안테나 유형이다. 상단 금속판은 안테나의 방사 부분이며, 종종 성능을 향상시키는 작고 신중하게 크기가 정해지고 배열된 구멍이 뚫려 있다. 종종 여러 개의 평행하게 장착된 스트립 안테나가 배열 안테나로 결합된다. 비행기에 사용될 때 비행기 동체는 접지면 역할을 하지만, 일반적으로 비행기 동체에 움푹 들어가도록 장착되어 그 위에 놓인 안테나 스트립이 비행기 금속 표면과 수평을 이루도록 하여 공기역학적으로 매끄럽게 유지된다. 안테나의 상단 표면과 비행기 금속 동체 사이의 틈은 좁고 비행에 적합한 절연 재료로 둘러싸여 틈을 밀봉하고 상단 스트립을 단단히 고정한다. 결과적으로 표면에 장착된 스트립 안테나는 비행기 동체에 패치처럼 보여 이름이 붙었다. 패치 안테나의 성능은 동일한 길이의 일반 다이폴과 유사하며, 6–9 dBi의 이득을 가진다. UHF용 소형 크기와 쉬운 제작으로 인해 패치 안테나는 현대 무선 장치에서 인쇄 회로 기판의 상단 및 하단 표면에 방사 스트립 및 그 아래 접지면을 위한 평행 금속 도금 섹션을 사용하여 인기를 얻었다.

양원추형 안테나: 양원추형 안테나는 원뿔 모양의 팔을 가진 다이폴로, 끝이 만나는 지점이 급전점이다. 때때로 "두꺼운 다이폴" 또는 "이중 볼링핀"이라고도 불린다. 양원추형 안테나는 일반 다이폴보다 더 넓은 대역폭을 보여주며, 기본 주파수보다 최대 3옥타브까지 확장된다. 모노폴 버전은 디스콘 안테나라고 불린다.^[q]

보우타이 안테나: "보우타이" 안테나는 양원추형 안테나의 납작한 버전으로, 유사한 광대역 이점을 갖는다. 버터플라이 안테나라고도 불리며, 팔이 삼각형 또는 화살표 머리 모양(▶◀ ᐅᐊ ⪥ )인 다이폴이다. 안테나 급전점은 삼각형의 끝이 만나는 지점이다. 삼각형은 속이 꽉 찬 금속 시트(▶◀)이거나, 끝이 연결된 두 개의 와이어(ᐅᐊ)로 보우타이 모양을 윤곽을 그리거나, "X" 모양(⪥})으로 연결되지 않은 끝을 가질 수 있다.^[7]^[5]^[q]

다이폴 및 모노폴 설계의 가변성

선형 안테나의 설계는 단일 와이어 대신 묶음 "케이지" 와이어 세그먼트를 사용하여 수정할 수 있으며, 이는 단일의 매우 "두꺼운" 와이어를 시뮬레이션한다. 또 다른 적응은 완전히 직선인 와이어 대신 끝 부분 근처에서 직선 세그먼트를 구부리고, 구부러지거나 접히거나 지그재그 모양의 다이폴 끝을 활용하여 좁은 공간에 맞추는 것이다. 이러한 선형 안테나 설계에 대한 두 가지 적응은 관련성이 있지만, 안테나 간의 사소한 차이로 간주된다.^[2]

케이지 섹션: 다이폴 안테나의 길쭉한 세그먼트는 대부분 얇고 강한 와이어 또는 속이 빈 금속 튜빙으로 만들어진다. 그러나 "케이지" 와이어로도 만들 수 있다. 이는 훨씬 더 넓은 금속 튜브의 전기적 동작을 시뮬레이션하기 위해 사용되는 여러 개의 상당히 밀접하게 배치된 전기적으로 평행한 와이어 세그먼트로, 훨씬 낮은 무게와 풍하중으로 인한 문제 감소를 특징으로 한다. 성능 향상 중 일부는 낮은 손실, 또는 "옴" 저항, 그리고 더 넓은 대역폭이다.^[2] 원추형 다이폴 (및 모노폴) 세그먼트가 이 요약 문서에서 별도의 설계로 취급되지만, 와이어를 "케이지" 세그먼트로 묶는 것은 여기서는 사소한 변형으로 취급된다. 케이지 세그먼트의 대체는 때때로 다이폴의 방사하는 중앙 부분으로 제한되며, 외부 세그먼트는 얇은 와이어로 남겨진다. 가느다란 단일 도체 와이어를 사용하는 모든 명목상의 안테나 설계는 일부 또는 모든 안테나 세그먼트에 "두꺼운" 케이지를 대체하여 동등하게 잘 만들 수 있다. "두꺼운" 세그먼트를 교체하면 더 넓은 공진 대역폭과 방사 효율의 작은 개선을 제공하며, 더 두꺼운 세그먼트의 약간의 (만약 있다면) 단축만 필요하다.

끝 접기: 다이폴에서 방출되는 거의 모든 방사는 일반적으로 급전점이 만나는 중앙에 가장 가까운 전체 길이의 절반에서 발생한다. 다이폴 암의 약 마지막 3분의 1은 나가는 신호의 무시할 수 있는 작은 부분만을 방사하므로, 전파를 방출하는 목적상 각 외부 끝의 모양은 중요하지 않다. 이러한 모양-무관성은 원래는 너무 길어서 사용할 수 없는 다이폴의 먼 끝을 옆으로 구부리거나, 접거나,^[g] 또는 지그재그로 만들어서 안테나를 사용 가능한 공간 안에 맞도록 단축하는 것을 가능하게 한다. 이러한 겉보기에는 손상된 것처럼 보이는 변형은 안테나의 방사에 거의 영향을 미치지 않는다.^[11]^[2]^[r] 대부분의 경우, 접는 모양은 안테나를 설치하는 사람이 자유롭게 즉흥적으로 결정한다. 다양한 가능한 끝 접기 모양은 이 문서에서 별도의 설계로 나열되지 않으며, 모든 유형의 선형 안테나에 대한 일반적이고 전기적으로 무해한 편의 수정으로 간주되어야 한다.^[11]

모노폴

88–108 MHz용 쿼터파장 휩 안테나, 휴대용 라디오의 FM에 사용됨.
고무 커버를 제거한 446 MHz UHF 워키토키의 러버 덕 안테나.
VHF 접지면 안테나.
중파 라디오 방송국의 마스트 방사 안테나. 상단의 옆으로 뻗은 방사형 팔은 "정전 용량 캡"이다.
1.5 MHz용 80 피트 높이의 'T' 안테나, 역사적인 대서양 횡단 아마추어 무선국. 수직 및 수평 "케이지" 섹션에 주목하라.
접이식 유니폴 안테나로, 6개의 스커트 와이어로 둘러싸인 단단한 금속 마스트를 절연 스탠드오프가 지지하고 있다.
VHF 또는 UHF용 구리 디스콘 안테나

모노폴 안테나는 반다이폴( 위 참조 )이다. 금속 막대와 같은 단일 도체로 구성되며, 일반적으로 전기 전도성 지면 또는 인공 전도성 표면(접지면, 접지 시스템, 또는 카운터포이즈라고 불림) 위에 장착된다.^[3]^[12] 이들은 때때로 다이폴(위 참조)과 함께 선형 안테나, 또는 더 간단히 직선 와이어 안테나의 더 넓은 범주에 포함되는데, 방사 섹션이 일반적으로 직선(선형) 와이어 또는 금속 튜빙 섹션이기 때문이다. 드물게 다이폴과 모노폴 모두 전기 안테나라고 불리는데, 이는 전파의 전기장과 상호작용하기 때문이며, 모든 크기의 루프와 대조된다. 루프는 상응하게 자기 안테나이다.^[c]

수신기 또는 송신기에서 나오는 급전선의 한쪽은 안테나의 방사하는 암에 연결되고, 다른 쪽은 접지 또는 인공 접지면에 연결된다. 모노폴에서 나오는 전파가 접지면에서 반사되어 마치 가상의 이미지 안테나가 접지면 아래에 있는 것처럼 보이며, 모노폴과 그 환상 이미지가 효과적으로 완전한 다이폴을 시뮬레이션한다. 따라서 모노폴 안테나는 유사한 다이폴 안테나 패턴의 상단 절반과 동일한 방사 패턴을 가지며, 다이폴의 절반보다 약간 작은 방사 저항을 가진다. 등가 다이폴의 모든 방사가 반 공간에 집중되므로, 안테나는 접지면에서 손실되는 전력을 제외하고 유사한 다이폴보다 두 배의 이득 (+3 dB)을 가진다.^[2]

쿼터파장 모노폴: 쿼터파장 수직형은 가장 일반적인 모노폴이다. ⁠1/ 4 ⁠ 파장 높이의 수직 방사기이다. 이 크기는 직선 와이어가 자체 공명하는 최소 길이이다.^[s] 쿼터 파장 모노폴은 좋은 접지면 위에 장착될 때 5.12 dBi의 이득을 가진다. 단일 모노폴의 방사 패턴은 무지향성이므로 넓은 영역을 커버하는 데 사용되며, 수직으로 장착될 때 수직 편파를 가진다. 수직 편파 방사는 중파 및 더 낮은 주파수에서 장거리 송신에 중요하다. 약 2 MHz 미만의 주파수에서 전파 신호를 전달하는 지표파는 토양 흡수를 줄이기 위해 수직 편파여야 한다.^[2] 대형 수직 모노폴 안테나는 HF 대역의 하위 절반과 MF, LF, VLF 대역 전체에서 방송용으로 사용된다.

숏 휩: 작은 휩 모노폴은 HF, VHF, UHF 대역의 휴대용 라디오에서 작지만 낮은 이득의 안테나로 사용된다. FM "붐박스"와 같은 모바일 및 휴대용 라디오에서 흔히 볼 수 있는 안테나 유형이다. "휩"은 유연한 막대로 구성되며, 종종 텔레스코프 세그먼트로 만들어진다. HF 대역에서는 "휩"이라는 용어가 종종 유연한 안테나뿐만 아니라 자체적으로 자연스럽게 공진하기에는 너무 짧은 전체 안테나의 단말, 자립형 세그먼트를 지칭하는 데 약간 다르게 사용된다. UHF 및 VHF 대역에서는 편리한 크기의 휩이 자체 공진할 만큼 충분히 길다(쿼터 파장 이상). 이 경우 종종 단순히 "모노폴"이라는 일반적인 이름으로 불린다.

"러버 덕키"

러버 덕키는 플라스틱으로 덮인 나선형 스터브 안테나를 가리키는 일반적인 '농담 이름'이다. 보다 공식적인 기술 명칭은 노멀 모드 헬릭스이다. 휴대용 양방향 무전기와 무선 전화기에서 콤팩트함 때문에 가장 흔히 사용되는 안테나이다. 폭이 좁고 길이가 인치에서 반 인치 정도인 감긴 와이어 용수철과 유사한 전기적으로 짧은 와이어 나선으로 구성된다. 나선형 모양은 전기적 길이와 인덕턴스를 모두 증가시킨다. 추가적인 압축된 길이는 짧은 방사기의 과도한 용량성 리액턴스를 낮추고, 인덕턴스는 이상적으로 나선을 공명하도록 만들어 남아있는 부분을 적어도 부분적으로 상쇄한다. 모든 전기적으로 짧은 안테나와 마찬가지로 거의 등방성이다. 즉, 이득이 매우 낮거나 전혀 없다.

유사한 모양이지만 훨씬 큰 축 모드 헬릭스와 혼동하지 말 것.^[t] 또한 여러 겹으로 쌓인 루프 안테나와도 혼동하지 말 것.^[u]

접지면: 접지면 안테나는 쿼터파장 수직 휩 안테나로, 휩의 바닥에서 수평으로 또는 약간 아래로 기울어져 뻗어 나온 여러 개의 막대가 휩 부분의 바닥 끝에 고정된 휴대용 접지면을 형성한다(따라서 이름이 붙음). 휩이 이동할 때 접지면은 휩의 바닥에 위치를 유지하며, 전체 안테나가 마스트 꼭대기와 같이 높은 지점에 장착될 때 휩과 함께 들어 올려진다. 고정된 접지 시스템을 구성하는 막대는 1개에서 6개(일반적으로 3개 또는 4개)까지 될 수 있으며, 주로 수평의 별 모양 패턴으로 배열되어 아래를 향하는 왕관 형상과 유사하다. 모노폴 바닥의 방사형 막대는 안테나에 이름을 부여하는 높이 솟은 인공 전기 접지 시스템을 형성한다. 접지면 막대는 급전선의 접지선에 연결되고, 다른 선은 휩에 전력을 공급한다. 휩이 지상에 장착되어 있으므로, 수평 막대는 휩 바로 아래에 높이 솟은 평형 접지를 형성하여 아래 토양으로부터 방사를 반사하고 이득을 증가시킨다.^[2] 종종 경찰, 구급차, 택시 배차원과 같은 육상 이동 무선 시스템의 높은 기지국 안테나로 사용된다.

