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근접신관 제2차 세계 대전
특히 성공적인 적용은 SCR-584 자동 추적 레이더 및 M9 포 통제기 사격 통제 컴퓨터와 함께 VT 신관을 장착한 90mm 포탄이었다. 이 세 가지 발명품의 조합은 런던과 안트베르펜을 목표로 한 수많은 V-1 비행폭탄을 격추하는 데 성공했는데, 이들은 작은 크기와 빠른 속도 때문에 대공포로서는 어려운 목표물이었다.
연합군 신관은 목표물을 감지하기 위해 건설적 및 파괴적 간섭을 사용했다. 이 설계에는 4개 또는 5개의 전자관이 있었다. 한 개의 튜브는 안테나에 연결된 발진기였는데, 송신기와 오토다인 검출기(수신기)의 역할을 모두 수행했다. 목표물이 멀리 있을 때는 발진기에서 송신된 에너지 중 신관으로 반사되는 양이 적었다. 목표물이 가까이 있을 때는 발진기 신호의 상당 부분을 반사했다. 반사된 신호의 진폭은 목표물과의 거리에 비례했다. 이 반사된 신호는 발진기의 플레이트 전류에 영향을 미쳐 감지를 가능하게 했다.
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그러나 발진기의 송신 신호와 목표물에서 반사된 신호 사이의 위상 관계는 신관과 목표물 사이의 왕복 거리에 따라 달라졌다. 반사된 신호가 위상 동기화될 때 발진기 진폭은 증가하고 발진기 플레이트 전류도 증가했다. 그러나 반사된 신호가 위상 비동기화될 때 결합된 무선 신호 진폭은 감소하여 플레이트 전류가 감소했다. 따라서 발진기 신호와 반사 신호 사이의 변화하는 위상 관계는 작은 반사 신호의 진폭 측정을 복잡하게 만들었다.
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이 문제는 반사 신호의 주파수 변화를 활용하여 해결되었다. 신관과 목표물 사이의 거리는 일정하지 않고, 신관의 빠른 속도와 목표물의 움직임으로 인해 계속 변하고 있었다. 신관과 목표물 사이의 거리가 빠르게 변할 때, 위상 관계도 빠르게 변했다. 신호는 한 순간에는 동위상이었고, 수백 마이크로초 후에는 역위상이었다. 그 결과 속도 차이에 해당하는 헤테로다인 비트 주파수가 발생했다. 다른 관점에서 보면, 수신된 신호 주파수는 신관과 목표물의 상대적인 움직임에 의해 발진기 주파수에서 도플러 이동되었다. 결과적으로, 발진기와 수신 신호 사이의 주파수 차이에 해당하는 저주파 신호가 발진기의 플레이트 단자에서 발생했다. VT 신관의 네 개의 진공관 중 두 개는 이 저주파 신호를 감지, 필터링 및 증폭하는 데 사용되었다. 여기서 이 저주파 '비트' 신호의 진폭은 목표물에서 반사된 신호의 진폭에 해당한다는 점에 유의해야 한다. 증폭된 비트 주파수 신호의 진폭이 충분히 커서 근처 물체를 나타내면, 네 번째 진공관인 가스 충전 사이리스터를 작동시켰다. 사이리스터가 작동되면, 큰 전류가 흘러 전기 뇌관을 터뜨렸다.
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극심한 가속도와 원심력을 겪는 총포 발사체에 사용하기 위해서는 신관 설계에 많은 충격 경화 기술도 활용해야 했다. 여기에는 평면 전극과 스트레스를 균등하게 분배하기 위해 구성 요소를 왁스와 오일에 포장하는 것이 포함되었다. 조기 폭발을 방지하기 위해 포탄을 무장시키는 내장 배터리는 전해액이 활성화되기 전에 수 밀리초의 지연 시간을 두어 발사체가 총포 지역을 벗어날 시간을 주었다.
지정 VT는 '가변 시한'(variable time)을 의미한다. 해군 군수국의 연구 개발 부서장인 S. R. 슈메이커 대령이 기술을 암시하지 않으면서도 설명적인 용어를 만들었다.
커틀랜드 공군기지의 대공포 사격장은 근접신관 시험 시설 중 하나로 사용되었으며, 1942년부터 1945년까지 거의 50,000발의 시험 발사가 이루어졌다. 또한 메릴랜드주 애버딘 시험장에서도 시험이 진행되어 약 15,000개의 폭탄이 투하되었다. 다른 장소로는 노스캐롤라이나주의 포트 피셔와 메릴랜드주의 블로섬 포인트가 있다.
미국 해군의 개발 및 초기 생산은 월리처 회사에 위탁되었으며, 그들의 배럴 오르간 공장은 노스 토너원다에 위치해 있었다.
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새로운 신관용 진공관의 첫 대규모 생산은 이전에 크리스마스 트리 램프 제조에 사용되었던 제너럴 일렉트릭 클리블랜드 공장에서 이루어졌다. 신관 조립은 스커넥터디와 브리지포트에 있는 제너럴 일렉트릭 공장에서 완료되었다. 완제품 검사가 완료되면 각 로트에서 생산된 신관 샘플이 국립표준국으로 보내져 특별히 건설된 통제 시험 연구소에서 일련의 엄격한 테스트를 거쳤다. 이 테스트에는 저온 및 고온 테스트, 습도 테스트, 갑작스러운 충격 테스트가 포함되었다.
