hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
전력량계 전력량계에 대한 글로벌 표준
중국 표준
중국에서 전력량계 표준은 국제 관행과 일치하지만 특정 지역 요구사항을 반영하는 중국 국가 표준(GB)에 의해 규제된다:
GB/T 17215: 능동 에너지용 정적 전력량계에 대한 요구사항을 설정한다.
DL/T 645: 상호 운용성을 보장하기 위해 다기능 전력량계의 통신 프로토콜을 지정한다.
호주 표준
호주에서 전력량계는 호주 표준(Standards Australia) 및 국가 측정 연구소(NMI)에서 정한 표준을 준수한다:
AS 62052.11 및 AS 62053.21: 전력량계의 일반 요구사항 및 정확도 등급에 대한 IEC 표준과 일치한다.
NMI M 6: 청구에 사용되는 전력량계의 측정학적 요구사항을 지정한다.
전력량계 규제 및 법률
많은 국가에서 전기 공급 시장의 규제 완화 이후, 전력량계에 대한 책임 있는 회사가 명확하지 않을 수 있다. 마련된 합의에 따라 계량기는 계량기 운영자, 전기 배전업체, 소매업체의 소유이거나, 일부 대규모 전기 사용자의 경우 계량기가 고객의 소유일 수도 있다.
계량기를 판독할 책임이 있는 회사가 항상 계량기를 소유하는 회사는 아닐 수 있다. 계량기 판독은 이제 때때로 하청 계약되며, 일부 지역에서는 동일한 사람이 동시에 가스, 수도 및 전력량계를 판독할 수도 있다.
전력량계 규제 및 법률
주거 지역에 첨단 계량기가 도입되면서 일반 고객에게 영향을 미칠 수 있는 추가적인 개인 정보 보호 문제가 발생했다. 이 계량기는 종종 15분, 30분 또는 60분마다 에너지 사용량을 기록할 수 있다. 일부 계량기는 전면에 하나 또는 두 개의 IR LED를 가지고 있다. 하나는 테스트에 사용되며 구형 기계식 계량기의 타이밍 마크와 동일한 역할을 하고, 다른 하나는 계량기를 읽거나 프로그래밍하기 위한 양방향 IR 통신 포트의 일부이다. 이러한 IR LED는 일부 야간 투시경 및 IR 전송을 감지할 수 있는 특정 비디오 카메라로 볼 수 있다. 이는 감시에 사용되어 사람들의 소유물과 행동에 대한 정보를 드러낼 수 있다. 예를 들어, 고객이 장기간 집을 비울 때를 보여줄 수 있다. 비침습 부하 모니터링은 사람들이 어떤 가전제품을 가지고 있으며 그들의 생활 및 사용 패턴이 어떤지에 대해 훨씬 더 자세한 정보를 제공한다.
이 문제에 대한 더 자세하고 최근의 분석은 일리노이 보안 연구소에 의해 수행되었다.
카세그레인 안테나
전기 통신과 레이더에서 카세그레인 안테나(Cassegrain antenna)는 파라볼라 안테나의 일종으로, 급전 안테나가 오목한 주 포물선 반사경 접시의 표면이나 그 뒤에 장착되며, 주 반사경 앞에 매달린 더 작은 볼록한 보조 반사경을 향한다. 급전부에서 나온 전파 빔은 보조 반사경을 비추고, 보조 반사경은 이를 주 반사경 접시로 다시 반사하며, 주 반사경은 이를 다시 앞으로 반사하여 원하는 빔을 형성한다. 카세그레인 설계는 파라볼라 안테나에서 널리 사용되며, 특히 위성 지상국, 전파망원경, 통신 위성과 같은 대형 안테나에서 주로 사용된다.
카세그레인 안테나 기하학
주 반사경은 포물면인 반면, 볼록한 보조 반사경의 형태는 쌍곡면이다. 평행한 평면파 빔을 방사하기 위한 기하학적 조건은 급전 안테나가 쌍곡면의 먼 초점에 위치하고, 주 반사경의 초점은 쌍곡면의 가까운 초점과 일치해야 한다는 것이다. 일반적으로 보조 반사경과 급전 안테나는 접시의 중심축에 위치한다. 그러나 오프셋 카세그레인 구성에서는 주 접시 반사경이 비대칭이며, 그 초점과 보조 반사경이 접시의 한쪽에 위치하여 보조 반사경이 빔을 부분적으로 가리지 않는다.
카세그레인 안테나 장점
이 설계는 가장 일반적인 파라볼라 안테나 설계인 "전면 급전" 또는 "주 초점" 방식의 대안이다. 이 방식에서는 급전 안테나 자체가 접시의 초점에 매달려 접시를 향해 배치된다. 카세그레인 방식은 더 복잡한 설계이지만, 특정 응용 분야에서는 전면 급전 방식보다 장점이 있어 복잡성 증가를 정당화할 수 있다.
위성 지상 안테나와 전파망원경에서 중요한 또 다른 장점은 급전 안테나가 전면 급전 안테나처럼 접시를 뒤로 향하는 대신 앞으로 향하기 때문에, 보조 반사경을 놓친 빔의 일부로 인해 발생하는 스필오버 사이드로브가 따뜻한 지면이 아닌 차가운 하늘을 향해 위로 향한다는 것이다. 수신 안테나에서는 이로 인해 지면 잡음 수신이 감소하여 안테나 잡음 온도가 낮아진다.
카세그레인 안테나 장점
이중 반사경 형상화: 신호 경로에 두 번째 반사면이 존재하면 최대 성능을 위해 방사 패턴을 맞춤 설정할 수 있는 추가 기회가 생긴다. 예를 들어, 일반 파라볼라 안테나의 이득은 급전 안테나의 방사선이 접시의 바깥쪽 부분으로 갈수록 감소하여 해당 부분의 "조명"이 낮아지기 때문에 줄어든다. "이중 반사경 형상화"에서는 보조 반사경의 모양을 변경하여 더 많은 신호 전력을 접시의 바깥쪽 영역으로 유도하여 주 반사경의 조명을 더 균일하게 하여 이득을 최대화한다. 그러나 이로 인해 보조 반사경은 더 이상 정확히 쌍곡면이 아니게 되므로 (여전히 매우 가깝지만), 일정한 위상 특성이 손실된다. 그러나 이 위상 오류는 주 거울의 모양을 약간 조정하여 보상할 수 있다. 그 결과는 더 높은 이득 또는 이득/스필오버 비율이며, 이는 제작 및 테스트하기 더 까다로운 표면을 대가로 한다. 또한 초저 스필오버 사이드로브를 위한 접시 가장자리에서 높은 테이퍼를 가진 패턴, 급전부 그림자를 줄이기 위한 중앙 "구멍"을 가진 패턴과 같은 다른 접시 조명 패턴도 합성할 수 있다.
카세그레인 안테나 장점
카세그레인 설계를 사용하는 또 다른 이유는 안테나의 초점거리를 늘려 사이드로브를 줄이는 등 여러 장점을 얻기 위함이다. 접시 안테나에 사용되는 파라볼라 반사경은 곡률이 크고 초점거리가 짧다. 초점은 급전 구조물이나 보조 반사경을 지지하는 데 필요한 지지대 길이를 줄이기 위해 접시 입구 근처에 위치한다. 일반적인 파라볼라 안테나의 초점비 (f-수, 초점거리 대 접시 직경의 비율)는 0.25~0.8이며, 망원경과 같은 광학 시스템에 사용되는 파라볼라 거울의 초점비는 3~8이다. 전면 급전 안테나의 경우, 초점거리가 긴 "평평한" 파라볼라 접시는 급전부를 접시에 대해 견고하게 지지하기 위해 비실용적으로 복잡한 지지 구조가 필요할 것이다. 그러나 이 작은 초점비의 단점은 안테나가 초점으로부터의 작은 편차에 민감하다는 것이다. 즉, 효과적으로 초점을 맞출 수 있는 각폭이 작다. 전파망원경과 통신 위성의 현대 파라볼라 안테나는 종종 초점 주변에 밀집된 급전 혼 배열을 사용하여 특정 빔 패턴을 생성한다. 이들은 큰 초점비의 우수한 축외 초점 특성을 필요로 하며, 카세그레인 안테나의 볼록한 보조 반사경이 이를 크게 증가시키기 때문에, 이들 안테나는 일반적으로 카세그레인 설계를 사용한다.