마스트 방사 안테나: 타워 구조 자체가 안테나 역할을 하는 라디오 타워를 마스트 방사 안테나 또는 타워 안테나 등으로 부른다. AM 라디오 방송국 및 기타 MF 및 LF 송신기의 일반적인 형태의 송신 안테나이다. 타워 바닥은 종종 (반드시 그런 것은 아니지만) 지면에서 분리하는 세라믹 절연체 위에 장착된다.

접이식 모노폴

접이식 모노폴^[g] 안테나는 접이식 다이폴의 모노폴 버전이다. 이는 일반적인 쿼터파장 모노폴에 두 번째 와이어를 첫 번째 와이어와 몇 인치 떨어져 평행하게 연결하고, 두 와이어의 상단 끝을 연결한 것이다. 두 번째 와이어는 첫 번째 와이어처럼 급전점에 연결하는 대신 접지 시스템에 직접 연결된다. 두 번째 와이어를 추가하면 모노폴의 효율이 4배 증가하고, 그에 상응하여 급전점 임피던스도 증가하여 표준 동축 케이블에 임피던스 매칭하는 것이 다소 쉬워지는 추가적인 이점을 제공한다. 접이식 다이폴과 유사하게 세 번째 와이어를 추가하여 효율을 9배 증가시킬 수도 있다.^[2]

이름은 접이식 유니폴과 유사하지만, 두 안테나는 전기적으로 다르다. 접이식 모노폴은 훨씬 더 단순한 안테나이다.

디스콘 안테나: 디스콘은 양원추형 안테나의 모노폴 버전이다. 안테나의 이름은 그 모양을 설명한다. 금속 원반 위에 금속 원뿔이 있다. 원뿔은 위쪽을 향하며 단단한 금속, 와이어 메시 또는 약 12개의 경사 와이어로 이루어진 스커트로 만들어져 원뿔의 윤곽을 이룬다. 안테나의 가장 낮은 작동 주파수에서 원뿔은 끝에서 바닥 림까지 원뿔의 경사면을 따라 거의 쿼터 파장 길이를 측정한다. 더 작고 평평한 금속 원반이 원뿔 끝보다 약간 위에 수평으로 장착된다. 때로는 단단한 원반이 접지면 안테나 바닥과 유사한 금속 막대 왕관 형상으로 대체된다. 급전선 중 하나는 원뿔 끝에 연결되고 다른 선은 원반 중앙에 연결된다. 디스콘은 예외적으로 광대역이며, 안테나의 최저 주파수보다 약 10:1의 주파수 범위 비율을 제공하며, 3옥타브 이상 확장되지만, 다른 점에서는 다른 쿼터파장 모노폴만큼만 잘 작동한다. 즉, 무지향성이고 수직 편파이며, 모노폴만큼 효율적이고, 접지면 안테나와 유사한 이득을 가진다.

접이식 유니폴: 접이식 유니폴^[g]은 전기적으로 개조된 마스트 안테나로, 일반적으로 바닥이 접지되어 있으며, 안테나 중간쯤에 마스트에 연결되는 하나 또는 여러 개의 평행한 "스커트 와이어"로 보강되었다. 스커트 와이어는 마스트의 중간쯤부터 꼭대기까지 어떤 높이에도 연결될 수 있다. 하나 이상의 스커트 와이어에 신호가 공급되며, 이는 감마 매치와 유사하다. 마스트와 스커트 와이어의 수와 상대적 두께는 급전점 임피던스를 조절한다.^[v] 이는 훨씬 더 정교하고 유사한 이름의 접이식 모노폴과는 전기적으로 같지 않다.

쿼터파장 슬로퍼: 쿼터파장 슬로퍼 또는 하프 슬로퍼는 단일 고정 설치 지점에서 아래로 비스듬히 내려가는 쿼터-파장 와이어이며, 슬로퍼 다이폴의 절반 크기이다. 즉, 슬로퍼 다이폴의 모노폴 버전이다(위 참조).^[10] 쿼터파장 슬로퍼는 상단 설치 지점에서 급전되며, 낮게 매달린 먼 끝은 절연 코드를 사용하여 짧은 기둥이나 지면 앵커에 부착된다. 슬로퍼 다이폴과 마찬가지로 단일 높은 마스트만 필요하기 때문에 인기가 많다. 또한 슬로퍼 다이폴과 마찬가지로 좋은 접지 시스템과 함께 사용할 때 거의 무지향성 패턴을 가진다. 가장 강한 전류(상단 급전점 근처)가 높이 위치하기 때문에, 베이스 근처에서 급전되는 모노폴보다 수평 방향으로 더 강한 신호(더 나은 낮은 각도 이득)를 가지는 경향이 있다.^[2] 이는 역 'V' 다이폴의 모노폴 버전으로 생각할 수 있다.

'T' 안테나: 'T' 안테나는 두 개의 타워 상단 사이의 틈을 가로지르는 긴 수평 와이어와, 수평 와이어의 중앙에 연결되어 아래로 매달린 수직 와이어로 구성된다. 매달린 수직 와이어가 안테나의 방사 부분이다. 일반적으로 MF 및 낮은 HF 대역에서 사용되는데, 실용적인 안테나가 공명하기에는 너무 짧기 때문이다. 와이어는 문자 'T' 모양을 윤곽을 그리므로 이름이 붙었다. 매달린 와이어는 라디오 뒷면으로 직접 연결될 수도 있지만, 대부분의 경우 'T' 안테나는 매달린 와이어가 지면에 닿는 근처에 연결된 케이블로 급전된다. 또한 안테나는 낮은 저항의 접지 시스템이 필요하며, 일반적으로 'T'의 바닥 바로 아래 중앙에 위치한다. 'T' 안테나의 일반적인 높이는 공명에 필요한 쿼터 파장보다 짧다. 'T' 안테나는 유사한 'L' 안테나와 매달린 방사 와이어가 수평 교차 와이어에 연결되는 위치로 구별된다. 'T' 안테나의 경우 매달린 와이어가 상단 수평 와이어의 정확한 중앙에 연결된다. 매달린 와이어의 전류는 수평 섹션 중앙으로 흘러들어가 좌우로 같은 양으로 흘러간다. 평형되고 반대되는 좌우 전류는 방사하지 않지만, 불균형 수직 전류는 방사한다. 일반적으로 사용되는 주파수에서 수직 와이어는 쿼터 파장보다 훨씬 짧기 때문에, 수평 와이어는 "정전 용량 캡" 역할을 하여 수직 방사기의 전류 흐름을 증가시키는데, 이는 전류가 일단 상단에 도달하면 더 멀리 갈 곳을 제공하기 때문이다. 증가된 전류는 효율성과 이득을 향상시킨다.^[2]^[w]

역 'L': 역 'L'은 위에서 설명한 'T' 안테나와 유사한 구조를 가지지만, 매달린 수직 와이어가 중앙 대신 수평 와이어의 한쪽 끝에 연결된다. 변경된 연결 지점은 안테나에 그리스 문자 Π 모양을 부여한다. 이는 일반적인 모노폴이 중간 어딘가에서 구부러져 하단 안테나 세그먼트는 평소처럼 수직이지만, "상단" 부분은 위로가 아닌 옆으로 수평으로 뻗어 나가는 것으로 생각할 수 있다. 'T' 안테나와 달리 수직 및 수평 와이어 모두 방사하며, 각각 수직 및 수평 편파를 가지고, 결합된 방사는 대각선 편파를 가진다(보통 가파른 각도로). 안테나의 모든 부분이 방사하지만, 가장 강한 방사는 수직 와이어에서 나오므로, 수평 와이어는 "정전 용량 캡" 역할과 약한 방사체 역할을 모두 수행한다.^[2]^[x]

역 'F': 역 'F'는 효과적으로 션트 급전 역-L 안테나이며, 급전점이 수평 와이어에 연결되어 안테나 모양이 90° 오른쪽으로 기울어진 'F' 문자, 즉 한글 문자 ㄲ 또는 선 그리기 문자 ╓과 같은 모양을 갖는다. 수평 섹션을 따라 조정 가능한 위치를 가진 특이한 급전점은 역 'F'에게 유니폴의 좋은 급전점 매칭과 역-L의 콤팩트한 크기를 제공한다. 안테나는 바닥에서 접지되고 중간 지점에서 급전되며, 해당 급전점의 위치가 안테나 임피던스를 결정하므로, 별도의 트랜스매치 없이도 급전선에 급전점 임피던스를 매칭할 수 있다.

우산 안테나: 우산 안테나는 'T' 안테나의 정교하고 확장된 버전이다. VLF 대역에서 VLF 시각 신호 또는 장거리 잠수함 통신에 사용되는 매우 큰 와이어 송신 안테나이다. 우산 안테나는 인간 규모로는 거대하지만, 역설적으로 더 큰 파장에 비해서는 극단적으로 짧은 안테나이다. 우산 안테나는 중앙의 방사 타워와 상단에 여러 개의 와이어가 "정전 용량 캡"으로 연결되어 마스트에서 방사형으로 뻗어 나가 끝이 절연된 구조로 구성된다. 머리 위 구성은 펼쳐진 금속 우산 프레임과 유사하여 이름이 붙었다. 우산 안테나는 파장보다 훨씬 작기 때문에 많은 문제점을 가진다. 극도로 좁은 대역폭, 낮은 방사 저항, 과도한 용량성 반응저항 등이 그것이다. 다른 초단파 안테나와 마찬가지로, 극도로 높은 음의 리액턴스와 최소한의 방사 저항에 대처하기 위해 대형 유도 코일과 꼼꼼하게 제작된 저저항 평형 접지 시스템이 모두 필요하다.

루프 안테나

현대 설계 HF 소형 송신 루프 안테나, 2 m (6.6 ft) 직경. 구부러진 금속 튜브는 방사 부분. 상단의 상자는 루프의 원격 제어 튜닝 가변 축전기.

AM 라디오용으로 설계된 소형 수신 루프. 타원형 플라스틱 프레임은 약 10회 감긴 구리선으로 채워진 'U' 채널.

휴대용 소형 송신 루프. 큰 바깥 고리는 방사 부분. 상단 근처의 작은 안쪽 고리는 "급전 루프"로, 큰 루프를 구동하는 변압기 1차 코일 역할을 한다 = 2차 코일.

AM 방송 수신기용 페라이트 루프스틱 안테나, 길이 약 4 인치 (10 cm). 안테나는 유도성이며, 가변 축전기 (미표시)와 함께 수신기 입력 단의 동조 회로를 구성한다.

MF용 소형 루프 안테나, 직경 2.7 m (9 ft). 넓은 외부 와이어 밴드는 방사하는 다중 회전 루프이며, 평행하고 내부에 있는 희미하게 보이는 단일 회전 루프에서 전력을 공급받는다.

1931년 멀티턴 소형 루프 안테나 사진

루프 안테나는 와이어 루프(또는 코일)로 구성된다. 루프 안테나는 선형 안테나처럼 전기장과 상호작용하기보다는 전파의 자기장과 직접 상호작용한다. 이러한 이유로 희귀하게 자기 안테나라고 불리지만, 이 일반적인 이름은 소형 루프를 설명하는 데 일반적으로 사용되는 자기 루프라는 용어와 혼동되기 쉽다.^[c] 자기장과의 배타적인 상호작용 덕분에 안테나에서 약 ⁠1/ 6 ⁠ 파장 이내의 전기 스파크 노이즈에 비교적 둔감하다.^[3]^[13]^[2] 루프 안테나는 본질적으로 두 가지 광범위한 범주로 나뉜다. 바로 대형 루프(또는 전파장 루프)와 소형 루프이다. 헤일로는 대형 루프 또는 소형 루프 범주 중 어느 쪽에도 독점적으로 속하지 않는 유일한 루프 안테나이다.