1944년까지 미국 전자공업의 상당 부분이 신관 제작에 집중되었다. 조달 계약은 1942년 6천만 미국 달러에서 1943년 2억 달러, 1944년 3억 달러로 증가했으며, 1945년에는 4억 5천만 달러에 달했다. 물량이 증가하면서 효율성이 중요해졌고, 신관당 비용은 1942년 732달러에서 1945년 18달러로 하락했다. 이는 약 10억 달러(2021년 기준 146억 달러)에 2천2백만 개 이상의 신관을 구매할 수 있게 했다. 주요 공급업체는 크로슬리, RCA, 이스트먼 코닥, 맥퀘이-노리스 및 실바니아였다. 또한 화약 제조업체부터 기계 공장에 이르기까지 2천 개 이상의 공급업체와 하위 공급업체가 있었다. 이것은 인쇄 회로의 최초 대량 생산 적용 중 하나였다.
전쟁 중 과학 연구 개발국 (OSRD) 국장이었던 버니바 부시는 근접신관이 세 가지 중요한 영향을 미쳤다고 평가했다.
처음에는 이 신관들이 독일군에게 노획될 수 없는 상황에서만 사용되었다. 1944년 남태평양의 육상 포병에서 사용되었다. 또한 1944년에 신관들은 영국 육군의 대공 사령부에 할당되었는데, 이 부대는 V-1 비행폭탄으로부터 영국을 방어하는 데 참여하고 있었다. 대부분의 영국 중대공포는 길고 얇은 해안 지대에 배치되었고(내륙은 전투기 요격기를 위해 비워두었다), 불발탄은 바다에 떨어져 안전하게 노획될 수 없었다. 독일군의 V-1 공습 작전 기간 동안 해안포 벨트를 통과하여 파괴된 비행폭탄의 비율은 17%에서 74%로 증가했으며, 하루 동안 82%에 달하기도 했다. 영국군이 겪었던 사소한 문제는 신관이 너무 민감하여 해조류에 너무 가까이 지나가도 포탄을 폭발시킬 수 있었다는 점이며, 여러 건의 해조류 "격추" 사례가 기록되었다.
펜타곤은 1944년에 연합군 야전 포병이 신관을 사용하는 것을 허용하지 않았다. 하지만 미국 해군은 1943년 7월 시칠리아 침공 중 젤라 전투에서 근접신관 대공포탄을 발사했다. 드와이트 D. 아이젠하워 장군이 신관 사용을 허용해달라고 요구한 후, 1944년 12월 벌지 전투에서 VT 신관(암호명 "POZIT")을 장착한 200,000발의 포탄이 사용되었다. 이 포탄들은 모든 포탄이 지면에 도달하기 직전에 폭발함으로써 연합군 중포병의 파괴력을 훨씬 더 크게 만들었다. 독일군 사단은 악천후로 정확한 관측이 불가능할 것으로 생각하여 시한 폭발로부터 안전하다고 느꼈기에 개활지에서 기습을 당했다. 미군 조지 S. 패튼 장군은 근접신관의 도입이 리에주를 구했다고 평가했으며, 이 신관의 사용이 지상전 전술의 개정을 필요로 했다고 말했다.
미국 육군 항공대와 미국 해군 모두 제2차 세계 대전 말에는 무선 근접신관을 장착한 폭탄과 로켓을 제한적으로 운용했다. 이 근접신관으로 폭발하는 폭탄과 로켓의 주요 목표는 대공 진지와 비행장이었다.
근접신관 센서 유형
무선 주파수 감지 (레이더)는 포탄의 주요 감지 원리이다.
제2차 세계 대전 특허에 설명된 장치는 다음과 같이 작동한다. 포탄에는 포탄 본체를 안테나로 사용하여 약 180~220MHz의 연속파를 방출하는 마이크로 송신기가 들어 있다. 포탄이 반사 물체에 접근하면 간섭 패턴이 생성된다. 이 패턴은 거리가 줄어들면서 변한다. 거리에서 반파장마다(이 주파수에서 반파장은 약 0.7미터), 송신기는 공진 상태이거나 공진 상태가 아니다. 이는 약 200~800Hz의 도플러 주파수를 가진 복사 전력과 결과적으로 발진기 공급 전류의 작은 주기를 발생시킨다. 이 신호는 대역 필터를 통과하여 증폭된 후 주어진 진폭을 초과할 때 폭발을 유발한다.
근접신관 센서 유형
광학 감지는 1935년에 개발되었고, 1936년에 영국에서 스웨덴 발명가(아마도 에드워드 W. 브란트)에 의해 페토스코프를 사용하여 특허를 받았다. 이는 폭격기 항공기 위에 투하될 폭탄의 폭발 장치 일부로 처음 테스트되었는데, 이는 영국 공군성의 "폭격기에 폭탄" 개념의 일부였다. 지상에서 발사되는 대공 미사일에 사용될 것으로 고려되었으며(나중에 브란트에 의해 특허를 받았다), 당시에는 미사일 주축에 수직인 평면에서 오는 모든 빛을 광전지에 집중시키는 도넛형 렌즈를 사용했다. 셀 전류가 일정 시간 간격으로 일정량 변화하면 폭발이 유발되었다.