카세그레인 방식의 단점은 급전 혼이 전면 급전 접시처럼 더 넓은 주 반사경이 아닌 더 작은 보조 반사경에 복사를 집중시키기 위해 더 좁은 빔폭 (더 높은 안테나 이득)을 가져야 한다는 것이다. 급전 혼에서 보조 반사경이 이루는 각폭은 일반적으로 10~15°인 반면, 전면 급전 접시에서 주 반사경이 이루는 각폭은 120~180°이다. 따라서 급전 혼은 주어진 파장에 대해 더 길어야 한다.
카세그레인 안테나 빔 도파관 안테나
빔 도파관 안테나는 급전 전자 장비를 지상에 배치할 수 있도록 긴 전파 경로를 가진 복잡한 카세그레인 안테나의 일종이다. 이는 급전 전자 장비가 너무 복잡하고 부피가 크거나, 유지 보수 및 변경이 너무 많이 필요하여 접시에 배치할 수 없는 매우 큰 조향 가능한 전파망원경 및 위성 지상 안테나에 사용된다. 예를 들어, 극저온 냉각 증폭기를 사용하는 안테나들이 그렇다. 보조 반사경에서 들어오는 전파 빔은 경위대의 축을 통해 길게 구부러진 경로를 따라 추가 거울에 의해 반사되어 안테나가 빔을 방해하지 않고 조향될 수 있도록 한 다음, 안테나 타워를 거쳐 지상에 있는 급전 건물로 내려온다.
카세그레인 안테나 역사
카세그레인 안테나 설계는 1672년경 개발되어 프랑스 프로방스 영국인 사제 로랑 카스그랭에 기인한 반사 망원경의 일종인 카세그레인 망원경에서 응용되었다. 최초의 카세그레인 안테나는 1952년 영국 보어햄우드의 엘리엇 브라더스(Elliot Bros)에서 코크란(Cochrane)과 화이트헤드(Whitehead)가 발명하고 특허를 받았다. 특허(영국 특허 번호 700868)는 후에 법정에서 이의가 제기되었으나 승소했다. 1977년에 발사된 보이저 1호 우주선은 September 2024년 기준 현재 지구에서 246억 킬로미터 떨어져 있으며, 우주에서 가장 먼 인공 물체이다. 이 우주선의 3.7미터 S 및 X-대역 카세그레인 안테나(아래 그림)는 여전히 지상국과 통신할 수 있다.
헬리컬 안테나
헬리컬 안테나(Helical antenna)는 나선 형태로 감긴 하나 이상의 전도성 와이어로 구성된 안테나이다. 가장 일반적인 유형인 하나의 나선형 와이어로 만들어진 헬리컬 안테나는 모노파일러(monofilar)라고 불리며, 두 개 또는 네 개의 와이어가 나선형으로 감긴 안테나는 각각 바이파일러(bifilar) 또는 쿼드리파일러(quadrifilar)라고 불린다.
대부분의 경우, 지향성 헬리컬 안테나는 접지면 위에 설치되는 반면, 무지향성 설계는 그렇지 않을 수도 있다. 급전선은 나선형의 하단과 접지면 사이에 연결된다. 헬리컬 안테나는 정상 모드 또는 축 모드의 두 가지 주요 모드 중 하나로 작동할 수 있다.
헬리컬 안테나
정상 모드 또는 광각(broadside) 헬리컬 안테나에서 안테나의 직경과 피치는 파장에 비해 작다. 이 안테나는 전기적으로 짧은 다이폴 또는 모노폴과 유사하게 작동하며, ⁠1/4⁠ 파장 수직 안테나와 동일하며, 이들 안테나와 유사한 방사 패턴은 무지향성이며, 나선형 축에 직각으로 최대 방사를 보인다. 모노파일러 설계의 경우 방사는 나선형 축과 평행한 선형 편파된다. 이들은 휴대용 및 차량 장착형 양방향 라디오용 소형 안테나로 사용되며, 더 큰 규모에서는 UHF 텔레비전 방송 안테나로 사용된다. 바이파일러 또는 쿼드리파일러 구현에서는 광각 원편파 방사를 실현할 수 있다.
축 모드 또는 말단 방사(end-fire) 헬리컬 안테나에서 나선형의 직경과 피치는 파장과 비슷하다. 이 안테나는 안테나 축을 따라 나선형 끝에서 빔을 방사하는 지향성 안테나로 기능한다. 원편파 전파를 방사한다. 이것들은 위성 통신에 사용된다. 축 모드 작동은 물리학자 존 D. 크라우스가 발견했다.
헬리컬 안테나 정상 모드 헬리컬
나선형의 둘레가 파장보다 훨씬 작고 피치(연속적인 턴 사이의 축 방향 거리)가 1/4 파장보다 훨씬 작으면 이 안테나를 정상 모드 헬릭스라고 한다. 이 안테나는 모노폴 안테나와 유사하게 작동하며, 안테나 축에 수직인 모든 방향으로 동일한 전력을 방사하는 무지향성 방사 패턴을 가진다. 그러나 나선형 모양으로 추가되는 유도계수 때문에 이 안테나는 유도성 부하 모노폴처럼 작동한다. 공명 주파수에서 1/4 파장보다 짧다. 따라서 정상 모드 헬릭스는 풀 사이즈 1/4 파장 모노폴이 너무 클 응용 분야에서 중앙 또는 베이스 로드된 휩 안테나의 대안으로 전기적으로 짧은 모노폴로 사용될 수 있다. 다른 전기적으로 짧은 안테나와 마찬가지로 헬릭스의 이득은 풀 사이즈 안테나보다 작아서 통신 범위도 짧다. 이들의 소형 크기 덕분에 헬리컬은 HF, VHF, UHF 대역에서 이동식 및 휴대용 통신 장비용 안테나로 유용하다.
헬리컬 안테나 정상 모드 헬리컬
나선형에 의해 제공되는 로딩은 안테나가 물리적으로 1/4 파장의 전기적 길이보다 짧을 수 있게 한다. 이는 예를 들어 27 MHz의 ⁠ 1 /4⁠ 파장 안테나가 2.7 m (110 인치; 8.9 피트) 길이로 이동 통신 애플리케이션에는 물리적으로 매우 부적합하다는 것을 의미한다. 헬리컬의 축소된 크기는 신호 성능의 약간의 감소만으로 훨씬 더 작은 물리적 크기로 동일한 방사 패턴을 제공한다.
직선 도체 대신 나선형 도체를 사용하는 효과는 매칭 임피던스가 공칭 50 Ω에서 25~35 Ω의 베이스 임피던스로 변경된다는 것이다. 연결 급전선이 작동 주파수에서 ⁠ 1 /2⁠ 파장의 전기적 등가물인 한, 이는 일반적인 50 Ω 전송선로와의 작동이나 매칭에 불리해 보이지 않는다.