대형 루프

전파장 루프는 모든 안테나 중에서 가장 높은 방사 저항을 가지며, 따라서 가장 높은 효율성을 가진다. 이들의 방사 저항은 수백 옴인 반면, 다이폴과 모노폴은 수십 옴이고, 소형 루프와 짧은 휩 안테나는 몇 옴 또는 심지어 1옴 미만이다.^[2]

대형 루프: 대형 루프는 가장 낮은 공명 주파수에서 전체 파장보다 약간 큰 둘레를 가진다. 1, 2, 3 파장 또는 어떤 정수배 파장일 때 자연적으로 공명하며 전파장 또는 다중 파장 다이폴과 다소 유사하게 작동한다. 소형 루프와 구별할 필요가 있을 때 "전파장" 루프라고 불린다.^[3]^[13]^[y]

하프 루프

지면에 장착된 수직 전파장 루프 안테나의 상단 절반. 전체 루프는 둘레를 따라 두 개의 반대 지점에서 절단되고, 하단 절반은 생략된다. 상단 절반은 절단 지점에서 지면에 장착되어 서류 가방 손잡이처럼 지면에서 솟아 있다. 이는 그리스 문자 Π 또는 거꾸로 된 대문자 U 모양을 가지며, 지면에 장착된 모노폴 안테나의 루프 안테나 아날로그이다. 수직 모노폴이 접지 시스템을 사용하여 나머지 다이폴의 "환영" 이미지를 생성하는 방식과 유사하게, 하프 루프의 누락된 하단 절반은 접지면에 있는 그것의 이미지로 대체된다. 사각형의 절반 모양일 경우, 하프 루프는 루프 안테나로 작동하거나 첫 번째 고조파에서 끝이 구부러져 접지된 다이폴 안테나로 작동할 수 있다.^[14]^[z]

시각적으로 유사하지만 전기적으로 다른 하프 스퀘어 안테나(배열 안테나 참조)와 혼동하지 말 것.^[aa] 또한 헤일로 안테나와도 혼동하지 말 것.

헤일로 안테나

헤일로 안테나는 대형 루프와 소형 루프 사이에 독특하게 위치하는 루프 안테나이다. 둘레가 반파장이고 루프 림에 작은 틈이 잘려 있다. 실질적으로 "헤일로"는 하나의 주파수에서 자연적으로 공명한다. 크기와 기능 면에서 소형 루프와 대형 루프의 중간이며, 종종 직선에서 둥근 원으로 구부러졌지만 먼 끝은 연결되지 않은 반파장 다이폴로 설명된다.^[3]^[13]^[2]^[4]^{(pp.  231–275 )}

헤일로의 거의 무지향성 패턴은 소형 루프와 유사하다. 이들의 방사 효율은 대형 루프의 높은 효율과 소형 루프의 일반적으로 낮은 효율성 사이에 있다. 헤일로는 전파장 루프처럼 자체 공명하지만, 실용적인 고조파는 없다. 어떤 면에서는 소형 송신 루프의 극단적인 상위 크기 한계를 나타낸다.^[3]^[2]^[4]^{(pp.  231–275 )}

소형 루프

소형 루프 안테나는 방사 저항이 매우 낮다. 일반적으로 안테나를 만드는 와이어의 손실 저항보다 훨씬 작아 송신에 비효율적이다. 이들의 지향성과 낮은 방사 효율은 전파장 루프와는 극명하게 다르다. 루프 둘레가 반파장보다 작은 예상되는 경우, 루프가 공명해야 한다면 인위적으로 공명시키기 위해 어떤 식으로든 전기적으로 수정되어야 한다. 일반적으로 급전점에 션트 축전기를 연결하여 공명시킨다.

단점에도 불구하고 소형 루프는 수신 안테나로 널리 사용되는데, 특히 10~20 MHz 미만의 주파수에서는 비효율성이 문제가 되지 않고 작은 크기가 쿼터파장 안테나의 과도한 크기에 대한 유용한 해결책이 되기 때문이다. 매우 좁은 주파수 범위만 효율적으로 수용하도록 조정될 수 있다는 사실(프리셀렉터와 유사)은 소형 루프가 가장 인기 있는 중파 및 낮은 단파 대역에서 항상 발생하는 광범위한 정전기로 인한 많은 문제를 완화하는 데 도움이 된다. 소형 루프는 "자기 루프"라고 불린다. (더 일반적인 범주인 자기 안테나와 혼동하지 말 것. 자기 안테나는 소형 루프를 포함한다) 또한 소형 루프는 "자연적으로" 공명할 수 있는 어떤 주파수보다 낮은 주파수에서 공명하도록 용량을 추가하여 수정해야 하므로 "동조 루프"라고도 불린다.

소형 수신 루프: 소형 수신 루프는 ⁠ 1 /4⁠~⁠1/ 10 ⁠ 파장 둘레로 크기가 정해지며, 때로는 동일한 지지 프레임 주위에 여러 번 감겨 있다. 소형 루프는 소형 루프의 둘레가 충분히 작게 유지되는 한 "널" 방향^[e]이 예외적으로 정밀하며, 휴대용 방향 탐지 장비의 경우 다이폴 기반 지향성 안테나보다 작아 콤팩트하기 때문에 콤팩트한 방향 탐지 안테나로 널리 사용된다.^[3]^[13]^[2]

페라이트 루프 안테나: "루프스틱"이라고도 불리며, 원통형 페라이트 코어("스틱") 주위에 감긴 와이어로 구성된다. 페라이트는 코일의 인덕턴스를 수백에서 수천 배 증가시키고, 마찬가지로 효과적인 신호 포착 영역을 확대한다. 이러한 개선은 페라이트 없이 만든 (일반) 소형 루프보다 훨씬 더 콤팩트하면서도 RF를 동일하게(또는 더 잘) 수신하게 한다. 루프스틱의 방사 패턴은 다이폴 안테나와 동일하며, 페라이트 막대에 수직인 모든 방향에서 최대치를 가진다. 이들은 중파 방송 대역 및 더 낮은 주파수용 대부분의 휴대용 및 데스크톱 소비자 AM 라디오에서 수신 안테나로 사용된다.^[ab]

소형 송신 루프: 소형 송신 루프는 둘레가 반파장보다 작고 송신에 특별히 최적화된 루프 안테나이다. 다이폴 안테나보다 훨씬 작은 크기(너비가 약 10%에 불과) 때문에 효율성이 낮음에도 불구하고 공간이 제한될 때 실행 가능한 선택지가 되기도 한다. 소형 송신 루프는 일반적으로 효율성이 낮기 때문에 이를 개선하기 위해 대부분의 소형 수신 루프보다 크게, 둘레가 ⁠ 1 /3⁠~⁠ 1 /4⁠ 파장에 가깝게 만들어진다.^[ac] 같은 이유로, 부품은 접촉 저항으로 인한 손실을 줄이기 위해 신중하게 경납땜 또는 용접으로 접합된다(납땜 아님). 크기가 더 크기 때문에 소형 송신 루프는 소형 수신 루프의 날카로운 널^[e]이 없으므로, 방향 탐지에 덜 유용하며, 또한 더 부피가 크므로(대략 두 배 크기) 무선 탐색에서 휴대용으로 더 정확한 소형 루프만큼 편리하지 않을 것이다.^[2]

매우 정확한 소형 루프 널 방향

소형 수신 루프 및 페라이트 코어 안테나의 방사 패턴에서 널^[e]은 양방향이며, 루프 또는 선형 안테나의 최대 전력 방향보다, 그리고 대부분의 빔 안테나보다 훨씬 더 날카롭다. 소형 루프의 널 지향성은 대형 접시형 안테나 (개구형 안테나, 아래 참조)의 최대 지향성과 비교할 수 있다. 신호원을 정확하게 찾기 위해, 이는 소형 수신 루프의 널 방향이 가장 강한 신호 방향보다 훨씬 더 정밀하게 만들며, 소형 루프/페라이트 코어 유형 안테나는 무선 방향 탐지 (RDF)에 널리 사용된다.

소형 루프의 널 방향은 또한 간섭을 일으키는 방송국이나 노이즈 소스에서 원치 않는 신호를 배제하는 데 활용될 수 있다.^[3]^[13]^[2]

소형 수신 루프의 널 방향이 "날카롭다"는 것을 보장하기 위해 여러 가지 제작 기술이 사용된다. 예를 들어, 둘레를 ⁠1/ 10 ⁠ 파장 (또는 최대 ⁠ 1 /4⁠ 파장)으로 만드는 것이다. 소형 송신 루프의 둘레는 일반적으로 효율성이 낮기 때문에 이를 개선하기 위해 가능한 한 크게, 최대 ⁠ 1 /3⁠ 파장, 또는 가능한 경우 ⁠ 1 /2⁠까지 만들어진다. 그러나 이렇게 하면 소형 송신 루프의 지향성 널이 흐려지거나 사라지므로, 더 작은 수신 루프의 정밀한 널과는 다르다.

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복합 안테나

요약

관점

복합 안테나는 여러 단순 안테나를 조합하여 단일 안테나로 작동하도록 구성된 것으로, 복합 광학 렌즈가 여러 단순 렌즈를 결합하는 방식과 유사하다. 마찬가지로, 하나 이상의 단순 안테나를 곡선 금속 표면이나 평면 반사 스크린과 결합하는 안테나의 경우, 금속 접시나 커튼은 광학 시스템의 거울과 유사하게 전파에 작용하므로, 이들 안테나는 반사 망원경 및 클라이그 조명과 유사하다.

광대역 복합 안테나

복합 안테나는 종종 단순 안테나를 넘어선 지향성을 강화하도록 설계된다. 그러나 다른 성능 향상은 안테나의 사용 가능한 주파수 범위를 확장하는 것이다.^[ad] 단순히 여러 단순 안테나를 공유 급전점에서 연결하면, 결과적으로 결합된 안테나는 광대역 또는 광대역 또는 다중 대역으로 작동하도록 만들어질 수 있다. 즉, 여러 개의 뚜렷한 주파수에서 잘 작동하거나, 단일의 더 넓고 연속적인 주파수 범위에서 잘 작동하도록 만들어질 수 있다.^[ae]

팬 다이폴: 멀티 다이폴이라고도 불리는 일반적인 광대역 및 광대역 다이폴 변형으로, 겉보기에는 보우타이 안테나와 유사하지만 전기적으로 다르다. 다이폴 암 쌍의 복합체이다. 한 다이폴의 두 암은 길이가 같지만, 각 다이폴 쌍은 다른 모든 쌍과 길이가 다르다. 여러 다이폴 암은 결합된 안테나의 공통 중앙 연결 지점으로부터 멀리 뻗어 나간다 ( ⚞⚟ ⪫⪪ ⫸⫷ ).^[ae]

팬 모노폴: 팬 모노폴 또는 멀티 모노폴은 팬 다이폴의 절반이다. 즉, 여러 가지 크기의 모노폴 안테나를 모두 동일한 급전점을 공유하도록 결합하며, 각 모노폴은 다른 대역 또는 하위 대역에서 잘 송신하도록 크기가 조정된다. 모든 모노폴과 마찬가지로 작동하려면 접지 시스템이 필요하다. 광대역 또는 광대역 동작을 위한 설계는 팬 다이폴과 본질적으로 동일하다.^[ae]

로그 주기 다이폴 배열: 로그 주기 다이폴 배열은 여러 다이폴이 공통 급전점을 공유하므로 광대역이며, 이 섹션에서 언급할 가치가 있지만, 아래 종단급전 배열 하위 섹션에서 자세히 설명한다. 로그 주기 안테나는 점진적으로 짧아지는 다이폴을 일렬로 배열하여 지향성을 만든다. 결과적으로, 안테나는 가장 긴 다이폴의 공진 주파수부터 가장 짧은 다이폴의 더 높은 공진 주파수까지의 주파수 범위에서 잘 송신한다(이득은 다양함). 효과적인 송신 주파수는 다이폴 배열이 유용하게 지향성을 갖는 주파수보다 더 넓은 범위를 갖는다.

배열 안테나

배열 안테나는 선형 안테나, 루프 안테나, 또는 이들의 조합과 같은 여러 단순 안테나의 복합체이다. 여러 개의 평행하게 정렬된 단순 안테나가 단일 복합 안테나로 함께 작동한다. 구성 요소인 단순 안테나는 다이폴, 모노폴, 또는 루프, 또는 루프와 다이폴의 혼합일 수 있다. 브로드사이드 배열, 종단급전 배열, 기생 배열 등 세 가지 또는 네 가지 유형이 있다.

브로드사이드 배열

셀룰러 기지국의 섹터 안테나 (흰색 막대). 길고 흰색 케이스 안에 쌓인 콜리니어 다이폴 배열은 납작한 부채꼴 모양의 빔을 방사한다.
콜리니어 배열 VHF 접이식 다이폴
독일 뮬라커 송신소의 배트윙 텔레비전 방송 안테나 4베이 콜리니어 배열
UHF 470–890 MHz 대역 TV 안테나, 8개의 브로드사이드 배열 보우타이 다이폴과 반사형 메쉬 커튼
오스트리아의 커튼 배열 단파 송신 안테나. 타워 사이에 매달린 전면 다이폴 열은 송신 "배열"이고, 그 뒤의 평행 다이폴 열은 반사 "커튼"이다. 타워는 단순히 다이폴을 지지한다.