일부 현대 공대공 미사일 (예: AIM-132 아스람 및 AA-12 Adder)은 레이저를 사용하여 폭발을 유발한다. 이 미사일들은 미사일 비행 방향에 수직으로 좁은 레이저 광선을 투사한다. 미사일이 목표물을 향해 순항할 때 레이저 에너지는 단순히 우주로 방출된다. 미사일이 목표물을 지나치면 에너지의 일부가 목표물에 부딪혀 미사일로 반사되며, 미사일 내의 감지기가 이를 감지하고 탄두를 폭발시킨다.
근접신관 센서 유형
음향 근접신관은 목표물(예: 항공기 엔진 또는 선박 프로펠러)에서 발생하는 음향 방출에 의해 작동된다. 작동은 마이크로폰 또는 수중청음기와 연결된 전자 회로를 통해 이루어지거나, 다이어프램 톤 필터에 연결된 공진 진동 리드를 기계적으로 사용하여 이루어질 수 있다.
제2차 세계 대전 중 독일은 대공전용으로 5가지 이상(어쩌면 50가지까지)의 음향 신관을 개발했지만, 어떤 것도 실전에서 사용되지 않았다. 독일 음향 신관 설계 중 가장 개발이 진전된 것은 라인메탈-보르지히 크라니히(독일어로 두루미)였는데, 이는 140~500Hz 주파수에 민감한 다이어프램 톤 필터를 사용하여 전기 점화기를 발사하는 공진 진동 리드 스위치에 연결된 기계 장치였다. 슈메터링, 엔치안, 라인토히터 및 X4 유도 미사일은 모두 크라니히 음향 근접신관과 함께 사용하도록 설계되었다.
제2차 세계 대전 중, 국방연구위원회 (NDRC)는 대공전 무기용 음향 근접신관의 사용을 조사했지만, 더 유망한 기술적 접근법이 있다고 결론 내렸다. NDRC 연구는 음향신관의 설계 및 사용, 특히 미사일 및 고속 항공기와 관련하여 음속이 주요 제약임을 강조했다.
근접신관 센서 유형
수중음향 영향은 기뢰와 어뢰의 폭발 메커니즘으로 널리 사용된다. 선박의 프로펠러가 물속에서 회전하면 강력한 수중음향 소음이 발생하며, 이는 수중청음기를 사용하여 감지하고 호밍 및 폭발에 사용될 수 있다. 영향 발사 메커니즘은 종종 음향 및 자기 유도 수신기의 조합을 사용한다.
자기 감지는 함선과 같은 거대한 철 덩어리를 감지하는 데만 적용할 수 있다. 기뢰와 어뢰에 사용된다. 이 유형의 신관은 디가우싱, 선박(특히 소해정)의 비금속 선체 사용 또는 항공기에 장착되거나 견인되는 부표의 자기 유도 루프를 통해 무력화될 수 있다.
일부 기뢰는 머리 위를 지나는 선박의 압력파를 감지할 수 있는 압력 신관을 사용한다. 압력 센서는 일반적으로 음향 및 자기 유도와 같은 다른 신관 폭발 기술과 함께 사용된다.
제2차 세계 대전 중, 지상 공중 폭발을 일으키기 위해 폭탄 묶음(또는 열)용 압력 활성화 신관이 개발되었다. 묶음의 첫 번째 폭탄에는 충격 신관이 장착되었고, 다른 폭탄에는 압력 감지 다이어프램 작동식 뇌관이 장착되었다. 첫 번째 폭탄의 폭발은 두 번째 폭탄의 신관을 작동시켜 지상에서 폭발하게 했고, 이는 다시 세 번째 폭탄을 폭발시키며 이 과정은 묶음의 마지막 폭탄까지 반복되었다. 폭격기의 전방 속도로 인해 압력 뇌관이 장착된 폭탄들은 모두 수평 궤적을 따라 지상에서 거의 같은 높이에서 폭발했다. 이 설계는 영국 No.44 "피스톨"과 독일 라인메탈-보르지히 BAZ 55A 신관 모두에서 사용되었다.
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《Fuzes, Proximity, Electrical: Part One》 (PDF), Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, July 1963, AMCP 706-211, 2018년 3월 29일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서, 2012년 1월 26일에 확인함
《Fuzes, Proximity, Electrical: Part Five》 (PDF), Engineering Design Handbook: Ammunition Series, United States Army Materiel Command, August 1963, AMCP 706-215, 2013년 4월 8일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서, 2012년 1월 26일에 확인함
마이크로스트립
마이크로스트립(microstrip)은 도체가 기판으로 알려진 유전체 층에 의해 접지면으로부터 분리되는 모든 기술로 제조될 수 있는 전기 전송선로의 한 유형이다. 마이크로스트립 라인은 마이크로파 주파수 신호를 전달하는 데 사용된다.
일반적인 구현 기술은 인쇄 회로 기판(PCB), 유전체 층으로 코팅된 알루미나 또는 때로는 실리콘 또는 기타 유사한 기술이다. 안테나, 결합기, 필터, 전력 분배기 등과 같은 마이크로파 부품은 마이크로스트립으로 형성될 수 있으며, 전체 장치는 기판 위의 금속화 패턴으로 존재한다. 따라서 마이크로스트립은 기존의 도파관(전자기학) 기술보다 훨씬 저렴하고, 훨씬 가볍고 컴팩트하다. 마이크로스트립은 스트립라인(Grieg와 Engelmann이 1952년 12월 IRE 회보에 처음 발표)의 경쟁자로 ITT 연구소에서 개발되었다.