헬리컬 안테나 정상 모드 헬리컬
이동 통신에 사용되는 또 다른 유형의 예는 일정한 간격의 턴을 가진 것으로, 하나 이상의 다른 선형 권선이 단일 형틀에 감겨 특정 공명 주파수에서 복사 요소에 대한 전기 용량과 유도계수 사이의 효율적인 균형을 제공하도록 간격을 둔다. 이 유형의 많은 예가 27 MHz CB 라디오에 광범위하게 사용되었으며, 1960년대 후반 미국과 호주에서 다양한 디자인이 시작되었다. 현재까지 수백만 개의 이러한 '헬리컬 안테나'가 주로 이동 차량용으로 대량 생산되었으며, 1970년대부터 1980년대 후반까지 CB 라디오 붐 시기에 생산 정점에 도달하여 전 세계적으로 사용되었다.
헬리컬 안테나 정상 모드 헬리컬
수동 플러그인 탭이 있는 다중 주파수 버전은 1MHz에서 30MHz까지의 전체 HF 스펙트럼에 걸쳐 주파수 범위를 가지는 다중 대역 단측파대 변조 (SSB) HF 통신에서 핵심 역할을 해왔으며, 육상 이동, 해상 및 항공 대역에 전용 및 할당된 주파수에 맞게 조정된 2개에서 6개의 전용 주파수 탭 지점을 가진다. 최근 이러한 안테나는 전자적으로 조정되는 안테나 매칭 장치로 대체되었다. 대부분의 예는 구리선으로 감겨 있었고 유리 섬유 막대를 형틀로 사용했다. 일반적으로 유연하거나 단단한 라디에이터는 PVC 또는 폴리올레핀 열 수축 튜브로 덮여 있어 완성된 이동 안테나에 탄력 있고 견고한 방수 덮개를 제공한다. 유리 섬유 막대는 일반적으로 황동 피팅에 접착되거나 압착된 후 차량 지붕, 가드 또는 불바 마운트에 부착된 절연 베이스에 나사로 고정되었다. 이 장착은 효과적인 수직 방사 패턴을 위한 접지면 또는 반사기(차량에서 제공)를 제공했다.
헬리컬 안테나 정상 모드 헬리컬
이러한 인기 있는 디자인은 2018년 현재 여전히 일반적으로 사용되고 있으며, 호주에서 시작된 정회전 설계는 많은 공장 생산 자동차의 표준 FM 수신 안테나뿐만 아니라 기존의 기본적인 HF 및 VHF 이동 헬리컬 애프터마켓 스타일로 보편적으로 채택되었다. 광각 헬릭스의 또 다른 일반적인 용도는 대부분의 휴대용 VHF 및 UHF 라디오에서 볼 수 있는 소위 러버 덕 안테나에 있으며, 강철 또는 구리 도체를 복사 요소로 사용하고 일반적으로 BNC/TNC 스타일 또는 나사식 커넥터로 종단되어 빠르게 제거할 수 있다.
특수 정상 모드 헬리컬 안테나(사진 참조)는 VHF 및 UHF 대역의 텔레비전 방송국에서 송신 안테나로 사용된다.:{{{1}}} 이들은 스탠드오프 절연체 위에 장착된 관형 강철 기둥 주위에 나선형 도체로 구성된다. 요소는 중앙에서 연결된 두 개의 동일한 길이의 나선형, 즉 오른손 나선형과 왼손 나선형으로 구성된다.:{{{1}}} 막대와 그 아래 기둥 표면은 전파를 기둥에 수직으로 방사하는 누설 전송선로 역할을 한다. 안테나는 하단에서 급전되며, 다른 정상 모드 헬리컬과 달리 진행파 안테나로 작동하며, 에너지가 방사됨에 따라 전류의 진폭이 샤프트 위로 감소한다. 상단에서는 전류가 40 dB 감소하므로 반사가 거의 없다. 수직으로 방사하려면 각 턴의 길이가 파장의 배수여야 하며, 대부분의 안테나에서는 2파장이다. 안테나는 대역폭이 6-7%에 불과하므로 다른 주파수에 맞게 조정할 수 있도록 요소가 여러 개의 수직 "베이"로 나뉘며, 각 베이 사이에 위상 조정 "칼라"가 있어 타워 길이를 따라 위상을 일정하게 유지한다.
헬리컬 안테나 축 모드 헬리컬
헬릭스 원주가 작동 파장에 가까울 때 안테나는 축 모드로 작동한다. 이는 비공명 진행파 안테나 모드로, 정상파 대신 전류 및 전압 파동이 송신 안테나에서는 급전점에서 헬릭스를 따라 위로, 수신 안테나에서는 헬릭스를 따라 급전점 방향으로 한 방향으로 이동한다. 안테나 축에 수직인 선형 편파파를 방사하는 대신, 안테나 끝에서 축을 따라 원편파 전파 빔을 방사한다. 방사 패턴의 주엽은 헬릭스 축을 따라 양쪽 끝에 있다. 지향성 안테나에서는 한 방향으로의 방사만 필요하므로 헬릭스의 다른 쪽 끝은 평평한 금속판 또는 스크린 반사기로 마감되어 파동을 앞으로 반사한다.
무선 전송에서 원형 편광은 동물 추적 및 우주선 통신과 같이 송수신 안테나의 상대적 방향을 쉽게 제어할 수 없거나 신호의 편광이 변할 수 있는 경우에 자주 사용되므로, 말단 방사 헬리컬 안테나가 이러한 응용 분야에 자주 사용된다. 대형 헬릭스는 만들기도 어렵고 조향 및 조준하기도 번거롭기 때문에 이 설계는 일반적으로 VHF에서 마이크로파까지의 고주파 대역에서만 사용된다.
헬리컬 안테나 축 모드 헬리컬
안테나의 헬릭스는 오른손 또는 왼손의 두 가지 방향으로 꼬일 수 있으며, 전자는 일반적인 코르크 마개의 형태와 같다. 첫 번째 그림의 4-헬릭스 배열은 왼손 헬릭스를 사용하고, 다른 모든 그림은 오른손 헬릭스를 보여준다. 축 모드 헬리컬 안테나에서 헬릭스의 꼬임 방향은 방출되는 파동의 편파를 결정한다. 원편파를 설명하는 두 가지 상호 비호환적인 관례가 사용되므로, 헬리컬 안테나의 오른손잡이 또는 왼손잡이와 방출되는 원편파 방사 유형 간의 관계는 종종 모호하게 설명되는 방식으로 나타난다. 그러나 J.D. Kraus (헬리컬 안테나의 발명가)는 "왼손 헬릭스는 왼손 원편파에 반응하고, 오른손 헬릭스는 오른손 원편파에 반응한다(IEEE 정의)"고 말한다. IEEE는 편파의 방향을 다음과 같이 정의한다.
"편파의 방향 또는 손잡이 방향은 관찰자가 전파 방향을 볼 때 회전 방향이 시계 방향(반시계 방향)이면 오른손(왼손)이라고 한다."
따라서 오른손 헬릭스는 오른손 편파 파동을 방사하며, 전파 방향을 볼 때 전기장 벡터가 시계 방향으로 회전한다.
헬리컬 안테나 축 모드 헬리컬
헬리컬 안테나는 수평 또는 수직 편파와 같은 모든 종류의 선형 편광 신호를 수신할 수 있지만, 원편파 신호를 수신할 때는 수신 안테나의 손잡이 방향이 송신 안테나와 같아야 한다. 왼손 편파 안테나는 오른손 원편파 신호를 수신할 때 심각한 이득 손실을 겪으며 그 반대도 마찬가지이다.