브로드사이드 배열은 여러 개의 평행하거나 동일 선상의 동일한 급전 요소, 일반적으로 다이폴로 구성된다. 이들은 선을 따라 쌓이거나 (수직 요소의 수직선 또는 수평 요소의 수평선) 또는 평행 요소의 열로 배치될 수 있다 (수평 안테나의 수직 스택 또는 수직 안테나의 수평 열). 안테나는 모두 동위상으로 급전되며, 단순 안테나를 포함하는 평면에 수직인 빔을 공동으로 방사한다. 이는 총사들이 모두 동시에 같은 방향으로, 사수들의 선에서 수직으로 사격하는 사격선과 유사하다.

수직 콜리니어: 여러 다이폴로 구성된 브로드사이드 배열로, 서로 위아래로 쌓여 단일 수직선을 이루거나, 드물게 수평으로 끝에서 끝까지 일렬로 배열되어 동위상으로 급전된다. 이는 고이득 무지향성 안테나로, 더 많은 전력이 수평 방향으로 방사되고 하늘이나 지면으로 낭비되는 전력이 적다는 의미이다. 이득은 8–10 dBi이다. 경찰, 소방, 구급차, 택시 배차원과 같은 육상 이동 무선 시스템의 기지국 안테나 및 셀룰러 기지국의 섹터 안테나로 사용된다.

커튼 배열: 커튼 배열은 단파 방송국에서 HF 대역에서 사용되는 대형, 지향성, 장거리, 브로드사이드 송신 배열 안테나를 위한 여러 설계 중 하나이다. 이는 평평한 반사 스크린("커튼") 앞에 평행하게 배열된 동일한 다이폴의 수직 직사각형 배열로 구성된다. 스크린 또는 커튼은 두 개의 금속 타워 사이에 지지되는 두 번째 수직 평행 와이어 열로 구성된다. 이는 수직 편파 전파의 수평 빔을 지평선 바로 위 하늘로 효율적으로 방사하도록 정렬된다. 신호가 지평선을 넘어 전리층에 도달하면 빔은 굴절되어 F 층에서 지구로 반사되어 지평선 너머 멀리 도달하거나, 지면에서 다시 반사되어 또 다른 "호프"를 형성할 수 있다. 커튼 배열에는 브루스 배열, 스테르바 커튼, 밥테일 커튼, HRS 안테나 등 여러 가지 설계가 있다. 하프 스퀘어 안테나 (아래)는 두 개의 방사 요소만 있고 반사 스크린이 없는 최소 커튼 배열이다.

반사 배열: 2차원 브로드사이드 배열로 배치된 여러 다이폴이 평평한 반사 스크린("커튼"이라고도 불림) 앞에 장착된다. 레이더 및 UHF 텔레비전 송수신 안테나에 사용된다.

하프 스퀘어: 두 개의 "거꾸로 된" 수직 모노폴로 만들어진 브로드사이드 배열이다. 매달린 끝/바닥은 전기적으로 일반 모노폴의 상단에 해당하며, 지면에 연결되지 않는다. 각 모노폴이 매달린 두 개의 상단 끝은 전기적으로 일반 모노폴의 바닥에 해당하며, 모노폴의 명목상 급전점이다(결합된 시스템의 실제 급전점은 종종 다른 곳에 배치된다). 상단 연결 지점은 반파장 길이의 와이어로 서로 연결되며, 이 와이어는 카운터포이즈 와이어와 크로스오버 위상 급전선 역할을 모두 수행한다. 수직 안테나는 방사체이며, 최소 2소자 커튼 배열로 작동하며, 밥테일 커튼과 유사하다. 이 구조는 그리스 문자 Π 모양을 하고 있다. (위에서 설명한 유사하게 보이는 하프 루프 안테나와 혼동하지 말 것)^[aa] 하프 루프와 달리, 어떤 모노폴 요소도 그 아래 지면과 DC 연결이 없다 (비록 상당한 RF 정전용량 결합이 일반적으로 있지만, 이는 수직 안테나를 단축하는 데 활용될 수 있다). 상단에서 상단으로 연결되는 반파장 연결 와이어는 두 안테나의 방사를 동위상으로 유지하는 위상선 역할을 한다. 이 선은 전체 안테나 시스템의 급전점이 안테나의 다른 부분에 연결될 수 있음에도 불구하고 이 기능을 수행한다. 쿼터파장 모노폴의 전류는 급전점에 가장 가까운 곳에서 가장 높으므로, 명목상 상단 급전은 각 모노폴의 상단에 최대 전류를 배치한다. 방사는 (불균형) 전류에 의해 발생하므로, 하프 스퀘어 안테나에서 최대 방사는 안테나 상단 근처에서 발생한다. 효과적으로 상단 급전되므로, 역모노폴은 일반적인 하단 급전 모노폴의 베이스 근처에서 생성되는 방사와 비교하여 더 좋고 다소 강한 장거리 신호를 생성하는 경향이 있는데, 이는 일반적으로 금속 울타리, 주택에 내장된 배선, 판금으로 덮인 헛간 및 창고와 같은 전파 반사 전기 장애물로 인해 먼 지평선으로 향하는 경로가 방해받기 때문이다.^[14]

배트윙: 슈퍼턴스타일이라고도 불리며, VHF 텔레비전 방송에 사용되는 특수 브로드사이드 배열 안테나이다. 박쥐 날개와 유사한 방사기를 가진 수직 쌍의 다이폴로 구성된 하이브리드 납작한 양원추형 및 턴스타일 안테나이다. 배트윙 모양은 납작한 양원추형("버터플라이 안테나")으로, 채널 전체 TV 송신에 필요한 넓은 대역폭을 제공한다. 배트윙을 마스트에 수직으로 쌓으면 결합된 안테나의 방사가 수평 방향으로 더 집중되고, 직각으로 배치된 매칭 쌍은 서로의 널을 채워 결합된 방사 패턴을 더욱 무지향성에 가깝게 만든다.^[q]

마이크로스트립: 회로 기판 (PCB)에 인쇄된 소형 마이크로파 안테나이다. 처리하는 파장이 짧기 때문에, 작은 안테나도 마이크로스트립 급전선을 통해 공급되는 기판 위의 패치 안테나 배열과 같이 컴팩트한 공간에서 큰 이득을 얻도록 모양을 만들 수 있다. 종종 PCB에 인쇄된 안테나는 여러 다른 소형 안테나의 복합체로, 각 안테나는 다른 안테나를 보완하는 보완적인 성능 이점을 갖도록 모양이 만들어진다. 또한, 구성 요소의 빔폭과 편파는 동일 보드에 인쇄된 스위칭 및 위상 회로에 의해 능동적으로 재구성될 수 있다. 현대 PCB 제조 기술로 인한 쉬운 제작으로 인해 현대 무선 장치에서 인기를 얻었다.

브로드사이드 및 종단급전 모두

미국 공군 페이브 포스 위상배열 레이더 안테나, 탄도 미사일 탐지용, 알래스카. 각 평평하고 둥근 배열은 2677개의 개별 교차 다이폴 안테나로 구성됨.
콘월 켈시 헤드 근처 페놀 포인트에 설치된 다방향 복합 루프 안테나 배열.

이 하위 섹션은 "위상 배열"이라고도 불릴 수 있다. 위상 배열은 구성 요소인 단순 안테나들이 파장의 큰 부분만큼 떨어져 배치되고, 각 안테나 급전선의 위상이 개별적으로 변환되어, 여러 단순 안테나의 배치 전체에 걸쳐 선택된 방향으로 이동하는 전파 신호가 수신기에 동시에 도달하여 건설적으로 상호 강화되도록 하는 복합 지향성 안테나 유형이다. 반대로, 다른 방향에서 들어오는 파동은 원치 않는 방향의 신호를 억제하거나 제거하기 위해 파괴적으로 간섭할 것이다. 동일한 위상 조절 기술은 역방향으로도 작동하며, 여러 안테나에서 송신된 신호가 결합하여 주로 한 방향으로 나가는 파면을 형성한다. 위상 변화는 안테나를 물리적으로 움직이지 않고도 방사 수신 및 송신 방향을 전기적으로 조향할 수 있다. 한계 내에서, 특정 방향을 얼마나 좁게 선택할 수 있는지는 더 많은 안테나 수 및 안테나 간 간격이 더 넓을수록 향상된다.

위상배열: 위상 조절을 통해 전자적으로 조향 가능한 고이득 안테나로, UHF 및 마이크로파 주파수에서 사용된다. 종단급전 배열에서 브로드사이드 배열까지, 그리고 그 사이의 모든 방향으로 조향 가능하다. 각 안테나가 전자 위상 변환기를 통해 급전되는 2차원 배열의 여러 다이폴로 구성되며, 위상 변환기는 컴퓨터 제어 시스템에 의해 제어된다. 빔은 안테나 전면의 넓은 각도 내에서 어떤 방향으로든 즉시 조준될 수 있다. 군용 레이더 및 재밍 시스템에 사용된다.

애드콕 안테나: 애드콕 안테나는 나란히 있는 두 개의 종단급전 배열이므로, 브로드사이드 배열이기도 하다. 네 개의 평행한 다이폴(또는 모노폴) 안테나로 만들어지며, 모두 같은 크기이고 정사각형의 네 모서리에 수직으로 동일한 간격으로 정렬되어 있다. 네 개의 다이폴은 모두 구동되지만, 인접한 다이폴 요소는 반대 위상으로, 반대 모서리에 있는 요소는 동일 위상으로 구동된다. 다이폴 요소의 간격과 위상 조절의 조합은 배열된 요소의 조합을 중간 정도로 지향성으로 만든다. 위상 배열과 달리 애드콕 안테나는 급전선의 위상을 변경하여 조향하는 대신, 일반적으로 주어진 방향으로 물리적으로 회전시킨다.

종단급전 배열

140–470 MHz용 로그 주기 동일 평면 다이폴 배열

종단급전 배열은 급전 요소가 서로 위상차가 나도록 급전되며, 위상차는 요소들 간의 거리에 해당한다. 이들은 구성 요소인 평행 안테나들이 모두 놓여 있는 평면 내에서 방사한다.^[3]^[15]^[4]^{(pp.  283–371 )}

총사 비유를 계속하자면, 종단급전 배열은 사수들의 열과 비슷하게 작동한다. 예를 들어 세 명의 사수가 일렬로 늘어서서 한 명은 땅에 엎드리고, 다음은 첫 번째 뒤에 무릎을 꿇고, 마지막은 그들 뒤에 서서 모두 자신이 늘어선 방향과 같은 방향을 조준하고, 뒤에 있는 사수들은 앞에 있는 사수들의 머리 위로 발사한다. 각 비유적인 총사는 뒤에 있는 총사들의 총알이 머리 위로 지나가는 순간 총을 발사하여, 총알의 결합된 일제 사격이 하나의 정렬된 그룹으로 뭉쳐 모두 동시에 목표물에 도달한다.

로그 주기 다이폴 배열: 붐을 따라 여러 다이폴 요소가 점진적으로 길이가 짧아지며 (뒤에서 앞으로), 모두 교대 극성으로 전송선에 연결된 종단급전 배열이다. 이는 넓은 대역폭을 가진 지향성 안테나로, 옥상 텔레비전 안테나로 사용하기에 이상적이지만, 비슷한 크기의 야기 안테나보다 이득이 훨씬 적다. 물고기 뼈처럼 생겼기 때문에 때때로 "피시본(fishbone)" 안테나라고 불린다.^[af] 낮은 HF 대역의 긴 파장에서는 배열이 다이폴 대신 지상 설치 모노폴로 만들어질 수 있다.