도파관과 비교한 마이크로스트립의 단점은 일반적으로 낮은 전력 처리 용량과 높은 손실이다. 또한 도파관과 달리 마이크로스트립은 일반적으로 밀폐되어 있지 않아 혼선 및 의도하지 않은 방사에 취약하다.
마이크로스트립
최저 비용을 위해 마이크로스트립 장치는 일반적인 FR-4(표준 PCB) 기판에 구축될 수 있다. 그러나 FR4의 유전체 손실은 마이크로파 주파수에서 너무 높고 비유전율이 충분히 엄격하게 제어되지 않는 경우가 많다. 이러한 이유로 알루미나 기판이 일반적으로 사용된다. 모놀리식 통합 관점에서 집적 회로/모놀리식 마이크로파 집적 회로 기술을 사용하는 마이크로스트립은 실현 가능할 수 있지만, 성능은 사용 가능한 유전체 층과 도체 두께에 의해 제한될 수 있다.
마이크로스트립 라인은 고속 디지털 PCB 설계에서도 사용되며, 신호가 왜곡을 최소화하고 높은 혼선 및 방사를 피하면서 어셈블리의 한 부분에서 다른 부분으로 라우팅되어야 한다.
마이크로스트립은 스트립라인 및 코플래너 도파관과 같은 여러 형태의 평면 전송선로 중 하나이며, 이들 모두를 동일한 기판에 통합하는 것이 가능하다.
마이크로스트립 라인의 균형 신호쌍인 차동 마이크로스트립은 DDR2 SDRAM 클록, USB Hi-Speed 데이터 라인, PCI 익스프레스 데이터 라인, LVDS 데이터 라인 등과 같은 고속 신호에 종종 사용되며, 종종 모두 동일한 PCB에 있다. 대부분의 PCB 설계 도구는 이러한 차동쌍을 지원한다.
마이크로스트립 불균일성
마이크로스트립 라인에 의해 전달되는 전자기파는 부분적으로 유전체 기판에 존재하고 부분적으로 그 위에 있는 공기에 존재한다. 일반적으로 기판의 비유전율은 공기의 유전율과 다르며(더 크며), 따라서 파동은 불균일한 매질에서 전파된다. 결과적으로 전파 속도는 기판 내 전파 속도와 공기 내 전파 속도 사이에 있다. 이 동작은 일반적으로 마이크로스트립의 유효 유전율을 명시함으로써 설명되며, 이는 동등한 균일 매질(즉, 동일한 전파 속도를 초래하는 매질)의 유전율이다.
불균일 매질의 추가 결과는 다음과 같다.
라인의 특성 임피던스는 주파수에 따라 약간 변한다(비분산 기판 재료에서도 마찬가지이다). 비TEM 모드의 특성 임피던스는 고유하게 정의되지 않으며, 사용된 정확한 정의에 따라 마이크로스트립의 임피던스는 주파수가 증가함에 따라 상승하거나, 하락하거나, 하락한 다음 상승한다. 특성 임피던스의 저주파 한계는 준정적 특성 임피던스라고 불리며, 모든 특성 임피던스 정의에 대해 동일하다.
마이크로스트립 특성 임피던스
마이크로스트립 라인의 준정적 특성 임피던스에 대한 닫힌 형태의 근사 표현식은 휠러에 의해 개발되었다.
여기서 weff는 유효 폭으로, 스트립의 실제 폭에 금속화의 0이 아닌 두께를 고려하기 위한 보정치를 더한 값이다.
여기서 Z0는 자유 공간의 임피던스, εr은 기판의 비유전율, w는 스트립의 폭, h는 기판의 두께("높이"), 그리고 t는 스트립 금속화의 두께이다.
이 공식은 세 가지 다른 경우에 대한 정확한 해에 점근한다.
대부분의 다른 경우에 대해 임피던스 오차는 1% 미만이며 항상 2% 미만이라고 주장된다. 모든 가로세로비를 하나의 공식으로 다룸으로써 휠러(Wheeler) 1977은 휠러(Wheeler) 1965를 개선했는데, 휠러 1965는 w/h > 3.3에 대한 공식 하나와 w/h ≤ 3.3에 대한 다른 공식을 제공하여 w/h = 3.3에서 결과에 불연속성을 초래했다.
마이크로스트립 특성 임피던스
해럴드 휠러는 '마이크로스트립'과 '특성 임피던스'라는 용어 모두를 싫어했으며, 그의 논문에서는 사용을 피했다.
다른 저자들이 특성 임피던스에 대한 여러 다른 근사 공식을 제시했다. 그러나 대부분은 제한된 가로세로비 범위에만 적용되거나, 전체 범위를 조각별로 다룬다.
특히, 휠러의 공식을 수정한 해머스타드(Hammerstad)가 제안한 방정식 세트는 아마도 가장 자주 인용되는 것일 것이다.
여기서 εeff는 다음과 같이 근사화된 유효 유전율이다.