헬릭스의 치수는 사용되는 전파의 파장 (λ)에 따라 결정되며, 이는 진동수에 따라 달라진다. 축 모드로 작동하려면 원주가 파장과 같아야 한다. 피치 각도는 13°여야 하며, 이는 원주의 0.23배의 피치 거리(각 턴 사이의 거리)를 의미한다. 즉, 코일 사이의 간격은 파장의 대략 1/4 (⁠ λ /4⁠)여야 한다. 헬릭스의 턴 수는 안테나의 지향성을 결정한다. 턴 수가 많을수록 양쪽 끝(또는 접지판을 사용할 경우 한쪽 끝)의 축 방향 이득이 향상되지만, 다른 방향의 이득은 감소한다. C < λ일 때 이득 방향이 끝이 아닌 측면으로 도넛 모양을 이루는 정상 모드로 더 많이 작동한다.
축 모드에서의 단자 온저항은 약 100~200 Ω 범위이다.:292
헬리컬 안테나 축 모드 헬리컬
여기서 C는 헬릭스의 원주이고 λ는 파장이다. 표준 50 또는 75 Ω 동축 케이블에 대한 임피던스 매칭 (C = λ일 때)은 종종 헬릭스와 접지판 사이의 임피던스 변환기 역할을 하는 1/4 파장 스트립라인 섹션으로 수행된다.
최대 지향성 이득은 대략 다음과 같다.
여기서 N은 턴 수이고 S는 턴 사이의 간격이다. 대부분의 설계는 C = λ 및 {{개행 금지|S = 0.23 C를 사용하므로 이득은 일반적으로 {{개행 금지|G = 3.45 N이다. 데시벨로 표현하면 이득은
반전력 빔폭은 다음과 같다.
널점 사이의 빔폭은 다음과 같다.
헬리컬 안테나의 이득은 반사기에 크게 좌우된다. 위의 고전적인 공식은 반사기가 원형 공진기(가장자리가 있는 원형 판) 형태이며 피치 각도가 이 유형의 반사기에 최적이라고 가정한다. 그럼에도 불구하고 이 공식들은 이득을 몇 dB 과대평가한다. 평평한 접지면에서 이득을 최대화하는 최적 피치는 3~10° 범위이며 와이어 반지름과 안테나 길이에 따라 달라진다.
마이크로스트립 안테나
전기 통신에서 마이크로스트립 안테나(microstrip antenna, printed antenna)는 일반적으로 인쇄 회로 기판(PCB)에 사진 석판술 기술을 사용하여 제작되는 안테나이다. 이는 일종의 내부 안테나이다. 주로 마이크로파 진동수에서 사용된다. 개별 마이크로스트립 안테나는 PCB 표면에 다양한 모양의 금속 박막 패치(패치 안테나)로 구성되며, 보드 반대편에는 금속 박막 접지면이 있다. 대부분의 마이크로스트립 안테나는 2차원 배열로 된 여러 개의 패치로 구성된다. 안테나는 일반적으로 박막 마이크로스트립 전송선로를 통해 송신기 또는 수신기에 연결된다. 무선 주파수 전류는 안테나와 접지면 사이에 인가되거나 (수신 안테나에서는 수신 신호가 생성된다) 한다. 마이크로스트립 안테나는 소비자 제품, 항공기 및 미사일 표면에 통합될 수 있는 얇은 평면형 프로파일, 인쇄 회로 기술을 사용한 손쉬운 제작, 안테나를 회로의 나머지 부분과 동일한 보드에 쉽게 통합할 수 있는 점, 그리고 마이크로파 집적회로와 같은 능동 소자를 안테나 자체에 추가하여 능동 안테나를 만들 수 있는 가능성 덕분에 최근 수십 년 동안 매우 인기를 얻었다.
마이크로스트립 안테나
패치 안테나는 그 기원에 따라 마이크로(매우 얇은/작은)와 스트립(날개/조각 모양)의 두 단어로 구성되며, 매우 얇거나 작은 날개/조각 모양을 가진 안테나의 한 종류로 정의된다.
가장 일반적인 마이크로스트립 안테나는 일반적으로 패치 안테나로 알려져 있다. 배열에서 패치를 구성 요소로 사용하는 안테나도 가능하다. 패치 안테나는 인쇄 회로 기판과 같은 절연 유전체 (물리학) 기판에 금속 트레이스에 안테나 요소 패턴을 에칭하여 제작되는 협대역, 광광선빔 안테나이며, 기판의 반대쪽에는 접지면을 형성하는 연속적인 금속층이 접합되어 있다. 일반적인 마이크로스트립 안테나의 모양은 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형이지만, 어떤 연속적인 모양도 가능하다. 일부 패치 안테나는 유전체 기판을 사용하지 않고 유전체 스페이서를 사용하여 접지면 위에 장착된 금속 패치로 만들어진다. 그 결과 구조는 덜 견고하지만 더 넓은 대역폭 (신호 처리)을 가진다. 이러한 안테나는 매우 낮은 프로파일을 가지며 기계적으로 견고하고 차량의 곡선형 표면에 맞게 모양을 만들 수 있기 때문에 항공기 및 우주선의 외부에 장착되거나 이동 무선 통신 장치에 통합되는 경우가 많다.
마이크로스트립 안테나 장점
마이크로스트립 안테나는 간단한 2차원 물리적 형상 때문에 제조 및 설계 비용이 상대적으로 저렴하다. 안테나의 크기가 공명 주파수에서의 파장에 직접적으로 연결되어 있기 때문에 일반적으로 UHF 및 그 이상의 주파수에서 사용된다. 단일 패치 안테나는 약 6~9 dBi의 최대 지향성 이득을 제공한다. 석판 인쇄 기술을 사용하여 단일 (대형) 기판에 패치 배열을 인쇄하는 것은 비교적 쉽다. 패치 배열은 약간의 추가 비용으로 단일 패치보다 훨씬 높은 이득을 제공할 수 있다. 매칭 및 위상 조정은 인쇄된 마이크로스트립 급전 구조를 통해 수행할 수 있으며, 이는 복사 패치를 형성하는 동일한 작업에서 이루어진다. 낮은 프로파일 안테나에서 고이득 배열을 만들 수 있는 능력은 패치 배열이 비행기 및 기타 군사 응용 분야에서 흔히 사용되는 이유 중 하나이다.
마이크로스트립 안테나 장점
이러한 패치 안테나 배열은 동적 빔포밍 기능을 가진 위상배열 안테나를 쉽게 만드는 방법이다.
패치 안테나의 고유한 장점은 편광 다양성을 가질 수 있다는 것이다. 패치 안테나는 여러 급전 지점 또는 비대칭 패치 구조를 가진 단일 급전 지점을 사용하여 수직, 수평, 오른손 원형 (RHCP) 또는 왼손 원형 (LHCP) 편광을 갖도록 쉽게 설계될 수 있다. 이러한 독특한 특성 덕분에 패치 안테나는 다양한 요구 사항을 가질 수 있는 여러 유형의 통신 링크에 사용될 수 있다.
마이크로스트립 안테나 직사각형 패치
가장 일반적으로 사용되는 마이크로스트립 안테나는 잘린 마이크로스트립 전송선처럼 보이는 직사각형 패치이다. 대략 반파장 길이이다. 공기를 유전체 기판으로 사용할 경우 직사각형 마이크로스트립 안테나의 길이는 자유 공간 파장의 약 절반이다. 안테나가 유전체를 기판으로 사용하면 기판의 상대 유전율이 증가함에 따라 안테나의 길이가 감소한다. 안테나의 공진 길이는 확장된 전기 "프린징 필드"로 인해 전기적 길이가 약간 증가하므로 약간 더 짧다. 마이크로스트립 안테나의 초기 모델은 복사 손실을 나타내기 위해 양 끝에 등가 부하를 가진 마이크로스트립 전송선 섹션이다.