기생 배열

야기-우다 동일 평면 기생 다이폴 배열, 접이식 다이폴 급전 요소, 아날로그 TV 채널 2–4 및 47–68 MHz용으로 제작됨
목슨 안테나. 좌우 세그먼트의 중앙과 중간 붐 전체는 절연 튜브로 만들어져 긴 앞뒤 세그먼트를 전기적으로 분리한다.
고전적인 "박스 카이트-프레임" 모양의 아마추어 무선국에서 사용되는 2소자 쿼드 안테나
대형 평행면, 원형 루프로 만들어진 3루프 "쿼드"의 상세도 (따라서 실제로는 사각형이 아님)

기생 배열은 특정 유형의 종단급전 배열로, 여러 안테나, 일반적으로 다이폴로 구성되며, 하나의 급전 요소와 나머지는 기생 요소로 이루어져 있다. 기생 요소는 방사된 빔에서 전력을 끌어와 안테나 막대선을 따라 해당 신호 전력을 재방사한다. 기생 배열은 복합 광학 렌즈와 가장 유사한 RF 아날로그이며, 단순 렌즈의 조합으로 만들어진다. 또한 특히 능숙한 배드민턴 선수 팀의 열에 비유할 수도 있다. 서버는 뒤쪽 또는 그 근처에 서 있고, 앞쪽에 있는 각 팀원은 셔틀콕이 지나갈 때마다 스윙을 하여 더 나은 조준으로 앞으로 나아가게 한다.

야기-우다: "야기"라고도 불리며, UHF, VHF 및 상위 HF 주파수에서 가장 흔한 지향성 안테나 중 하나이다. 야기-우다는 여러 개의 반파장 다이폴 요소로 구성되며, 축이 평행하게 동일 평면에 정렬되어 있고, 단일 공명 길이의 급전 요소가 급전선에 연결되어 있다. 일반적으로 배열에서 마지막에서 두 번째, 가장 긴 요소 다음 요소이다.^[af] 여러 다른 요소는 기생으로, 방사된 신호를 더 좁은 빔으로 반사하고 지향하여 "빔 안테나"라는 이름이 붙는다.^[ag] 야기-우다를 만드는 데 사용되는 단순 안테나는 모두 선형 또는 구부러진 선형 안테나, 또는 모두 루프(쿼드 안테나) 또는 (드물게) 루프와 직선 와이어 안테나의 혼합 조합일 수 있다.; 야기-우다는 옥상 텔레비전 안테나, 점대점 통신 링크, 전리층에서 "스킵" 반사를 이용한 장거리 단파 통신에 사용된다. 사용되는 지향자 요소의 수에 따라 일반적으로 10~20 dBi의 이득을 가지지만, 대역폭은 매우 좁다.^[ah]

목슨 안테나: 목슨 직사각형이라고도 불린다. 2개의 다이폴 요소로 된 야기 안테나이며, 최소한의 기생 배열이다. 다이폴 끝은 서로를 향해 구부러져 절연체를 통해 전체적으로 직사각형 모양으로 연결된다. 일반적으로 설계 주파수에서 드라이버-반사기 다이폴 쌍으로 작동하지만, 다른 주파수에서는 드라이버-지향기 쌍으로 덜 최적으로 사용될 수도 있다. 분리된 다이폴의 끝은 안쪽으로, 서로를 향해 구부러져 절연 코드 또는 튼튼한 튜브로 연결되어 직사각형 모양을 이룬다. 끝을 구부리고 연결하면 안테나가 풍하중에 더 튼튼해지고, 너비를 다소 줄여 전체 너비의 야기-우다보다 지향성 안테나를 회전시키기 쉽게 만든다.^[16]

쿼드: "쿼드"는 단일 사각형 모양의 루프를 지칭할 수도 있지만, 일반적으로 기생 배열로 쌓인 두 개 이상의 평행 평면 루프를 지칭한다. 루프가 직사각형 모양인 경우가 많지만, 직경과 높이를 최소화하기 위해 실제로는 관습적인 이름에도 불구하고 개별 루프는 사각형이 아닌 모양일 수 있다. 언뜻 보면 정사각형 쿼드는 박스 카이트 프레임과 유사하다. 쿼드의 루프 중 하나만 급전선에 연결되며, 이 루프는 안테나의 구동기 역할을 하고 방사 신호의 원래 소스이다. 다른 루프는 기생 요소로, 반사기 또는 지향기 역할을 하여 방사된 파동을 더 좁은 단일 방향으로 집중시키고 이득을 증가시킨다. 쿼드 안테나는 다이폴 또는 모노폴 대신 루프로 만들어진 야기 안테나이며, HF 대역에서 단파 통신용 지향성 안테나로 사용된다. 더 긴 파장에서는 (정사각형일 경우) 다이폴로 만든 야기 안테나보다 폭이 절반이고 약간 더 나은 지향성을 가지므로 선호되는 경우가 있다.^[3]^[13]^[2]

개구형 안테나

중앙에 "보우타이" 다이폴 구동 요소가 있는 코너 반사기 UHF TV 안테나
태즈메이니아 대학교의 파라볼라 전파망원경, 사우스오스트레일리아주 세두나^[17]
극히 높은 이득(~70 dBi) NASA 카세그레인 접시형 안테나
마이크로파 혼 안테나, 대역폭 0.8–18 GHz
군함의 X 밴드 (8–12 GHz) 해양 레이더 슬롯 안테나
밀리미터파 전파망원경에 사용되는 유전체 렌즈 안테나.

개구형 안테나는 더 크고 3차원적인 주변 구조 안에 내장된 작은 다이폴 또는 루프 급전 안테나로 구성되며, 이 구조는 급전 안테나에서 나오는 전파를 특정 방향으로 유도하고 그 반대도 마찬가지이다. 유도 구조는 종종 접시 모양이거나 깔때기 모양이며, 파장에 비해 상당히 크고, 한 방향으로만 전파를 방출하는 개구부 또는 개구(aperture)를 가지고 있다. 외부 안테나 구조는 자체적으로 공명하지 않으므로, 내부에 있는 급전 안테나를 교체하거나 재조정함으로써 넓은 주파수 범위에 걸쳐 사용할 수 있으며, 이 급전 안테나는 종종 공명한다.

코너 반사기: 약 8 dBi의 중간 이득을 가진 지향성 안테나로, 종종 UHF 주파수에서 사용된다. 보통 90° 각도로 결합된 두 개의 반사 금속 스크린 앞에 장착된 다이폴로 구성된다. 옥상 UHF 텔레비전 안테나 및 점대점 데이터 링크에 사용된다.

파라볼라: 마이크로파 주파수 이상에서 가장 널리 사용되는 고이득 안테나이다. 접시 모양의 금속 포물선 반사경과 초점에 있는 급전 안테나로 구성된다. 어떤 안테나 유형보다 높은 이득을 가질 수 있으며, 최대 60 dBi에 달하지만, 접시는 파장에 비해 커야 한다. 레이더 안테나, 점대점 데이터 링크, 위성 통신 및 전파망원경에 사용된다.

혼: 혼 안테나는 도파관에 플레어링된 금속 혼이 부착된 형태이다. 15~25 dBi의 중간 이득을 가진 단순한 안테나로, 레이더 건, 복사계, 파라볼라 접시용 급전 안테나와 같은 응용 분야에 사용된다.

슬롯: 도파관 (전자기학)에 하나 이상의 슬롯이 잘려 있어 마이크로파를 방출한다. 선형 슬롯 안테나는 좁은 부채꼴 모양의 빔을 방출한다. UHF 방송 안테나 및 해양 레이더 안테나로 사용된다.

렌즈: 렌즈 안테나는 유전체 층 또는 금속 스크린, 또는 다양한 두께의 다중 도파관 구조로 만들어지며, 급전 안테나 앞에 장착된다. 도파관/스크린/유전체는 전파를 굴절시켜 급전 안테나에 집중시키며, 손전등 앞에 놓인 초점 렌즈와 유사하다.

유전체 공진기: "공진기" 부분은 작은 공 모양 또는 퍽 모양의 유전체 재료 조각으로 구성되며, 도파관 입구에 놓여 다른 쪽 끝으로 공급되는 파동에 의해 여기된다. 잘 설계되면 공진 재료는 흡수된 파동을 효율적으로 재방사한다. 밀리미터파 주파수(약 10~100 GHz)에서 사용된다.

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진행파 안테나

요약

관점

베버리지 안테나를 보여주는 애니메이션.
오스트리아 단파 방송국의 마름모 안테나와 유사한 사분면 안테나. 5–9 MHz, 100 kW에서 수평 빔을 방사한다.
프랑스 위성 추적에 사용되는 4개의 축 모드 나선형 안테나 배열.

지금까지 논의된 안테나와 달리, 진행파 안테나는 공명하지 않으므로 본질적으로 넓은 대역폭을 가진다.^[3]^[4]^{(pp.  549–602 )} 이들은 일반적으로 여러 파장 길이의 와이어 안테나로, 전압 및 전류 파동이 단일 통과로 한 방향으로 이동하는 반면, 공명 안테나에서는 파동이 앞뒤로 튕겨서 정상파를 형성한다.

진행파 안테나가 한 방향으로만 수신하도록 하려면, 일반적으로 한쪽 끝에 저항기를 사용하여 종단한다.^[ai] 이 저항기의 저항은 안테나 와이어의 특성 임피던스에 맞게 조정된다. 종단의 임피던스를 안테나 와이어에 맞추는 것은 저항기로 향하는 파동의 흡수를 최대화하므로, 원치 않는 방향에서 오는 신호는 급전점으로 거의 반사되지 않는다. 저항기가 안테나 와이어를 따라 그 끝으로 향하는 가로채진 파동을 흡수하므로, 종단 저항기 반대편의 안테나 급전점은 저항기에서 멀어져 급전점으로 향하는 방향으로 이동하는 파동만 수신한다. 수신에 사용될 때 저항성 종단은 모든 방향에서 들어오는 잡음의 절반 이상을 제거하면서, 원하는 방향에서 오는 모든 신호 전력을 보존한다.

진행파 안테나의 길이가 길수록 (파장 단위로) 수신 방향이 더 좁아지며, 복합 빔 안테나의 성능에 근접하거나 능가한다. 진행파 안테나의 일반적인 긴 길이는 조향할 수 없게 만들므로, 원하는 방향마다 고정 안테나를 설치해야 한다. 개별 진행파 안테나는 끝에서 끝까지 약 1.5–2.5 파장 길이인 것이 바람직하며, 이를 배치하려면 넓은 공간이 필요하다. 낮은 HF 대역에서는 여러 방향에서 수신하기 위해 여러 개의 긴 안테나를 설치할 충분한 공간을 확보하는 어려움 때문에 넓은 부지를 소유하지 않은 사람들에게는 진행파 안테나가 실현 불가능하다.

송신에 사용될 경우, 저항기는 진행파 안테나를 비효율적으로 만든다. 저항기가 안테나 와이어를 한 번 통과한 후 모든 전파를 흡수하기 때문이다. 반면 공명 안테나에서는 전파가 여러 번 앞뒤로 순환하며 신호에 여러 번 방사할 기회를 제공한다.^[aj] 그러나 종단 저항기에 의해 비공진으로 만들어지기 때문에,^[ai] 진행파 안테나는 주파수에 관계없이 전력을 쉽게 공급받을 수 있다. 트랜스매치가 없는 공진 안테나가 공진 근처 주파수에 제한되는 것과는 대조적이다. 주파수에 대한 실질적인 제한이 없기 때문에, 진행파 안테나는 종단 저항기에서 열로 낭비되는 상당한 양의 전력을 보상하기 위해 송신 전력을 충분히 높이는 것이 법적으로나 전기적으로 가능하다면 송신용으로 여전히 선호될 수 있다.

베버리지: 가장 단순한 단방향 진행파 안테나. 지상 근처에 매달린 1~수 파장 길이의 직선 와이어로 구성되며, 한쪽 끝은 수신기에 연결되고 다른 쪽 끝은 특성 임피던스와 동일한 저항기(일반적으로 400~800 Ω)로 종단된다. 방사 패턴은 종단된 끝에서 얕은 각도로 하늘을 향하는 주엽을 가진다. 전리층에서 반사된 공중파를 장거리 "스킵" 단파 통신에서 수신하는 데 사용된다.

마름모: 마름모 ( ◊,〈〉) 모양의 네 개의 동일한 와이어 섹션으로 구성된다. 한쪽 예각에서 평형 급전선으로 급전되며, 두 변은 반대쪽 예각에 있는 안테나 위치의 특성 임피던스와 동일한 저항기에 연결된다. 이 설계는 우수한 광대역 단파 수신 안테나를 만들며, 종단 저항기가 있는 한쪽 예각에서 다른 쪽 예각의 급전점 방향으로 이동하는 파동을 가로채는 다소 지향성 있는 수평 주엽을 가진다. 마름모가 파장 단위로 클수록 안테나의 지향성이 더 높아진다. 항상 좋은 수신 안테나이며, 종단 저항기에서 소모되는 전력을 보상하기 위해 송신 전력을 충분히 높이는 것이 실용적일 때 양방향 공중파 통신에 사용될 수 있다.