마이크로스트립 특성 임피던스
마이크로스트립 회로는 응용 분야에 따라 금속 인클로저가 필요할 수 있다. 인클로저의 상단 덮개가 마이크로스트립을 침범하면, 판 및 프링징 커패시턴스에 대한 추가 경로로 인해 마이크로스트립의 특성 임피던스가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 공기(εr = 1)에서의 마이크로스트립 특성 임피던스 을 조정하기 위한 방정식이 개발되었다. 여기서 이며, 는 덮개가 없는 공기 중 마이크로스트립의 임피던스이다. 에 대한 방정식은 금속 덮개를 고려하도록 조정될 수 있으며, 이를 사용하여 유전체를 사용한 Zo를 표현식 으로 계산한다. 여기서 은 금속 덮개에 대해 조정된 이다. 유한 스트립 두께 보상은 위에서 설명한 를  및  계산 모두에서  대신 사용하고, 모든 공기 계산에는 을, 모든 유전체 재료 계산에는 을 사용하여 계산할 수 있다. 아래 표현식에서 c는 덮개 높이, 즉 유전체의 상단에서 금속 덮개까지의 거리이다.
에 대한 방정식은 다음과 같다.
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에 대한 방정식은 다음과 같다.
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에 대한 방정식은 다음과 같다.
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이 방정식들은 다음 조건에서 1% 이내의 정확도를 가진다고 주장된다.
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마이크로스트립 공중 부유 및 역 마이크로스트립
유전체 층이 공기 층에 의해 하부 접지면 위에 공중 부유될 때, 이 기판은 공중 부유 기판이라고 불리는데, 이는 페이지 오른쪽 상단의 마이크로스트립 그림에서 층 D가 0이 아닌 것과 유사하다. 전통적인 마이크로스트립에 비해 공중 부유 기판을 사용하는 장점은 분산 효과 감소, 설계 주파수 증가, 더 넓은 스트립 형상, 구조적 부정확성 감소, 더 정확한 전기적 특성, 그리고 더 높은 특성 임피던스를 얻을 수 있다는 점이다. 단점은 공중 부유 기판이 전통적인 마이크로스트립 기판보다 크고 제조하기 더 어렵다는 것이다. 도체가 유전체 층 위에 위치하는 대신 유전체 층 아래에 위치할 때, 이 마이크로스트립은 역 마이크로스트립이라고 불린다.
프라마니크(Pramanick)와 바티아(Bhartia)는 공중 부유 및 역 마이크로스트립의 특성 임피던스(Zo) 및 유효 비유전율(Ere)을 근사화하는 데 사용되는 일련의 방정식을 문서화했다. 이 방정식은 참고 자료에서 직접 접근할 수 있으며 여기서는 반복하지 않는다.
마이크로스트립 공중 부유 및 역 마이크로스트립
존 스미스(John Smith)는 푸리에 급수 전개를 사용하여 공중 부유 기판의 결합 마이크로스트립 라인 배열에 대한 짝수 및 홀수 모드 프링징 전기 용량에 대한 방정식을 연구했으며, 이 기능을 수행하는 1960년대 스타일의 포트란 코드를 제공한다. 스미스의 연구는 아래 섹션에 자세히 설명되어 있다. 단일 마이크로스트립 라인은 무한히 넓은 간격을 가진 결합 마이크로스트립처럼 작동한다. 따라서 스미스의 방정식은 단일 마이크로스트립 라인의 프링징 전기 용량을 계산하는 데 사용될 수 있는데, 이는 간격에 큰 값을 입력하여 다른 결합 마이크로스트립이 단일 마이크로스트립의 전기적 특성에 더 이상 크게 영향을 미치지 않도록 하는 것으로, 일반적으로 7개 기판 높이 이상의 값이다. 역 마이크로스트립은 덮개 높이와 공중 부유 높이 변수를 교환하여 계산할 수 있다. 금속 인클로저가 없는 마이크로스트립은 금속 덮개 높이에 큰 변수를 입력하여 금속 덮개가 마이크로스트립 전기적 특성에 더 이상 크게 영향을 미치지 않도록 하는 것으로, 일반적으로 기판 위 도체 높이의 50배 이상이다. 역 마이크로스트립은 금속 덮개 높이와 공중 부유 높이 변수를 교환하여 계산할 수 있다.
마이크로스트립 공중 부유 및 역 마이크로스트립
여기서 B, C, D는 페이지 오른쪽 상단에 표시된 마이크로스트립 형상으로 정의된다.
공중 부유 또는 역 마이크로스트립에 대한 Zo 및 Ere 값을 계산하려면, 플레이트 전기 용량을 마이크로스트립 라인의 각 측면의 프링징 전기 용량에 더하여 유전체(εr) 경우와 공기(εra) 경우 모두에 대한 총 전기 용량을 계산하고, 이 결과를 사용하여 Zo 및 Ere를 계산할 수 있다. 다음 그림 참조.
마이크로스트립 굽힘
마이크로스트립에서 완전한 회로를 구축하려면 스트립의 경로가 큰 각도로 구부러져야 하는 경우가 많다. 마이크로스트립에서 급작스러운 90° 굽힘은 스트립의 신호 중 상당 부분이 소스로 다시 반사되고, 신호의 일부만 굽힘을 따라 전송되게 한다. 낮은 반사를 유도하는 굽힘을 만드는 한 가지 방법은 스트립 경로를 스트립 폭의 최소 3배 반지름의 아크로 구부리는 것이다. 그러나 훨씬 더 일반적인 기술이며 기판 면적을 더 적게 사용하는 기술은 마이터드 굽힘을 사용하는 것이다.
첫 번째 근사에서, 급작스러운 마이터드되지 않은 굽힘은 접지면과 스트립의 굽힘 사이에 배치된 병렬 전기 용량처럼 작동한다. 굽힘을 마이터 처리하면 금속화 영역이 감소하므로 초과 전기 용량이 제거된다. 마이터 백분율은 마이터드되지 않은 굽힘의 내부 및 외부 모서리 사이의 대각선에서 잘라낸 부분의 비율이다.