마이크로스트립 안테나 사양
마이크로스트립 안테나의 유전체 로딩은 복사 패턴과 임피던스 대역폭 모두에 영향을 미친다. 기판의 유전율이 증가하면 안테나 대역폭이 감소하여 안테나의 Q 인자가 증가하고 따라서 임피던스 대역폭이 감소한다. 이 관계는 안테나의 전송선 모델을 사용할 때는 즉시 따르지 않았지만, 1973년에 타츠오 이토와 라지 미트라가 도입한 캐비티 모델을 사용할 때 분명해진다. 직사각형 마이크로스트립 안테나의 복사는 한 쌍의 등가 슬롯으로 이해될 수 있다. 이 슬롯들은 배열로 작동하며 안테나가 공기 유전체를 가질 때 가장 높은 지향성을 가지며, 증가하는 상대 유전율을 가진 유전체 기판으로 대체될 때 감소한다.
반파장 직사각형 마이크로스트립 안테나는 중심을 따라 가상 단락면을 가진다. 이는 물리적 단락면으로 대체되어 쿼터파장 마이크로스트립 안테나를 만들 수 있다. 이를 때때로 하프 패치라고 부른다. 안테나는 단일 복사 가장자리(등가 슬롯)만 가지므로 안테나의 지향성/이득이 낮아진다. 복사 가장자리 간의 결합이 제거되었으므로 임피던스 대역폭은 반파장 전체 패치보다 약간 낮다.
마이크로스트립 안테나 다른 종류
또 다른 종류의 패치 안테나는 평면 역 F 안테나(PIFA)이다.
PIFA는 휴대폰(모바일 폰)에 내장형 구조로 흔히 사용된다.
이러한 안테나는 쿼터파장 하프패치 안테나에서 파생되었다. 하프패치의 단락면은 길이가 감소하여 공진 주파수를 낮춘다. 낮은 프로파일과 허용 가능한 SAR 특성을 제공한다.
이 안테나는 거꾸로 된 F자 모양을 닮았는데, 이것이 PIFA라는 이름을 설명한다. 무지향성 패턴을 가진 소형 안테나로 인기가 많다.
종종 PIFA 안테나는 다양한 셀룰러 대역에서 공진하도록 여러 개의 가지를 가진다. 일부 전화기에서는 접지된 기생 소자가 복사 대역폭 특성을 향상시키는 데 사용된다.
접힌 역방향 등각 안테나 (FICA)는 PIFA에 비해 몇 가지 장점이 있는데, 이는 더 나은 볼륨 재사용을 허용하기 때문이다.
마이크로스트립 안테나 다른 종류
결함 접지 구조(DGS) 통합 마이크로스트립 패치는 여러 목적으로 인기를 얻었다. 이 기술은 패치 아래 접지면에 '결함'이라고 불리는 소형 슬롯을 제한적으로 도입하며, 이는 원거리장 및 근거리장 특성을 향상시킬 잠재력을 가진다. 이것은 2005년 데바토시 구하에 의해 고안되고 도입되었으며 추가 구성 요소, 부피, 무게 또는 비용 없이 교차 편파 복사를 제어한다. 이 기술은 마이크로스트립 패치의 대각선 평면에서도 교차 편파 복사를 줄일 만큼 발전했다. DGS 기술은 대규모 마이크로스트립 배열에서 상호 결합을 줄여 레이더 빔의 스캔 블라인드 문제를 완화하는 데에도 효과적이다. DGS 기술은 공중 응용 분야에서 매우 매력적인 것으로 밝혀졌다.
AAAA 전지
AAAA 전지 (일반적으로 쿼드러플 A로 읽음)는 길이가 42.5 mm이고 직경이 8.3 mm이다. 알칼리 전지는 무게가 약 6.5g이며 1.5 V를 생산한다. 이 크기의 전지는 R8D425 (IEC) 및 25 (ANSI/NEDA)로 분류된다. 이 크기의 알칼리 전지는 듀라셀 유형 번호 MN2500 또는 MX2500 및 에너자이저 유형 번호 E96으로도 알려져 있다.
AAAA 전지 용도
이 전지 크기는 주로 레이저 포인터, LED 펜라이트, 전원 공급 컴퓨터 스타일러스, 혈당 측정기, 소형 헤드폰 앰프와 같은 소형 기기에 사용되며, 마이크로소프트의 서피스 펜이 AAAA 전지를 사용하는 가장 대표적인 제품이다. 이 전지들은 AAA 또는 AA형 전지만큼 인기가 없으며, 그 결과 흔히 구할 수 없다.
일부 알칼리 9볼트 전지 모델에는 용접 탭으로 연결된 6개의 LR61 전지가 들어 있다. 이 전지들은 AAAA 전지와 유사하며, 3.5 밀리미터 (0.14 in) 더 짧음에도 불구하고 일부 장치에서 AAAA 전지 대신 사용할 수 있다.
보르네오 저지대 열대우림
보르네오 저지대 열대우림(Borneo lowland rain forests)은 동남아시아의 큰 섬인 보르네오섬에 있는 열대·아열대 습윤활엽수림 생물 군계 내의 생태지역이다. 약 15,000종의 식물, 380종의 조류, 그리고 여러 포유류 종을 품고 있다. 보르네오 저지대 열대우림은 벌목, 사냥, 상업적 토지 이용 전환으로 인해 면적이 계속 감소하고 있다.
보르네오 저지대 열대우림 위치와 설명
보르네오 저지대 열대우림은 보르네오섬 면적의 약 57%에 해당하는 428,438제곱킬로미터에 걸쳐 펼쳐져 있다. 이 숲은 해발 1,000미터 아래 섬 대부분을 덮는다. 보르네오섬은 인도네시아, 말레이시아, 브루나이로 나뉘어 있으며, 저지대 열대우림은 이 세 국가 모두에 걸쳐 있다.
다른 생태지역도 보르네오 저지대 일부를 덮고 있는데, 보르네오 이탄 늪지 숲, 남서 보르네오 담수 늪지 숲, 순다랜드 황야 숲 등이 있다. 이들 다른 저지대 생태지역은 특정 토양 조건에서 형성되었으며 독특한 식물과 동물 군집의 서식지이다. 순다 대륙붕 맹그로브는 섬 해안을 따라 분포한다.
보르네오 고지대에는 보르네오 산지 열대우림이 있으며, 이는 숲 구조와 종 구성 모두에서 저지대 숲과 구별된다.
저지대는 기후(섬의 동쪽은 더 건조하다) 또는 큰 카푸아스강과 바리토강에 의해 구별되거나 분리되어 있으며, 이는 동물과 파충류가 섬을 자유롭게 퍼져나가는 것을 막는다.
보르네오 저지대 열대우림 기후
보르네오 저지대는 안정적인 열대 우림 기후를 가지며, 연중 월별 강수량이 200 밀리미터 (7.9 in)를 초과하고, 기온은 10°C 이상으로 거의 변동하지 않는다.
보르네오 저지대 열대우림 식물상
보르네오의 저지대는 세계에서 가장 풍부한 우림의 서식지이다. 이 기후는 약 10,000종의 식물(아프리카 대륙 전체보다 많다)에게 이상적인 성장 환경을 제공한다. 이들 중 약 2,000종의 난초과와 3,000종의 나무가 있으며, 이 중에는 267종의 딥테로카르프(딥테로카르푸스과)가 포함되어 있고, 그 중 155종은 보르네오 고유종이다. 이로 인해 보르네오섬은 딥테로카르프 다양성의 세계적인 중심지가 된다.
저지대 및 구릉지 숲을 포함한 혼합 딥테로카르프 숲이 주요 식물 군집이다. 숲은 24~36미터 높이의 활엽수림이며, 캐노피 위로 최대 65미터 높이의 우세한 나무들이 뻗어 있다. 딥테로카르프는 가장 흔한 우세종으로, 우세층의 최대 80%를 차지한다. 딥테로카르푸스속, 용뇌수속, 사라수속은 일반적으로 우세종인 반면, 딥테로카르프 속인 Hopea와 Vatica는 일반적인 캐노피 나무이다. Koompassia excelsa(Fabaceae)는 독특한 흰색 줄기를 가진 우세종 나무로 최대 85미터 높이까지 자랄 수 있다. 감람나무과와 사포테과의 나무들도 캐노피에서 흔하게 발견된다.