누설파: 누설파 안테나는 마이크로파 신호가 일반적으로 단단한 와이어 대신 도파관을 통해 전달되는 마이크로파 주파수에서 사용된다. 이들은 도파관 또는 동축 케이블에 슬롯 또는 "개구부"를 잘라 신호가 슬롯 길이를 따라 방사되도록 하여("누설" 파동) 만들어진다.

축 모드 헬릭스

반사 스크린 앞이나 위에 장착된 나선 모양의 와이어( ⸠ꕊ )로 구성되며, 코일 전체 길이가 최소 한 파장 정도이다. 나선의 열린 끝에서 안테나는 15 dBi의 일반적인 이득으로 원편파 파동 빔을 방사한다. 안테나 크기가 실현 가능한 VHF 및 UHF 주파수에서 사용된다. 빔 축의 상대적 회전에 둔감하기 때문에 원편파를 사용하는 위성 통신에 자주 사용된다.^[ak]

"러버 덕키" 안테나 (노멀 모드 헬릭스)와 혼동하지 말 것. 이는 훨씬 더 작다.^[t]

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기타 안테나 유형

요약

관점

다음은 위에 나열된 단순화된 유형 중 어떤 것에도 편안하게 맞지 않는 몇 가지 안테나 유형이다.

공중에 높이 설치하는 대신 지면에 놓거나 심지어 땅에 묻는 안테나를 농담처럼 들릴 수도 있지만, 실제로 작동하며, 물론 한계가 있다.

저항 부하 안테나: 광대역 안테나를 만드는 한 가지 방법은 안테나를 통과하는 전기 경로에 저항 요소를 배치하는 것이다. 때로는 유도자에 황동이나 주석을 삽입하여 어느 정도 주파수 선택성을 높이는 방식으로 위장하기도 한다. 추가 저항은 공명을 감쇠시키고, 결과적으로 공명에서 멀리 떨어진 주파수와 반공명에 매우 가까운 주파수에서 대부분의 안테나에서 발견되는 성가신 반응저항을 줄이는 데 사용된다. 저항의 공명 감쇠는 어떤 주파수에서도 적절한 작동을 허용하지만, 저항에서 일부 송신 전력이 낭비되는 대가가 따른다. 몇 가지 예로는 종단형 동축 케이지 모노폴(TC²M)이 있다.^[18] 경사 종단형 접이식 다이폴 (T²FD), 그리고 유사한 로빈슨-반스 안테나(본질적으로 다른 두 와이어와 평행하게 세 번째 와이어가 있는 T²FD)가 있다.^[19]^[ai]

접지 안테나, 매설 안테나, 지상 안테나: 접지 안테나는 실제로 흙 속에 묻혀 있는 와이어로 만들어지므로 매설 안테나라고도 불린다. 흙 속에 묻히는 대신 흙 위에 놓이면 지상 안테나라고 불린다. 대부분의 아마추어 사용은 무지향성 중파 및 장파 수신 안테나로 제한되지만, 송신용 접지 다이폴^[al]는 군사 잠수함 통신에 사용된다. 작동하려면 와이어가 흙 표면에 충분히 가까워야 전파가 침투하여 도달할 수 있다. 중파와 장파는 흙 침투에 훨씬 더 능숙하며, 드물지만 매설 안테나가 가장 많이 사용되는 대역이다.^[20]^[am]

랜덤 와이어 안테나: Moxon (1993)은 랜덤 와이어 안테나를 "이상한 와이어 조각"이라고 묘사한다.^[16] 이는 단파 신호 청취 및 먼 방송국의 AM 방송 수신을 위해 설치되는 전형적인 비공식 안테나이다.^[an] 랜덤 와이어 안테나는 계획되지 않은/사용 가능한 길이의 공중선으로 구성되며, 실외에서는 높은 지지대 사이에 설치되거나, 실내에서는 천장을 가로질러 벽을 따라 또는 지지대 사이를 불규칙한 지그재그 패턴으로 연결된다.^[ao] 안테나 와이어의 가까운 끝은 보통 라디오 뒷면에 직접 연결된다.

스네이크 안테나: 지면 위에 놓인 랜덤 와이어 안테나를 "스네이크 안테나"라고 부르는데, 이는 특정 유형으로 명확하게 구별되지 않는다.

B.O.G. 안테나: "Beverage on the ground" – 종종 "B.O.G." 또는 보그 안테나라고 불린다 – 는 직선으로 놓인 "스네이크 안테나"로, 급전점 반대편 끝이 접지되어 있다. 이는 진행파 안테나이며, 기술적으로는 낮게 매달린 베버리지 안테나의 극단적인 사례로 간주될 수 있다.

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등방성

요약

관점

등방성 안테나(등방적 복사체)는 실제 안테나가 아니다. 이는 모든 수직, 수평, 횡단 방향으로 동일한 신호 전력을 방사하는 가상의, 완전히 무지향성 안테나이다. 구식 백열등은 거의 등방성 복사체(열과 빛)의 예로 자주 사용된다. 역설적으로, 전기적 길이가 가장 긴 치수에서 약 ~⁠ 1 /10⁠ 파장 미만인 모든 유형의 모든 안테나는 대략 등방성이지만, 실제 안테나는 결코 정확히 등방성일 수 없다.

정확히 등방성인 안테나는 단지 수학적 모델일 뿐이며, 실제 안테나의 지향성 또는 이득을 계산하기 위한 비교 기준으로 사용된다. 어떤 실제 안테나도 완벽하게 등방성인 방사 패턴을 생성할 수는 없지만, 등방성 방사 패턴은 다른 유형의 안테나가 선호하는 방향으로 추가 방사를 투사할 수 있는 정도를 비교하기 위한 "최악의 경우" 참조 역할을 한다.

모든 단순 안테나는 송신 또는 수신하는 파장의 길이가 안테나의 가장 긴 변 길이의 여러 배를 넘어설수록 등방성에 점점 더 가까워진다.

거의 등방성 안테나

거의 등방성인 실제 안테나는 두 개 또는 세 개의 소형 안테나를 결합하여 만들 수 있는데, 각 소형 요소(전기적 길이가 약 ~⁠ 1 /10⁠ 파장 미만)는 서로 다른 방식으로 정렬된다.

거의 등방성 안테나는 인공위성의 비상 안테나로 사용되는데, 위성이 통신국과 정렬이 틀어져도 작동하기 때문이다. 또한 전계 강도 측정기 또는 다른 안테나를 테스트하기 위한 표준 참조 수신 또는 송신 안테나로 사용되기도 하는데, 작은 정렬 불일치가 문제가 되지 않기 때문이다. 즉, 어떤 방향으로든 신호 강도가 거의 동일하게 측정된다.

무지향성은 등방성이 아니다

실제로 존재하지 않는 등방성 안테나는 실제적이고 비교적 흔한 무지향성 안테나와 혼동해서는 안 된다.

등방성 안테나는 모든 3차원 방향으로 동일한 전력을 방사하는 반면, 무지향성 안테나는 모든 수평 방향으로 동일한 전력을 방사하지만 수직 방향으로는 거의 또는 전혀 방사하지 않는다. 무지향성 안테나의 방사 전력은 고도 각도에 따라 달라진다. 수평에서 최대이며, 고도 각도가 안테나의 수직축과 정렬될수록 감소한다. 수직 짧은 휩 또는 수평 소형 자기 루프와 같은 여러 유형의 안테나는 파장이 증가함에도 불구하고 정확히 수직 방향으로는 전혀 방사하지 않는다. 이는 모든 방향으로 동일하게 방사하는 이상적인 등방성 안테나와 비교할 때 수직 방향에서의 널 반응이 보존되는 점을 보여준다.

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내용주

[a]
이 문서는 종종 안테나와 그 배선, 그리고 연결된 케이블 내부의 전파 파장을 언급하지만, 그 길이는 공기를 통과하는 파동(및 자유 공간)에 대한 친숙한 파장보다 안테나 내부에서 물리적으로 약간 짧은 측정 길이이며, $\ \lambda ={\tfrac {\ c\ }{f}}\ ,$ 로 결정된다. 여기서 안테나 내부의 $λ$ 는 더 짧은 파장이고, 안테나 내부의 $c$ 는 더 느린 빛의 속력이다. $f$ 는 무선주파수이며, 내부와 외부에서 동일하다. 안테나를 이해하는 데 문제가 발생하는 것은 다른 빛의 속도들을 신중하게 추적하지 못할 때이다. 이 모든 속도들은 자유 공간의 빛보다 작거나, 많아야 같기 때문이다. $\ c\leq c_{0}\ ,$ 여기서 $\ c_{0}\$ 는 (최대) 진공 (또는 공기)에서의 빛의 속력이고, $c$ 는 안테나 내부에서의 느린 빛의 속력이다. 안테나 내부의 실제 속도와 자유 공간 속도 사이의 비율은 속도 계수 $\ V_{\mathsf {F}}={\tfrac {c\ }{~c_{0}\ }}\ ,$ 또는 밀접하게 관련된 전기적 길이라고 불리며, 모두 안테나 와이어의 정전 용량의 복잡성인 세 가지 다른 원인의 조합이다.
도체를 둘러싸는 절연체 재료는 주변 공간의 유효 유전율을 변경하여 통과하는 빛의 속도를 지연시킨다. 이는 플라스틱 절연체, 와이어의 보호 플라스틱 재킷, 또는 어떤 경우에는 페인트 속의 금속 산화물 안료 및 살균제에 의해 발생할 수 있다.

안테나를 효과적으로 단축시키는 다른 두 가지 원인은 좌절스러울 정도로 복잡한 "말단 효과"로, 이는 단위 길이당 균일한 와이어 정전 용량에 대한 일반적인 공식이 안테나 끝 부분에서 정전 용량을 심각하게 과소평가하게 만든다. 첫째, 안테나 끝 부분 근처의 전기적으로 더 개방된 공간 때문에 와이어 끝 부분 근처에서 단위 길이당 과도한 정전 용량이 급증하고( C′ ) ( 전신 방정식 참조) 둘째, 안테나 빔의 뭉툭한 끝 부분 또는 안테나 마스트 상단이 더 많은 정전 용량을 위한 새로운 표면을 제공하기 때문이다. 이 두 가지 추가 정전 용량 원천의 결과는 송신 전력이 적더라도 놀랍도록 높은 전압이 발생하는 안테나의 가장 높은 전압 부분에 영향을 미친다는 점에서 더욱 악화된다.

또 다른 사소한 문제는 안테나가 지면에 매우 가까울 때 발생하는 안테나-지면 정전 용량이다. 이는 직선 위로 송신(NVIS)을 위해 선택된 주파수에서 일시적인 안테나에 흔히 발생하여 전리층에서 파동을 거의 수직으로 다시 반사시키고, 제한된 위치에서 수백 마일 이내의 비상 통신 센터로 신호를 보내는 데 사용된다. 일반적으로 낮게 매달린 안테나의 경우 훨씬 더 큰 안테나 교란이 발생하는데, 지면에서 반사되어 안테나로 다시 향하는 전파가 안테나 급전 전류와 충돌하는 역전류를 발생시키기 때문이다. 추가적인 지면-안테나 정전 용량은 일반적으로 비교적 사소한 문제이다.