마이크로스트립 굽힘
광범위한 마이크로스트립 형상에 대한 최적의 마이터는 Douville과 James가 실험적으로 결정했다. 그들은 최적 마이터 백분율에 대한 좋은 적합도가 다음과 같이 주어진다는 것을 발견했다.
w/h ≥ 0.25 및 기판 비유전율 εr ≤ 25 조건에서. 이 공식은 εr과 완전히 독립적이다. Douville과 James가 증거를 제시한 실제 매개변수 범위는 0.25 ≤ w/h ≤ 2.75 및 2.5 ≤ εr ≤ 25이다. 그들은 공식에서 주어진 값의 4%(원래 d의) 이내의 모든 마이터 백분율에 대해 1.1보다 나은 VSWR(즉, −26 dB보다 나은 반사 손실)을 보고한다. 최소 w/h 0.25에서 마이터 백분율은 98.4%이므로 스트립은 거의 완전히 잘린다.
곡선형 및 마이터드 굽힘 모두에서 전기적 길이는 스트립의 물리적 경로 길이보다 다소 짧다.
마이크로스트립 불연속 접합부
굽힘 외의 다른 마이크로스트립 불연속성(위 참조)은 모서리라고도 불리며, 개방단, 비아 홀(접지면으로의 연결), 폭의 단계, 마이크로스트립 사이의 간격, 티 접합부, 그리고 교차 접합부 등이 있다. 이러한 유형의 접합부에 대한 모델을 개발하는 데 광범위한 연구가 수행되었으며, Quite universal circuit simulator (QUCS)와 같은 공개 문헌에 문서화되어 있다.
마이크로스트립 결합 마이크로스트립
마이크로스트립 라인은 다른 마이크로스트립 라인에 충분히 가깝게 설치되어 라인 간에 전기적 결합 상호 작용이 존재할 수 있다. 이는 의도치 않게 라인이 배치될 때 발생하거나, 원하는 전달 함수를 형성하거나 분산형 요소 필터를 설계하기 위해 의도적으로 발생할 수 있다. 두 라인의 폭이 동일하다면, 결합 전송선의 짝수 및 홀수 모드 분석으로 특성화될 수 있다.
짝수 및 홀수 모드 특성 임피던스(Zoe, Zoo) 및 유효 비유전율(εree, εreo)에 대한 닫힌 형태 표현식은 명시된 조건 하에서 정의된 정확도로 개발되었다. 이들은 참고 자료에서 얻을 수 있으며 여기서는 반복하지 않는다.
마이크로스트립 결합 마이크로스트립
존 스미스(John Smith)는 전하 분포의 푸리에 급수 전개를 사용하여 공중 부유 마이크로스트립을 포함한 금속 덮개가 있는 결합 마이크로스트립 라인 배열에 대한 짝수 및 홀수 모드 프링징 전기 용량에 대한 방정식을 연구했으며, 이 기능을 수행하는 1960년대 스타일의 포트란 코드를 제공한다. 덮개가 없는 마이크로스트립은 일반적으로 접지면 위 도체 높이의 50배 이상의 덮개 높이를 할당하여 지원된다. 역 마이크로스트립은 덮개 높이와 공중 부유 높이 변수를 역으로 하여 지원된다. 스미스의 방정식은 도체 폭, 도체 분리, 유전율, 덮개 높이 및 유전체 부유 높이의 모든 값에 대해 이론적으로 유효하다는 장점이 있다.
스미스의 방정식은 병목 현상(429페이지의 방정식 37)을 포함하는데, 여기서 타원 적분 비율의 역수 를 풀어야 한다. 여기서 는 1종 완전 타원 적분이고, 는 알려져 있으며, 는 풀어야 할 변수이다. 스미스는 에 대한 해에 일반적으로 수렴하는 정교한 검색 알고리즘을 제공한다. 그러나 뉴턴 방법 또는 보간법 테이블은 에 대한 더 빠르고 포괄적인 해를 제공할 수 있다.
마이크로스트립 결합 마이크로스트립
비결합 마이크로스트립의 짝수 및 홀수 모드 Zo 및 εre 값을 계산하려면, 플레이트 전기 용량을 마이크로스트립 라인 내부의 짝수 및 홀수 모드 프링징 전기 용량과 외부 측면의 비결합 프링징 전기 용량에 더한다. 비결합 프링징 전기 용량은 도체 간의 간격 또는 분리 값을 무한히 넓게 적용하여 계산할 수 있으며, 이는 접지면 위 도체 높이의 7배 이상 값으로 근사화될 수 있다. 짝수 및 홀수 모드 Zo 및 εre는 유전체(εr) 경우와 공기(εr=1) 경우에 대한 짝수 및 홀수 모드 전기 용량의 함수로 계산된다. 다음 그림 참조.
.
스미스의 푸리에 급수는 타원 적분 비율 에 대한 역해 k를 필요로 하며, 여기서 K()는 1종 완전 타원 적분이다. 스미스는 k를 찾기 위한 정교한 검색 알고리즘을 제공하지만, 뉴턴 방법을 사용하면 더 빠르고 정확한 수렴을 얻을 수 있으며, 보간법 테이블을 사용할 수도 있다. 는 k가 0과 1에 접근할수록 극도로 비선형적이 되므로, 뉴턴 방법은 함수 에서 더 잘 작동한다. 일단 klg 값이 해결되면, 로 k를 얻는다.
