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안테나

last modified: 2015-02-23 05:58:05 Contributors

Contents

1. 개요
2. 무지향성 안테나
3. 지향성 안테나

1. 개요

美 : Antenna (pl. antennae, antennas[1])
英 : Aerial (방송 송출용의 커다란 안테나는 mast라고도 함)

각종 무선기기 및 무선장비에서 나오는 무선신호를 전자기파[2] 진공상태나 공기를 매질로 이용하여 전파, 송신하는 기구를 뜻함.
흔히 볼 수 있는 라디오 안테나, TV 안테나, 무선공유기 안테나, 휴대폰 안테나 등이 있다.

현대에 이르러서는 아무런 생각없이 자연스레 쓰는 분위기이지만 이러한 시스템이 구축되기까지는 100여년의 세월이 흘렀다.

덧붙여 지금 이 글을 보고있는 개개인이 흔히들 소유하고 있는 핸드폰의 경우, 안테나를 통해 기지국에 접속되어 이후 유선망을 통과하여 해당서버에 접속하는 경우가 99.9% 이다.무선통신으로는 광케이블이 전송할 수 있는 데이터[3]의 용량을 따라잡을 수가 없다.

재료로는 알루미늄이 가장 많이 사용된다. 은 옥상에 안테나 걸어 놓는 날 도난 당하며, 구리는 너무 무거워서 여름만 되면 휘어버리기 때문에 전기가 잘 통하면서 잘 녹슬지도 않으면서 가벼운 알루미늄이 최적의 재료이다. 가정기기용 소형 안테나를 알루미늄으로 만들었다가는 구부러지기 쉽기 때문에 휴대용/간이탁상용 라디오(FM) 안테나와 V자형으로 갈라진 구형 TV안테나는 철 또는 크롬 도금 된 구리로 만들어져있다.

파동의 공진은 반 파장에 연관 있으므로, 파장이 긴 신호일수록 안테나도 따라 커진다. 따라서 고주파(파장이 짧다) 신호를 사용하는 기기일수록 안테나를 작게 만든다. 그래서 TV안테나는 길고 무선랜용 안테나는 한 뼘도 안되는 크기가 된다. 1/2파장에서 1/4파장 사이의 길이가 대다수의 안테나에서 정석이다. 요즘 집에서 많이 만드는 옷걸이 안테나는 1/4파장 루프 안테나이다.

안테나는 어떻게 설계하냐에 따라 실질적인 전파송수신효율이 크게 달라지는데, 이때문에 안테나 공학이라는 세부전공까지 있다.

나방더듬이를 보고 안테나의 모양을 설계했다는 이야기가 있지만, 이런 형태의 안테나는 나중에 나온 것이고, 야기-우다 안테나나 로그-주기 안테나가 곤충의 더듬이 비슷하게 생겼다.

2. 무지향성 안테나

실내용 TV 안테나, 휴대용 FM, 단파(SW) 라디오용 안테나(rod/telescopic) 등 기점을 중심, 원형으로 퍼져나가는 무선시스템의 단말기를 뜻한다.[4]
보통 하늘을 향해 높이 솟아 올라있는 형태를 이루고 있으며 구형 차량의 경우 라디오를 켤 때 쭉쭉 솟아오르는 안테나가 맞다.

대규모 송신용 안테나는 외딴 고지대에 설치하므로 별 영향이 없지만 휴대전화를 오래 사용하면 뇌에 많은 전자파가 쏘이게 된다. 머리가 안테나의 한 면을 통채로 가렸으니까 송신된 양의 절반을 얼굴에 쏘이게 된다. 하지만 휴대폰의 전자파의 세기로는 몸에 치명적이지는 않다.

차량에 설치되어있는 샤크 안테나는 수신된 전파를, 전력의 힘으로 뻥튀기해서 인식하는 역할이다. 괜히 비싼게 아니다. 추가전력도 들어간다. 안테나에서 받은 신호를 거르고 증폭하는 회로가 들어가 있다.

영어로는 Omni-directional Antenna라고 한다.

3. 지향성 안테나

스카이라이프 안테나, 군대시스템(VHF, UHF등) 안테나, 실외용 지상파TV 안테나 등 특정장소를 중심으로 전파해 나가거나 특정방향의 전파를 집중적으로 수신하게끔 설계된 안테나를 뜻한다. 중파(AM) 라디오용 내부 안테나(이른바 ferrite bar)도 지향성 안테나다.

즉, 뾰족하게 높이 솟아올라있는 안테나를 제외한 나머지 형태로, 특정방향을 향해서 그곳으로만 송수신을 하는 매개체를 말한다. 무작위로 퍼트리는 게 아니다. 접시 안테나처럼 금속 반사판이 있거나 주변에 촘촘한 금속제 그물이 펼쳐져있는 안테나는 99%로 지향성 안테나이다. 한 쪽 방향으로 금속 소자가 여럿이 나란히 있어도 99%로 지향성 안테나이다.

도중에 차단막이 있을 경우 송수신률이 바닥에 근접한 경우를 느낄 수 있다.
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  • [1] 전자는 곤충의 더듬이. 후자는 본 항목의 안테나.
  • [2] 막대기처럼 생긴 안테나는 주로 전자장을, 고리처럼 생긴 안테나는 자기장을 타겟으로 한다고 여기면 된다. 공중파 디지털 방송용으로 많이 만드는 옷걸이 안테나 같은 고리형의 루프 안테나는 중고등학교에서 배웠던 발전기의 원리를 생각해보면 된다.
  • [3] 2014년부터 구축하는 동아시아 해저 광케이블의 경우 전송속도가 328GB/s 이고 2012년 NTT에서 발표된 광섬유 1가닥의 전송속도는 125TB/s 다
  • [4] 엄청 멀리 떨어진 데에서 수신하면 그냥 벽처럼 날아온다. 멀리 떨어져 있는 건물을 게걸음으로 몇 발자국 옆으로 더 가봤자 똑같은 각도에 놓여진 것처럼 느껴지는 것과 같다.