와이어 자체의 정전 용량의 순 결과는 와이어의 전기적 길이를 약간 더 길게, 약  97% ~ 98%  , 자유 공간(또는 공기)을 통과하는 전파의 최대 길이보다 길게 만들며, 일단 안테나 내부에서 RF 전류로 변환되면 달라진다. 두 가지 말단 효과는 안테나 끝 부분에 추가 정전 용량을 증가시킨다. 이는 안테나 끝을 넘어 빈 공간을 통해 더 많은 전기장 선이 끝 부분의 금속 표면에 도달할 수 있기 때문이며, 안테나 와이어 또는 마스트의 평평한 끝 부분이 추가적인 축전기 판 역할을 하는 약간의 추가 금속 표면을 제공하기 때문이다. 우연히도, 이들 또한 전기적 길이를 또 다른  97% ~ 98%  만큼 단축시킨다. 따라서 안테나 제작자들은 안테나 내부의 파장이 자유 공간 파장에 비해 얼마나 짧아질지 추정하기 위해 경험칙으로 0.975 × 0.975 ≈ 95% 를 사용하는 경우가 많다. 실제 양은 안테나와 지면 사이의 거리 및 기타 근처 전도성 물체의 미세한 차이에 크게 좌우된다.
[b]
자체 공명 안테나에서, 전류 및 전압 파동이 통과하는 안테나의 전도성 경로 길이는 안테나 유형에 따라 정수배의 정파, 반파 또는 4분의 1파장이 그 안에 들어맞도록 크기가 정해진다.^[a] 안테나에 공급되는 파동은 와이어 끝 사이에서 앞뒤로 튕기거나 폐쇄 루프 주위를 순환한다. 공명 주파수에서 파동의 겹치는 부분은 안테나 세그먼트를 따라 파형을 만들고 더하고 뺀다. 복합 파형은 세그먼트를 따라 위치를 이동할 수 있다("진행"), 빠르게 또는 느리게, 또는 거의 멈출 때까지 느려진다("정지"). 거의 모든 주파수에서 파형은 진행파가 된다. 즉, 안테나 와이어를 따라 이동하지만, 주파수가 공명할 때 파장의 길이(정파, 반파 또는 4분의 1파장으로서)는 안테나의 전체 전기적 길이에 정확히 일치한다. 파형은 이동을 멈추고 정상파가 된다. 이는 겹치는 파동 최대치(따라서 최대 방사)가 (아마도) 가장 좋은 효과를 내는 위치에 유지되고 안테나 급전점의 성가신 반응저항이 사라지는 이중의 이점을 제공한다.
[c]
모든 크기의 루프 안테나는 일반적인 의미에서 "자기 안테나"이다. 이 의미는 혼란스러울 정도로 유사한 일반 용어인 "자기 루프"와는 다르며 혼동해서는 안 된다. "자기 루프"는 작은 루프 안테나("작다"는 루프의 전체 둘레가 반파장보다 짧다는 의미)를 설명하는 데 일반적으로 사용된다. 작은 루프 안테나를 설명하는 데 사용되는 별도의 용어 자기 루프는 여기에 의도된 자기 안테나보다 더 구체적이며, 이는 모든 유형과 크기의 루프 안테나를 포함한다. 사실, "자기 안테나"는 전기 부분보다는 전파의 자기 부분에 반응하는 모든 크기 또는 구성의 안테나 유형을 의미한다.
[d]
다이폴 안테나는 때때로 모노폴("반다이폴") (아래 참조)과 함께 선형 안테나, 또는 더 간단히 직선 와이어 안테나의 더 넓은 범주에 포함된다. 두 유형 모두의 방사 부분은 일반적으로 직선(선형) 와이어 조각 또는 정렬된 알루미늄 튜브 섹션이다. 희귀하게 이들은 전파의 전기장과 상호작용하기 때문에 전기 안테나라고 불리며, 루프 안테나는 상응하게 자기 안테나인 것과 대조된다. 다이폴(및 반다이폴)은 더 정교한 복합 안테나의 기반이 되는 두 가지 기본 안테나 유형 중 하나이다.^[6]
[e]
안테나 "널" 방향은 해당 방향에서 안테나가 수신 시 "먹통"이고, 송신 시 해당 방향으로 "조용하다"는 의미이다. 일반적으로 "널"은 신호가 전혀 없음을 의미하지만, 일부는 안테나 신호가 가장 약하지만 여전히 존재하고(완전히 없는 것이 아니라) 있는 방향을 비공식적으로 "부분 널" 등으로 지칭할 수 있다. 어떤 안테나든, 높이 단독으로 장착될 경우 "날카로운" 널 방향을 가질 수 있지만, 지면 및 근처 금속 물체(다른 안테나 등)의 반사로 인해 널 방향이 단순히 "약한 신호" 방향으로 흐려질 수 있다.
선형 안테나
직선(구부러지지 않은) 다이폴과 모노폴은 항상 끝 부분에 널이 있으며, 주파수에 따라 다른 방향에도 널이 있을 수 있다.

대형 (전파장) 루프
대형 루프는 가장 낮은 공명 주파수에서 항상 루프 평면 내에 널을 가지지만, 더 높은 고조파 주파수에서는 첫 번째 고조파에서 보이는 평면 내 널을 잃는다. 더 높은 고조파에서는 대형 루프가 루프 평면에 대해 다양한 경사 각도로 새로운 널을 생성하며, 고차 고조파일수록 다른 각도의 수가 증가한다.

헤일로 안테나
지면 반사가 없는 경우에도 헤일로 안테나는 완전히 널 방향이 없지만, 널을 망치는 수직 방사는 루프 평면에서 가장 강한 방사보다 훨씬 약하다.

소형 수신 루프
소형 수신 루프 안테나는 항상 소형 루프 평면에 수직인 널을 가지며, 이는 대형 루프의 널 방향과 반대이다. 소형 루프의 널은 주파수가 상승하고 신호 파장이 소형 루프 둘레의 두 배에 가까워짐에 따라 약해지기 시작한다(약한, 0이 아닌 신호를 보임). 반대로 주파수가 떨어지고 신호 파장이 소형 루프 둘레의 10배를 넘어 늘어나면, 평면-수직 널은 극도로 "날카로워진다"(신호가 전혀 없고 매우 좁은 방향에 집중됨).