마이크로스트립 결합 마이크로스트립
klg를 풀기 위한 뉴턴 방법 표현식은 표준 미분 규칙을 사용하여 다음과 같다. 타원 적분 미분은 타원 적분 페이지에서 찾을 수 있다.
klg와 k를 찾기 위한 보간 테이블은 아래에 나와 있다.
값의 경우, 뉴턴 방법이나 보간법에 사용하기 위해  또는  함수의 선형성을 최대화하기 위해 테이블에 표시된 관계를 적용하는 것이 유용하다. 예를 들어, 이다.
타원 적분과 야코비 타원함수를 사용하여 스미스의 연구를 바탕으로 총 짝수 및 홀수 모드 전기 용량 값을 계산하려면. 스미스는 타원 함수 페이지에서 찾을 수 있는 세 번째 빠른 야코비 타원 함수 추정 알고리즘을 사용한다.
총 전기 용량을 얻으려면:
여기서 는 접지면 위 도체 높이의 배 이상으로 근사화될 수 있다.
마이크로스트립 결합 마이크로스트립
스미스는 자신의 푸리에 급수 전기 용량 해의 정확도를 당시 발행된 테이블과 비교한다. 그러나 보다 현대적인 접근 방식은 짝수 및 홀수 모드 임피던스와 유효 유전율 결과를 Sonnet과 같은 전자기 시뮬레이션에서 얻은 결과와 비교하는 것이다. 아래 예제는 B = 2.5 mm, C = 0.4 mm, D = 0.6 mm, W = 1.5 mm, G = 0.5 mm, Er = 12 조건에서 수행되었으며, B, C, D는 페이지 오른쪽 상단에 표시된 마이크로스트립 형상으로 정의된다. 예제는 log(k) 값, 다음 k를 계산하는 것으로 시작하여 k, εr, 기판 형상 및 도체 형상을 사용하여 전기 용량을 계산하고 이어서 짝수 및 홀수 모드 임피던스 및 유효 유전율(Zoe, Zoo, εre 및 εro)을 계산한다.
소네트 시뮬레이션은 4096 × 4096의 고해상도 그리드 해상도, 각 측면에 7 mm의 기준면을 사용하여 수행되었으며, 10 mm 길이의 결합 선을 시뮬레이션한다. Y 파라미터 결과는 결합 전송선에 대한 Y 파라미터 방정식을 대수적으로 역전시켜 짝수 및 홀수 모드 Zo 및 εr로 변환된다.
두 개의 마이크로스트립 라인이 결합이 발생할 수 있을 만큼 충분히 가깝게 존재하지만 폭이 대칭적이지 않은 경우, 짝수 및 홀수 모드 분석을 직접 적용하여 라인을 특성화할 수 없다. 이 경우 라인은 일반적으로 자체 및 상호 인덕턴스와 전기 용량으로 특성화된다. 정의 기술 및 표현식은 참고 자료에서 얻을 수 있다.
어떤 경우에는 여러 마이크로스트립 선이 서로 결합될 수 있다. 이 경우 각 마이크로스트립 선은 자체 전기 용량과 인접하지 않은 마이크로스트립을 포함한 다른 모든 선과의 갭 전기 용량을 갖게 된다. 분석은 위의 비대칭 결합 사례와 유사하지만, 전기 용량 및 인덕턴스 행렬은 NXN 크기가 되며, 여기서 N은 서로 결합된 마이크로스트립의 수이다. 인접하지 않은 마이크로스트립 전기 용량은 유한요소법(FEM)을 사용하여 정확하게 계산될 수 있다.
마이크로스트립 손실
도체 및 유전체로 인한 손실로 인한 감쇠는 일반적으로 마이크로스트립 시뮬레이션 시 고려된다. 총 손실은 마이크로스트립 길이에 따라 달라지므로, 감쇠는 일반적으로 단위 길이당 감쇠 단위로 계산되며, 총 손실은 감쇠 × 길이로 계산된다. 감쇠 단위는 네퍼를 사용하지만, 일부 응용 분야에서는 dB 단위의 감쇠를 사용할 수도 있다. 마이크로스트립 특성 임피던스(Zo), 유효 비유전율(Ere) 및 총 손실()이 모두 알려진 경우 마이크로스트립은 표준 전송선로로 모델링될 수 있다.
도체 손실은 도체 재료의 "비저항" 또는 "저항률"로 정의되며, 일반적으로 문헌에서 로 표현된다. 각 도체 재료는 일반적으로 관련된 공표된 저항률을 갖는다. 예를 들어, 일반적인 도체 재료인 구리는 공표된 저항률 1.68×10−8 Ω.m을 갖는다. E. Hammerstad와 Ø. Jensen은 도체 손실로 인한 감쇠에 대해 다음 표현식을 제안했다.
마이크로스트립 손실
그리고
= 도체의 시트 저항
= 전류 분포 계수
= 표면 거칠기로 인한 보정 항
= 진공 투자율 ()
= 비저항, 또는 도체의 저항률
= 기판의 유효 (rms) 표면 거칠기
= 표피 깊이
= 진공 중 파동 임피던스 (376.730313412(59) Ω‍)
표면 거칠기를 무시하면 은 표현식에서 사라지며, 이는 자주 발생한다.