보르네오 저지대 열대우림 식물상
캐노피 아래에는 만경목과 착생 난초 및 양치식물로 덮인 그늘을 좋아하는 나무로 구성된 하층부가 있다. 하층부 나무는 일반적으로 대극과, 꼭두서니과, 뽀뽀나무과, 녹나무과, 육두구과에 속한다. 줄기꽃열매 – 나무줄기에 꽃과 열매를 맺는 나무 – 는 숲 두리안(Durio testudinarius)을 포함한 하층부 나무들 사이에서 흔하다. 임상층 식물에는 강한 냄새를 풍기는 기생 식물인 라플레시아 5종이 포함되며, 그 중 라플레시아 아르놀디는 너비가 1미터가 넘는 꽃을 피워 세계에서 가장 큰 꽃으로 알려져 있다.
산굴리랑반도와 사라왁의 석회암 고지대, 브루나이-사라왁 국경의 라비 언덕에도 고유한 식물 군집이 있다.
보르네오 저지대 열대우림 동물상
이 생태지역의 야생동물은 세계에서 가장 작은 다람쥐인 애기피그미다람쥐부터 아시아에서 가장 큰 육상 포유류인 아시아코끼리에 이르는 수많은 숲 동물들로 구성되어 있다. 여기에는 절멸위급종인 수마트라코뿔소, 멸종 위기에 처한 상징적인 보르네오오랑우탄, 12종의 다른 영장류, 보르네오수염돼지와 보르네오문착 사슴이 포함된다. 보르네오의 영장류는 다음과 같다: 세 종의 유인원(보르네오오랑우탄, 뮐러긴팔원숭이와 보르네오흰수염긴팔원숭이), 다섯 종의 랑구르, 남부돼지꼬리마카크, 긴꼬리마카크, 호스필드안경원숭이 (Tarsius bancanus), 보르네오늘보로리스 (Nycticebus borneanus), 카얀강늘보로리스 (Nycticebus kayan), 필리핀늘보로리스 (Nycticebus menagensis), 방카늘보로리스 (Nycticebus bancanus), 그리고 멸종 위기에 처한 코주부원숭이 (Nasalis larvatus)이다. 보르네오에는 호랑이가 없다. 육식동물로는 멸종 위기에 처한 보르네오구름표범 (Neofelis diardi borneensis), 태양곰 (Helarctos malayanus), 수달사향고양이 (Cynogale bennettii), 그리고 여러 다른 족제비과 및 사향고양이과 동물이 포함된다.
보르네오 저지대 열대우림 동물상
380종의 조류에는 8종의 코뿔새과, 18종의 딱따구리과, 13종의 팔색조과가 포함된다. 아종 고유종이 9종, 고유종이 2종 있는데, 검은눈썹개미잡이새 (Malacocincla perspicillata)와 흰관오색딱따구리 (Copsychus stricklandii)이다. 풍부한 파충류와 양서류 중에는 악어와 바다왕도마뱀 (Lanthanotus borneensis)이 있다. 숲의 소리는 낮과 밤에 따라 달라지는데, 다양한 조류와 동물들이 나와 먹이를 찾으며 돌아다니기 때문이다.
보르네오 저지대 열대우림 생물지리
플라이스토세 빙하기 동안 보르네오섬 전체, 자와섬, 수마트라섬, 그리고 본토 인도차이나는 순다랜드라고 불리는 동일한 육괴의 일부였다. 이것은 식물과 동물이 한 지역에서 다른 지역으로 이동하는 것을 가능하게 했다. 현재 보르네오섬은 말레이반도와 여러 섬들로부터 분리되어 있지만, 여전히 많은 식물 및 동물 다양성을 공유하고 있으며, 술라웨시는 보르네오의 야생동물 종이 더 적다.
보르네오 저지대 열대우림 위협과 보존
벌목과 천연림을 고무, 팜유, 산업용 목재 농장 및 소규모 농업으로 전환하면서 최근 수십 년 동안 심각한 산림 파괴가 발생했다. 보르네오섬은 지난 반세기 동안 열대우림의 절반 이상이 손실되었다. 1982~83년과 다시 1997~98년에 걸쳐 칼리만탄의 산불로 인해 팜유 재배를 위해 각각 약 25,000 km2 (9,700 mi2)의 숲이 사라졌다. 사바주에서는 말리아우 분지에서의 석유 및 석탄 탐사와 클리아스반도 습지 배수 또한 위협이 된다. 2001년, 세계자연기금(WWF)은 "현재의 서식지 파괴 추세가 계속된다면 2010년에는 보르네오에 남아있는 저지대 숲이 없을 것"이라고 예측했다. 이 예측이 완전히 실현되지는 않았지만, 2008년 IUCN 적색 목록은 2005년 예측을 인용하여 "현재의 삼림 파괴 속도가 계속된다면 보르네오섬의 숲 면적이 2005년 50%에서 2020년까지 3분의 1 미만으로 감소할 것으로 예상된다"고 보고했다.
보르네오 저지대 열대우림 위협과 보존
생태지역의 6.267%가 보호 지역으로 지정되어 있다. 여기에는 다음이 포함된다:
사바주: 발렘방안 삼림 보호구역, 비두 비두 삼림 보호구역, 빈술룩 삼림 보호구역, 보티티안 삼림 보호구역, 부킷 쿠아마스 삼림 보호구역, 부킷 타비우 삼림 보호구역, 크로커 산맥 국립공원, 다눔 밸리 보전 지역, 데라마콧 삼림 보호구역, 고만통 삼림 보호구역, 키나발루 공원, 클리아스 삼림 보호구역, 리파소 삼림 보호구역, 말리아우 분지 보전 지역, 만다마이 삼림 보호구역, 포크 산림 보호구역, 실라부칸 보호림, 타빈 야생동물 보호구역, 탕쿨랍 삼림 보호구역, 타와이 삼림 보호구역, 타와우 힐스 국립공원, 울루 칼룸팡 삼림 보호구역, 울루 텔루피드 삼림 보호구역.
보르네오 저지대 열대우림 위협과 보존
사라왁주: 바탕 아이 국립공원, 바투 라가 국립공원, 부킷 히탐 자연 보호구역, 부킷 카나 국립공원, 부킷 리마 자연 보호구역, 부킷 메르싱 국립공원, 부킷 셈빌링 자연 보호구역, 바쿤 제도 국립공원, 부킷 티반 국립공원, 분고 산맥 국립공원, 데레드 크리안 국립공원, 요정 동굴 자연 보호구역, 구눙 부다 국립공원, 구눙 가딩 국립공원, 구능물루 국립공원, 구눙 푸에 국립공원, 쿠칭 습지 국립공원, 쿠바 국립공원, 람비르 힐스 국립공원, 림방 맹그로브 국립공원, 로아간 부눗 국립공원, 니아 국립공원, 펠라구스 국립공원, 삼파디 국립공원, 세멩고 자연 보호구역, 시밀라자우 국립공원, 숭가이 멜루앙 국립공원, 탄중 다투 국립공원, 우순 아파우 국립공원, 바람 동굴 자연 보호구역.