소형 송신 루프
송신용으로 최적화된 너무 작지 않은 루프는 기술적으로 최고 작동 주파수에서 완전히 널 방향을 가지지 않지만, 루프 평면에 수직인 매우 약한 신호를 가진다. 매우 약한 신호를 가진 평면-수직 방향은 더 작은 루프의 "날카로운", 완전한 널(신호가 전혀 없음)과 비교하여 "부분 널" 또는 "불완전 널" 또는 "희미한 널"이라고 불릴 수 있다. 약한 신호 방향은 신호 주파수가 파장이 루프 둘레의 두 배가 되는 주파수 아래로 떨어질수록 완전히 널 방향으로 발전한다. 파장이 루프 둘레의 10배 이상이 될 정도로 낮은 주파수에서는 루프가 0 신호 "날카로운" 널을 가질 것이다.
[f]
"2.15 dBi"는 최대 방사 방향에서 신호 강도가 지향성이 없는 "등방성 복사체" 안테나 신호의 10^0.215 = 1.64배임을 의미한다.
[g]
"접힌 끝"이라는 구절에서 '접기'의 사용은 단지 "구부러진"을 의미한다. 이는 "접이식 다이폴" 또는 "접이식 유니폴"에서처럼 "두 배로 접힌", "겹쳐진", 또는 "다중"을 의미하는 것과는 다르다.
[h]
수평 또는 평면 'V' (끝이 중앙 분기점과 같은 높이)는 단축된 마름모 안테나의 절반이며 (일반적으로 종단되지 않음) 약 40°의 'V' 분기 각도에서 가장 지향성이 강해진다. 이는 짧은 마름모 안테나와 유사하지만, 팔이 가리키는 공통 축을 따라 집중되는 정도는 대략 절반이며, 양방향성이다.^[7]
[i]
급전선이 안테나에 수직으로 기울어지도록 하는 정교한 배열은 급전선이 안테나 중앙을 통해 순환하는 전류에 의해 유도되는 불균형 전류를 수신하는 것을 방지하기 위함이다.^[2]
[j]
일부 저자들은 현대 윈덤 안테나를 오프센터 급전 다이폴이라고 부르기를 선호하는데, 이는 구식의 원래 "윈덤" 유형 안테나가 다소 달랐기 때문이다. 그러나 오래된 이름의 일반적인 재사용은 잘 이해되고 있다. 구별을 강조하는 것은 지루하게 현학적이며 대체로 무의미하다.
[k]
윈덤 안테나는 모든 고조파에서 편리하게 사용될 수는 없다. 예를 들어, 3차 또는 6차 고조파는 일반적으로 너무 높은 급전점 임피던스를 갖는다. 어떤 윈덤 안테나에서 어떤 주파수가 실용적이고 실용적이지 않은지에 대한 세부 사항은 급전점 오프셋의 미묘한 차이에 따라 달라진다.
[l]
현대 윈덤 안테나의 급전점 임피던스는 와이어 두께 및 사용 가능한 고조파 주파수 선택을 허용하는 급전점 위치의 미세 조정에 따라 250~350 옴이다. 일반 다이폴은 67 옴의 급전점 임피던스를 가지며, 일반적인 50 옴 및 75 옴 케이블에 편리하지만, 홀수 고조파에만 해당된다. 짝수 고조파 근처 주파수에서는 일반 중앙 급전 다이폴의 임피던스가 극도로 높으며, 짝수 공명 근처 주파수의 작은 차이와 급전점 위치의 미세한 오차에 따라 불규칙하게 변한다. 윈덤은 문제의 중앙 위치에서 벗어나 대부분의 고조파에 대해 이러한 문제를 회피하는데, 이 중앙 위치에서는 짝수 고조파가 반공명 – 전압 피크 및 전류 노드 –을 가지며 근처에서 극심한 임피던스 변동이 발생한다.
[m]
윈덤 안테나의 급전점은 안테나의 고전압 끝 근처에 배치되므로, 급전선은 안테나와 정전용량적으로 결합되는 경향이 있어 불균형 전류를 유도한다. 이는 다시 두세 개의 발룬으로 차단되지 않으면 급전선에서 방사를 유발한다. 캐롤라이나 윈덤과 같은 현대 설계는 방사하는 급전선 전류를 활용하고 케이블이 지면에 도달하는 근처에서만 이를 차단하여 수직 급전선에서의 방사가 고조파에서 수평 다이폴의 방사 패턴에 형성되는 간격을 부분적으로 채우도록 한다.^[2]
[n]
"말단 급전" 급전점의 실제 위치는 다이폴의 실제 전기적 끝에서 다이폴 길이의 약 ⁠1/20⁠만 떨어져 있으면 되므로, 흔적만 남은 평형 접지만 필요하다. 의도적으로든 우연히든, 급전선의 외부 차폐가 때때로 짧지만 필요한 평형 접지 역할을 위장하여 수행한다.^[2]
[o]
말단 급전 안테나의 임피던스 매칭은 매우 높은 비율의 임피던스 변압기를 고임피던스 급전선과 함께 사용하는 경향이 있으며, 이 급전선은 원격 제어(또는 자동) 안테나 튜너에 연결되므로, 50 옴 송신기로 임피던스를 필요한 만큼 줄이는 것은 여러 단계의 조합이다.^[2]
[p]
안테나를 설치할 수 있는 다른 이점들이 있다. 어떤 다이폴의 와이어 중간 3분의 1은 대부분의 방사를 방출하며, 그 부분이 얼마나 높이 설치될 수 있는지는 급전선으로 도달할 필요에 의해 제한되지 않는다. 유사하게, 어떤 다이폴의 극단적인 끝은 전혀 방사하지 않으므로, 급전점이 끝에 연결되면 그 끝은 끝의 극단적인 고전압을 안전하게 둘 수 있는 편리한 지점에 배치될 수 있다.^[2]
[q]
배트윙 안테나, 양원추형 안테나, 보우타이 안테나는 전기적으로 유사하며 광대역과 같은 유사한 이점을 갖는다.
[r]
끝을 접을 때의 유일한 심각한 제약은 전기 안전이다. 위험한 고전압 안테나 끝(낮은 전력 송신에서도 놀라울 정도로 높음)은 강한 바람에 날려갈 수 있는 매달린 와이어가 닿을 수 있는 곳을 포함하여 위험으로부터 멀리 떨어져 있어야 한다.^[2]
[s]
덜 자주 사용되지만 성능이 더 좋은 크기는 ⁠5/ 8 ⁠ 파장이다. ⁠5/ 8 ⁠ 파장 모노폴은 ⁠1/ 4 ⁠ 파장보다 두 배 이상 높기 때문에 설치가 더 까다롭다. 그 대가는 더 긴 길이가 수평 방향으로 더 많은 신호를 집중시켜(더 나은 이득을 가짐) 장거리 송신에 더 많은 전력을 제공하고 장거리 수신에 더 강한 신호를 제공한다는 것이다.
[t]
축 모드 헬릭스의 코일 와이어 총 길이는 최소 한 파장이며, 몇 개의 넓은 와이어 회전으로 만들어지며, 각 회전은 파장의 큰 부분을 차지하는 직경이다. 대조적으로, 러버 덕키(노멀 모드 헬릭스)는 작으며, 펼쳐진 길이가 쿼터 파장을 넘지 않는 와이어 섹션으로 만들어진다. 이는 많은 좁은 와이어 회전으로 촘촘하게 감긴 코일이며, 각 회전은 파장의 작은 부분을 차지하는 직경이다.
[u]
또한 "러버 덕키"는 루프 안테나와 기능적으로 유사성이 없음에 유의하라. 안테나 와이어가 나선형으로 작은 루프처럼 감겨 있고 자기적으로 유도계수를 생성하지만, 그 루프는 나선형으로 압축된 모노폴 와이어가 단축된 전기 안테나로 기능하여 흡수하거나 방출하는 미미한 신호와 비교하더라도, 자기적으로 감지할 수 있는 신호를 가로채거나 방사하기에는 너무 작다.
[v]
'접이식 유니폴'의 마스트와 주변 스커트 와이어는 거대한 수직 동축 전송선을 형성하며, 이는 일반적으로 사용되는 약 쿼터에서 반 킬로미터 길이의 중파에 비하면 여전히 작다. 중앙 마스트는 거대한 동축 케이블의 중심 도체이며, 스커트 와이어는 거대한 동축 케이블의 조악한 외부 차폐 역할을 한다. 스커트 상단의 와이어는 스커트와 상부 마스트를 연결하여 동축 케이블을 단락시켜 거대한 로딩 스터브로 만든다. 스터브가 단락되고 쿼터-파장 미만이기 때문에, 급전점과 병렬로 유도성 반응저항을 추가한다.
유니폴 스커트가 없으면, 크기가 작은 마스트(쿼터 파장 미만)는 성가신 용량성 리액턴스를 보인다. 따라서 스커트의 직경과 길이는 추가된 유도성 리액턴스가 맨 마스트의 용량성 리액턴스를 상쇄하기에 충분하도록 구성된다. 추가된 유도성 리액턴스의 양은 연결 지점의 높이와 마스트 및 이를 둘러싼 스커트 와이어 전체 기둥의 상대적 직경에 의해 결정된다. 미세 조정을 위해 연결 지점을 약간 위아래로 움직여 수정된 급전점이 더 이상 리액턴스를 보이지 않을 때까지 조절한다. 송신 시, 거대한 스터브의 평형 반대 병렬 구동 전류(정렬되고 동일한 흐름이지만 반대 방향)는 서로의 방사를 거의 모두 상쇄하므로, 전파에 관해서는 거대한 스터브의 평형 전류는 보이지 않는다.
안테나에 설계된 불균형 온저항은 다른 불균형 전류를 유도하며, 이는 급전점에서 마스트와 스커트 모두를 따라 별도로 구동되는 효과를 낸다. 마스트와 스커트 전류의 불균형 부분은 어느 한 시점에 같은 방향으로 흐르며, 불균형 전류는 방사한다.
[w]
상단 와이어 중앙에서 멀어지는 동일한 수평 전류는 반대 방향으로 이동하므로, 이들 전류는 균형을 이루어 본질적으로 방사를 거의 생성하지 않는다. 일반적으로 수평 섹션은 충분한 정전 용량을 공급하기에 충분히 길지 않으므로, 안테나 급전점은 남아있는 반응저항을 조절하기 위해 유도 코일이 필요하며, 조정된 안테나는 좁은 대역폭을 가질 것이다. "정전 용량 캡"이 수직 와이어의 부족한 길이를 보상하기에 충분히 넓은 드문 경우에, 'T' 안테나의 성능은 완전 크기 모노폴에 근접할 수 있다.
[x]
수평 와이어의 길이가 전체 와이어 길이를 약 쿼터 파장으로 만들기에 충분하다면, 역-L의 성능은 완전 크기 모노폴에 근접할 수 있다.
[y]
인기 있는 "쿼드" 안테나 설계는 필연적으로 전파장 루프, 일반적으로 두 개의 전파장 루프로 만들어지므로, 안테나가 단순히 "사각형"이 아닌 한 다른 구별은 필요하지 않다.
[z]
하프 루프를 첫 번째 고조파 모드에서 다이폴로 작동할 수 있는지는 급전점의 위치에 따라 달라진다.
[aa]
하프 루프 안테나는 혼란스러울 정도로 유사한 이름과 혼란스러울 정도로 유사한 모양(Π)에도 불구하고 하프 스퀘어 배열 안테나와 전기적으로 다르다. 이들 간의 가장 명확한 구분은 하프 스퀘어의 끝은 지면에 DC 연결이 없으며(정전용량 결합으로 연결될 가능성이 높지만), 접지 시스템은 선택 사항이라는 점이다. 끝이 지면에 가까이 있을 때 도움이 되지만, 하프 스퀘어의 끝이 지면에서 매우 멀리 떨어져 있을 때는 접지 시스템을 생략해도 손실이 없다. 대조적으로, 하프 루프의 각 끝은 접지 시스템에 단락되어야 하며, 접지 시스템은 작동을 위해 필수적이다.
[ab]
예외는 자동차 라디오로, 금속 자동차 섀시 외부에 안테나를 장착해야 하며, 이는 AM 대역 및 더 긴 파장 수신을 차단한다.
[ac]
소형 송신 루프의 상한 크기는 ⁠ 1 /2⁠ 파장이지만, 이 상한에 가까워질수록 임피던스 매칭이 점점 어려워진다. ⁠ 1 /2⁠ 파장과 전파장 사이의 루프는 확실히 가능하지만, 유도 부하가 필요하며, 단축된 부하 전파장 루프에 가깝다.
[ad]
여러 협대역 안테나를 급전점에서 결합하는 것 외에 광대역화하는 다른 방법이 있다. 또 다른 방법은 진행파 안테나와 유사하게 단일 안테나에 종단 저항을 부착하는 것이지만, 이유는 다르다. 광대역화를 위해 부착된 저항은 비공진 주파수에서 대부분의 안테나에서 발견되는 성가신 리액티브 임피던스의 급격한 변화를 억제하는 데 사용되며, 반공명에 매우 가까운 주파수에서도 마찬가지이다. 저항의 공명 억제는 어떤 주파수에서도 적절한 작동을 허용하지만, 저항에서 일부 송신 전력이 낭비되는 대가가 따른다. 이 광대역화 방법은 "기타" 안테나 유형 섹션에서 다룬다.
[ae]
여러 다이폴은 결합된 안테나를 단순한 두 암 다이폴보다 광대역으로 만든다. 결합된 급전점에서 퍼져 나가는 여러 와이어는 길이가 같은 반대편 쌍으로 연결되며, 각 쌍은 다른 모든 쌍의 길이와 달라 팬 다이폴에 어떤 단일 다이폴 요소보다 더 넓은 공진 범위를 제공한다. 기본 아이디어는 공급되는 주파수에 대해 가장 낮은 임피던스(최상의 매칭)를 제공하는 와이어 쌍으로 급전 전류가 주로 흐르게 된다는 것이다. 여러 다이폴 쌍의 길이가 거의 같아 각 공진 주파수의 대역폭이 겹치면, 복합 안테나는 어떤 단일 다이폴보다 더 넓은 연속 매칭 대역폭을 보일 것이다. 다이폴 쌍의 길이가 더 넓게 다르면, 공진 주파수 대역폭이 겹치지 않아 팬 다이폴은 여러 개의 뚜렷한 공진 주파수를 보일 것이다. 즉, 쌍당 최소 하나의 공진이 발생한다.
[af]
"피시본" 모양이 유사하기 때문에 다중 소자 야기-우다 안테나와 로그 주기 안테나는 종종 혼동된다.
[ag]
야기 안테나에서 약간 너무 길어 공명하지 않는 이른바 "기생 요소"는 거울처럼 급전 요소의 신호를 다시 반사하며, "반사기"라고 불린다. 반사기는 일반적으로 배열에서 마지막이자 가장 긴 요소이다. 보통은 하나만 있다.
반사기(있는 경우) 다음으로 긴 요소는 방사원이다. 공명 길이로 절단되며 안테나에서 급전선에 연결되는 유일한 부분이다. "급전 요소" 또는 드물게 "방사체" 또는 "방사 요소"라고 불린다.
급전 요소 너머의 요소들은 공명 길이보다 약간 짧으며, 통과하는 전파의 전방 방향 강도를 집중 렌즈처럼 증가시킨다. 이들은 "지향자"라고 불린다. 여러 개가 있을 수도 있고 없을 수도 있다(예: 목슨 직사각형). 더 많은 지향자 요소(급전 요소에서 멀어질수록 길이가 짧아짐)를 추가하면 급전 요소에서 방사되는 전파가 점점 더 좁은 빔으로 집중된다.
[ah]
야기 안테나의 유효 대역폭은 일반적으로 몇 퍼센트에 불과하지만, 이러한 제약을 완화할 수 있는 더 정교하고 복합적인 설계가 있다.
[ai]
저항성으로 종단된 광대역 안테나는 때때로 진행파 안테나에 임의로 포함되는데, 이는 둘 다 저항성 종단을 포함하기 때문이다. 그러나 이는 안테나가 기능보다는 공통 구성으로 분류될 때만 적절하다. 진행파 안테나는 원치 않는 방향으로 안테나를 통과하는 파동을 제거하기 위해 저항성 종단으로 설계되어 이득을 제공한다. 일부 저항성으로 종단된 광대역 안테나가 우연히 지향성을 가질 수도 있지만, 광대역이 되기 위해 반드시 필요한 것은 아니다.
[aj]
공진 안테나에서 송신 전력은 신호 방사와 와이어 가열의 조합으로 소모된다. 일반적으로 공진 안테나에서 방사되는 전력은 열로 손실되는 전력보다 훨씬 크다.
[ak]
나선형 안테나가 약 10회 이상 감겨 있고, 각 회전이 원주에서 거의 한 파장일 때, "긴 헬릭스"이며 전기적 작동은 진행파 안테나와 유사하다. 몇 회만 감겨 있고 (또는 한 번만) 모든 회전의 총 원주가 약 한 파장이거나 몇 파장이라면, "짧은 헬릭스"이며 전기적 작동은 어떤 종류의 대형 루프 안테나와 유사하다.
[al]
접지 다이폴은 흙 속에 실제로 묻혀 있는 일반 다이폴 안테나이다. 이 경우 "접지"는 문자 그대로 흙을 의미한다. 접지면 모노폴 안테나와 혼동해서는 안 된다. "접지 면 안테나"라는 이름에서 "접지"는 무선 주파수 접지를 의미한다. 이는 안테나 급전의 접지에 연결된 방사형 막대 팬으로, 공중에 높이 설치된 모노폴의 바닥 끝 주위에 거꾸로 된 왕관 형상처럼 배치된다. 막대 팬은 모노폴의 접지면을 대체하는 기능을 한다.
[am]
논리적 모순처럼 보일 수 있지만, 얕게 묻힌 안테나는 실제로 전파를 수신할 수 있으며, 중간-HF 미만의 주파수에서는 (광범위한 무선 잡음 또는 "정전기"로 인해 강한 신호 수신이 높은 우선순위가 아니기 때문에) 흙에서 흡수되는 약간의 신호 전력은 그다지 중요하지 않다. 또 다른 유도는 매설 방식의 "설치"가 낮은 MF 및 LF에서 안테나를 배치하는 특히 실용적인 방법이라는 것이다. 이 대역에서는 반파장 안테나가 쿼터 마일 이상(반 킬로미터)이 될 수 있으며, 심지어 2층 건물 높이로 설치된 안테나도 여전히 지상에서 파장의 아주 작은 부분에 불과하다. 136 kHz 대역에서 실험하는 아마추어들은 급전선의 양 끝을 멀리 떨어진 두 개의 접지봉에 연결하여 흙 자체를 가상 안테나 와이어로 사용하기도 했다.^[20]
[an]
랜덤 와이어 안테나는 때때로 구부러지거나 접힌^[g] 모노폴 안테나의 하위 범주로 임의로 포함되기도 한다. 길이가 쿼터파장 이하일 경우, 또는 반파장 이상 1~2파장 이하일 경우 접힌 말단 급전 다이폴로 분류된다. 랜덤 와이어가 하나 이상의 확장된 세그먼트를 직선으로, 1~수 파장 길이로 배치할 경우, 대략 베버리지 안테나와 유사하게 작동하지만, 종단 저항기가 없으므로 베버리지 안테나처럼 단방향이 아니라 가장 긴 세그먼트와 정렬된 두 반대 방향으로 수신한다.
[ao]
"랜덤" 와이어의 모양과 길이는 사용 가능한 공간, 가능한 높은 부착 지점의 위치 및 수, 그리고 사용 가능한 총 와이어 길이가 얼마나 멀리 뻗을 수 있는지에 따라 결정된다. 계획된 방향으로 단일 직선으로 배치되지 않으며, 일반적으로 특정 (공진) 길이로 잘리지 않는다. 랜덤 와이어 안테나는 일반적으로 독특하고 복잡한 방사 패턴을 가지며, 각 와이어 세그먼트 및 각 세그먼트가 사용되는 주파수에 따라 다양한 각도로 여러 개의 엽을 갖는다.

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각주

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