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안테나의 원리

2023-10-19

안테나는 전송선을 따라 전파되는 유도파를 자유 공간에서 전파되는 전자기파로 변환하거나 반대 변환을 수행합니다. 유도파는 전자기 에너지의 전부 또는 대부분이 유한한 단면 내에서 특정 방향으로 전파되도록 제한된 전자기파입니다.

우리는 기차 여행을 비유로 사용합니다. 승객은 전자파와 같고 송전선은 기차와 같습니다.


승객은 열차에 탑승한 후에는 열차 내부에서만 이동할 수 있습니다. 승객은 유도파처럼 유한한 단면으로 제한되고 특정 방향으로 전달되는 열차 방향으로 이동합니다.


역을 떠난 후 승객은 자유롭게 이동할 수 있으며 이는 마치 자유 공간에 전자파가 전파되는 것과 같습니다. 이곳의 기차 문은 안테나와 비슷합니다.

열차 문은 승객 탑승과 승객 하차 모두에 사용될 수 있습니다.

마찬가지로, 안테나는 유도파를 자유 공간 전자기파로 변환하고, 자유 공간 전자기파를 유도파로 변환하는 데 사용될 수 있는데, 이는 안테나의 상호성 원리입니다.


안테나는 어떻게 유도파를 자유 공간에서 전자기파로 변환합니까?


1894년 과학자 포포프(Popov)는 실험을 통해 수신기가 전파를 감지하는 거리가 평소보다 크게 늘어난다는 사실을 발견했습니다. 몇 가지 조사 끝에 Popov는 전선이 금속 칩 감지기에 닿았다는 사실을 발견했습니다. 실험 거리를 크게 늘리는 것은 바로 이 와이어입니다. 이 전선은 세계 최초의 안테나로 간주됩니다.


Popov 실험에서 와이어는 실수로 금속 칩 감지기와 마주쳤고 전송선의 모양이 보이지 않게 변경되었습니다.


포포프의 실험적 접근법에 따라 과학자들은 전송선 각도가 증가할수록 방사되는 전자기파가 더 강해진다는 사실을 발견했습니다. 이후 대칭형 다이폴 안테나 이론이 제안되었고, 다양한 안테나가 개발되었다.