안테나 배열
안테나 배열, 안테나 어레이(antenna array) 또는 배열 안테나는 여러 개의 연결된 안테나가 하나의 안테나처럼 함께 작동하여 전파를 송수신하는 장치이다.:p.149 개별 안테나(요소라고 함)는 일반적으로 특정 위상 관계에 따라 요소에 전력을 공급하는 급전선을 통해 단일 수신기 또는 송신기에 연결된다. 각 개별 안테나에서 방출되는 전파는 결합되어 중첩되며, 원하는 방향으로 방출되는 전력을 강화하기 위해 합쳐지고(보강간섭), 다른 방향으로 방출되는 전력을 줄이기 위해 상쇄된다(상쇄간섭). 마찬가지로 수신에 사용될 때 개별 안테나의 개별 무선 주파수 전류는 수신기에서 올바른 위상 관계로 결합되어 원하는 방향에서 수신된 신호를 강화하고 원치 않는 방향에서 오는 신호를 상쇄한다. 더 정교한 배열 안테나는 여러 개의 송신기 또는 수신기 모듈을 가질 수 있으며, 각 모듈은 별도의 안테나 요소 또는 요소 그룹에 연결된다.
안테나 배열
안테나 배열은 단일 요소로 달성할 수 있는 것보다 더 높은 이득(지향성), 즉 더 좁은 전파 빔을 달성할 수 있다. 일반적으로 사용되는 개별 안테나 요소의 수가 많을수록 이득이 높아지고 빔이 좁아진다. 일부 안테나 배열(군용 위상배열 레이더와 같은)은 수천 개의 개별 안테나로 구성된다. 배열은 더 높은 이득을 달성하고, 통신 신뢰도를 높이는 다이버시티(MIMO라고도 함)를 제공하고, 특정 방향에서 오는 간섭을 제거하고, 전파 빔을 전자적으로 조종하여 다른 방향을 가리키게 하며, 무선 방향 탐지에 사용될 수 있다.
안테나 배열이라는 용어는 일반적으로 수신기 또는 송신기에 연결된 여러 개의 동일한 급전부로 구성된 구동 배열을 의미한다. 기생 배열은 급전선에 연결된 단일 구동 요소와 기생 요소라고 불리는 다른 요소들로 구성된다. 이는 일반적으로 야기 안테나의 다른 이름이다.
위상배열은 일반적으로 전자 스캔 배열을 의미한다. 즉, 각 개별 요소가 컴퓨터로 제어되는 위상 변환기를 통해 송신기 또는 수신기에 연결된 구동 배열 안테나이다. 전파 빔은 안테나를 움직이지 않고도 넓은 각도에 걸쳐 어떤 방향으로든 즉시 전자적으로 조종될 수 있다. 그러나 "위상배열"이라는 용어는 때때로 일반 배열 안테나를 의미하는 데 사용되기도 한다.
안테나 배열 원리
레일리 기준에 따르면 안테나의 지향성, 즉 방출하는 전파 빔의 각도 폭은 전파의 파장을 안테나의 폭으로 나눈 값에 비례한다. 쿼터 파장 안테나 및 하프 파장 다이폴과 같이 파장 정도 크기의 작은 안테나는 이득이 많지 않다. 즉, 넓은 각도로 전파를 방출하는 무지향성 안테나이다. 전파를 좁은 빔으로 방출하는 지향성 안테나(고 이득 안테나)를 만들기 위해서는 두 가지 일반적인 기술을 사용할 수 있다.:p.692
첫 번째 기술은 반사를 이용하는 것인데, 파라볼라 안테나나 혼 안테나와 같은 큰 금속 표면이나 유전체 렌즈에 의한 굴절을 이용하여 전파의 방향을 변경하고, 단일 저이득 안테나에서 나오는 전파를 빔으로 집중시키는 방식이다. 이 유형을 개구면 안테나라고 한다. 파라볼라 안테나는 이러한 유형의 안테나의 예시이다.
안테나 배열 원리
두 번째 기술은 동일한 송신기 또는 수신기에서 급전되는 여러 안테나를 사용하는 것으로, 이를 배열 안테나 또는 안테나 배열이라고 한다. 송신 안테나의 경우 특정 지점에서 수신되는 전자기파는 각 안테나 요소에서 나오는 전자기파의 벡터 합이다. 전류가 적절한 위상으로 안테나에 공급되면 간섭 현상으로 인해 개별 안테나에서 나오는 구형파가 배열 전면에서 결합(중첩)하여 평면파, 즉 특정 방향으로 진행하는 전파 빔을 생성한다. 개별 안테나에서 나오는 파동이 동위상으로 도달하는 방향에서는 파동이 합쳐져(보강간섭) 방출되는 전력을 강화한다. 개별 파동이 역위상으로 도달하는 방향에서는 한 파동의 정점이 다른 파동의 골과 일치하여 파동이 상쇄되어(상쇄간섭) 해당 방향으로 방출되는 전력이 감소한다. 마찬가지로 수신할 때 원하는 방향에서 수신된 전파로부터 개별 안테나가 수신하는 진동 전류는 동위상이며 수신기에서 결합될 때 서로 강화되는 반면, 다른 방향에서 수신된 전파로부터 오는 전류는 역위상이며 수신기에서 결합될 때 서로 상쇄된다.
안테나 배열 원리
이러한 안테나의 방사 패턴은 한 방향으로 강한 빔, 즉 주엽과 여러 약한 빔(서로 다른 각도로 측엽이라고 불림)으로 구성되며, 이는 일반적으로 원치 않는 방향으로의 잔류 복사를 나타낸다. 안테나의 폭이 넓고 구성 안테나 요소의 수가 많을수록 주엽은 좁아지고, 달성할 수 있는 이득은 높아지며, 측엽은 작아진다.
안테나 요소가 동위상으로 급전되는 배열은 브로드사이드 배열이다. 주엽은 요소 평면에 수직으로 방출된다.
가장 큰 배열 안테나는 전파천문학 분야에서 사용되는 전파 간섭계로, 대형 파라볼라 안테나로 구성된 여러 전파망원경이 함께 안테나 배열로 연결되어 더 높은 분해능을 달성한다. 개구 합성이라는 기술을 사용하면 이러한 배열은 안테나 사이의 거리에 해당하는 직경을 가진 안테나의 분해능을 가질 수 있다. 초장기선 간섭계 (VLBI)라는 기술에서는 여러 대륙의 접시 안테나가 연결되어 수천 마일 크기의 "배열 안테나"를 만들었다.
안테나 배열 종류
대부분의 배열 안테나는 구성 안테나 축이 방사 방향과 어떻게 관련되는지에 따라 두 가지 클래스로 나눌 수 있다.
위상배열과 같이 이 두 범주에 속하지 않는 배열도 있으며, 이 경우 방사 방향은 안테나 축에 대해 다른 각도를 이룬다.
배열 안테나는 요소 안테나의 배치 방식에 따라 분류할 수도 있다.
안테나 배열 종류
구동 배열 – 개별 구성 안테나가 모두 "구동"되는 배열이다. 즉, 송신기 또는 수신기에 연결된다. 일반적으로 동일한 개별 안테나는 종종 하프 파장 다이폴과 같은 단일 구동 요소로 구성되지만, 야기 안테나 또는 턴스타일 안테나와 같은 복합 안테나일 수도 있다.
콜리니어 안테나 배열 – 여러 개의 동일한 다이폴 안테나가 수직으로 한 줄로 배열된 브로드사이드 배열이다. 이는 텔레비전 방송국의 방송 안테나 및 육상 이동 무선 시스템의 기지국 안테나로 VHF 대역에서 자주 사용되는 고이득 무지향성 안테나이다.
슈퍼 턴스타일 또는 배트윙 배열 – 여러 개의 교차 다이폴 안테나가 마스트에 콜리니어하게 장착된 텔레비전 방송용 특수 수직 안테나. 넓은 대역폭을 가진 고이득 무지향성 방사 패턴.
원형 배치 안테나 배열 (CDAA) - 요소가 큰 원형으로 배열된 안테나 배열. CDAA는 공역 감시 및 방송 단속과 같은 잘못된 무선 신호의 방향 탐지 및 삼각측량에 사용된다. 이 인상적인 구조물의 외형 때문에 "코끼리 우리"라는 별명을 얻었다.
안테나 배열 종류
평면 배열 – 평면 2차원 안테나 배열. 무지향성 안테나 배열은 안테나 양쪽 브로드사이드에서 180° 떨어진 두 개의 빔을 방사하므로, 일반적으로 평면 반사기 앞에 장착되거나 야기 안테나 또는 헬리컬 안테나와 같은 지향성 안테나로 구성되어 단방향 빔을 제공한다.
반사 배열 안테나 – 금속판이나 와이어 스크린과 같은 평면 반사기 앞에 동위상으로 급전되는 여러 개의 안테나(종종 하프 파장 다이폴)로 구성된 평면 배열이다. 이는 배열에 수직(브로드사이드)으로 단일 전파 빔을 방사한다. UHF 텔레비전 안테나 및 레이더 안테나로 사용된다.
커튼 배열 안테나 – 수직 반사기(평행 와이어로 만든 "커튼") 앞에 매달린 와이어 다이폴의 평면 배열로 구성된 옥외 와이어 단파 송신 안테나. 단파 방송국의 장거리 송신 안테나로 HF 대역에서 사용된다. 위상배열로 조종될 수 있다.
마이크로스트립 안테나 – 뒷면에 반사기 역할을 하는 구리 포일이 있는 인쇄 회로 기판에 제작된 패치 안테나 배열. 요소는 구리 포일로 만든 스트립라인을 통해 급전된다. UHF 및 위성방송 수신 안테나로 사용된다.
안테나 배열 종류
위상배열의 작동 방식을 보여주는 애니메이션.위상배열 또는 전자 스캔 배열 – 안테나를 물리적으로 움직이지 않고도 배열 전면의 넓은 각도에 걸쳐 어떤 방향으로든 빔을 전자적으로 조종할 수 있는 평면 배열. 송신기에서 오는 전류는 컴퓨터로 제어되는 위상 변환기를 통해 각 구성 안테나에 공급된다. 급전 전류의 상대 위상을 변경하여 빔을 즉시 다른 방향으로 향하게 할 수 있다. 군용 레이더에 널리 사용되며, 이 기술은 민간 응용 분야로 빠르게 확산되고 있다.
수동 전자 스캔 배열 (PESA) – 위에서 설명한 위상배열로, 안테나 요소는 위상 변환기를 통해 단일 송신기 또는 수신기에서 급전된다.
능동 전자 스캔 배열 (AESA) – 각 안테나 요소가 중앙 컴퓨터로 제어되는 자체 송신기 및 수신기 모듈을 가진 위상배열. 이 2세대 위상배열 기술은 여러 주파수에서 여러 빔을 동시에 방사할 수 있으며, 주로 정교한 군용 레이더에 사용된다.
안테나 배열 종류
콘포멀 배열 – 평평하지 않고 곡선 표면에 일치하는 2차원 위상배열. 개별 요소는 다양한 경로 길이를 보상하는 위상 변환기에 의해 구동되어 안테나가 평면파 빔을 방사할 수 있도록 한다. 콘포멀 안테나는 공기역학적 항력을 줄이기 위해 항공기 및 미사일의 곡선 외피에 통합되는 경우가 많다.
스마트 안테나, 재구성 가능 안테나 또는 적응형 배열 – 전파의 도달 방향을 추정하고 방사 패턴을 적응적으로 최적화하여 수신하는 수신 배열로, 해당 방향으로 주엽을 합성한다. 위상배열과 마찬가지로 급전선에 위상 변환기가 있는 여러 개의 동일한 요소로 구성되며 컴퓨터에 의해 제어된다.
옥상 텔레비전 안테나. 야기 안테나와 로그 주기 안테나의 조합으로 구성된 엔드파이어 기생 배열기생 배열 – 여러 개의 안테나 요소가 한 줄로 배열되어 있으며, 그 중 하나인 구동 요소만 송신기 또는 수신기에 연결되고, 기생 요소라고 불리는 다른 요소들은 연결되지 않은 엔드파이어 배열이다. 기생 요소는 공명기 역할을 하여 구동 요소에서 전파를 흡수하고 다른 위상으로 재방출하여 안테나의 방사 패턴을 수정하고 원하는 방향으로 방출되는 전력을 증가시킨다. 이들은 하나의 구동 요소만 가지므로 종종 "배열" 대신 "안테나"라고 불린다.
야기 안테나 또는 야기 안테나 – 여러 개의 반파장 다이폴 요소가 한 줄로 배열된 이 엔드파이어 배열은 하나의 구동 요소와 방사 방향에 여러 개의 "디렉터" 기생 요소, 그리고 일반적으로 그 뒤에 하나의 "반사기" 기생 요소로 구성된다. 이들은 HF, VHF 및 극초단파 대역에서 텔레비전 안테나, 단파 통신 안테나 및 레이더 배열로 널리 사용된다.
쿼드 안테나 – 하나의 구동 루프와 다른 기생 루프를 가진 여러 개의 루프 안테나가 한 줄로 배열된 것이다. 야기 안테나와 유사하게 작동한다.
안테나 배열 주기적 배열
직교 데카르트 좌표계의 x축을 따라 요소가 배열된 선형 배열을 고려해보자. 방사체는 동일한 공간 방향과 전계에 대해 동일한 편파를 갖는다고 가정한다. 이를 기반으로 배열 계수는 다음과 같이 쓸 수 있다.
여기서 은 안테나 요소의 개수이고, 는 파수이며, 과 (미터 단위)은 각각 n번째 방사체의 복소 여기 계수와 위치이며, 로, 와 는 각각 천정각과 방위각이다. 인접 요소 사이의 간격이 일정하면 로 쓸 수 있으며, 이 배열은 주기적이라고 한다. 배열은 공간적으로(물리적으로)나 변수  모두에서 주기적이다. 예를 들어, 이고 가 파장일 경우, 배열 계수의 크기는  도메인에서 와 같은 주기를 갖는다. 가 보조 변수라는 점을 강조할 가치가 있다. 실제로 물리적인 관점에서 방사 목적에 관심 있는  값은  구간에 속하며, 이는 와  값과 관련된다. 이 경우 구간 [-1,1]을 가시 공간(visible space)이라고 한다. 나중에 보여지듯이  변수의 정의가 변경되면 가시 공간의 범위도 그에 따라 변경된다.
안테나 배열 주기적 배열
이제 여기 계수가 양의 실수 변수라고 가정한다. 이 경우,  도메인에서 배열 계수 크기는 에서 최대값을 갖는 주엽(mainlobe)과, 주엽보다 낮은 여러 개의 2차엽(secondary lobes) 즉 측엽(sidelobes) 및 주엽 복사본인 그레이팅 로브(grating-lobes)를 갖는다. 그레이팅 로브는 송신 및 수신 모두에서 단점의 원인이 된다. 실제로 송신 시에는 원치 않는 방향으로의 방사로 이어질 수 있으며, 수신 시에는 주엽 영역으로 들어오는 원하는 신호가 다양한 그레이팅 로브 영역으로 들어오는 다른 신호(원치 않는 간섭 신호)에 의해 강하게 방해될 수 있기 때문에 모호성의 원인이 될 수 있다. 따라서 주기적 배열에서는 그레이팅 로브가 (가시 공간에) 나타나는 것을 방지하기 위해 인접 방사체 사이의 간격이 특정 값을 초과해서는 안 된다. 예를 들어, 앞에서 본 것처럼 의 첫 번째 그레이팅 로브는 에서 발생한다. 따라서 이 경우 그레이팅 로브가 [-1,1] 구간 밖에 있으므로 문제가 없다.