일부 저자는 표피 깊이 대신 도체 두께를 사용하여 시트 저항 Rs를 계산한다. 이 경우,
여기서 t는 도체 두께이다.
유전체 손실은 유전체 재료의 "손실 탄젠트"로 정의되며, 일반적으로 문헌에서 로 표현된다. 각 유전체 재료는 일반적으로 관련된 공표된 손실 탄젠트를 갖는다. 예를 들어, 일반적인 유전체 재료인 알루미나는 주파수에 따라 0.0002 to 0.0003의 공표된 손실 탄젠트를 갖는다. 웰치와 프랫, 그리고 슈나이더는 유전체 손실로 인한 감쇠에 대해 다음 표현식을 제안했다.
마이크로스트립 손실
.
유전체 손실은 일반적으로 도체 손실보다 훨씬 작으며 일부 응용 분야에서는 자주 무시된다.
결합 마이크로스트립 손실은 단일선 마이크로스트립의 특성 임피던스, 유전율 및 유효 유전율에 사용되는 것과 동일한 짝수 및 홀수 모드 분석을 사용하여 추정할 수 있다. 결합선의 짝수 모드 및 홀수 모드는 해당 단일선 Zo 및 Ere에서 계산된 독립적인 도체 및 유전체 손실 값을 갖는다.
휠러는 도체 사이의 간격을 고려하는 도체 손실 해법을 제안했다.
여기서:
h = 접지면 위 도체 높이
S = 도체 사이의 간격
W = 도체 폭
t = 도체 두께
도체의 간격, 두께 및 폭에 대한 편미분은 디지털 방식으로 계산될 수 있다.
궁정 화가
궁정 화가(court painter)는 왕가 또는 제후 가문의 구성원을 위해 그림을 그리는 예술가였으며, 때로는 고정된 급여와 예술가가 다른 작업을 수행하지 않도록 독점적인 방식으로 일했다. 화가가 가장 흔했지만, 궁정 예술가는 궁정 조각가일 수도 있었다. 서유럽에서는 13세기 중반에 이러한 역할이 나타나기 시작했다. 르네상스 시대에는 주로 가족 초상화가 의뢰의 점점 더 많은 부분을 차지했으며, 근세에는 한 사람이 오직 초상화를 그리는 일만을 위해, 다른 한 사람은 새로운 건물을 장식하는 등의 다른 작업을 위해 임명되기도 했다.
궁정 화가
특히 중세 후기에는 종종 발레 드 샹브르 직책을 부여받았다. 보통 그들은 급여와 정식 직함을 받았고, 종종 평생 연금을 받았지만, 계약 조건은 매우 다양했다. 그러나 종종 예술가는 보조금만 받고, 군주를 위해 제작한 작품에 대해 추가로 보수를 받았다. 예술가에게 궁정 임명은 지역 화가 길드의 제약에서 벗어나는 이점을 주었다. 비록 중세와 르네상스 시대에는 궁전의 장식 작업과 궁정 오락 및 전시를 위한 임시 작품을 만드는 데 많은 시간을 할애해야 했지만 말이다. 얀 판 에이크나 디에고 벨라스케스와 같은 일부 예술가들은 외교관, 관료 또는 행정가로서 궁정에서 다른 역할을 수행하기도 했다.
궁정 화가
잉글랜드에서는 '세르전트 페인터(Serjeant Painter)' 직책이 더 평범한 장식 작업을 위해 마련되었고, "왕의 화가"(및 왕비의 화가)는 주로 초상화를 그리는 데 자유로웠다. 스튜어트 왕조부터 빅토리아 여왕에 이르기까지 이 직책은 '수석 상임 화가(Principal Painter in Ordinary)'라는 정규 궁정 직책이었고, 주로 초상화 전문가가 맡았다. 때로는 프랜시스 부르주아와 같은 왕실 풍경화가나 왕비의 작업을 맡았던 '상임 화훼 화가(Flower Painter in Ordinary)'와 같이 병행되고 덜 공식적인 직책이 임명되기도 했다. 1603년부터 1791년까지 프랑스의 주요 직책은 '프랑스 왕의 수석 화가(Premier peintre du Roi)'였지만 항상 채워진 것은 아니었다. 이 직책은 결코 초상화가에 국한되지 않았지만, 다른 궁정과 달리 이 직책을 맡은 사람은 항상 프랑스인이었다.
궁정 조각가들은 일반적으로 조각품이 필요한 대규모 건축 프로그램이 있었거나, 1500년경 수십 년과 바로크 시대처럼 초상 조각에 대한 수요가 특히 많았던 시기에 임명되었다. 18세기 일부 독일 궁정에서는 궁정 조각가들의 작업 대부분이 군주의 도자기 공장을 위한 작은 조각상과 다른 도자기를 디자인하는 것이었다. 동전의 머리 부분 또한 궁정 조각가가 디자인했을 수 있다. 찰스 2세의 "왕의 조각가(King's Carver)"로 불렸던 그린링 기번스 외에는 정규적인 잉글랜드 궁정 조각가 역할은 없었다. 예외적인 경우도 있었는데, 특히 메디치 가문이 합스부르크 왕가가 그를 채갈까 두려워 피렌체를 떠나는 것을 결코 허락하지 않았던 잠볼로냐가 그렇다. 르네상스의 가장 유명한 예술가들에게는 단일 궁정에 갇히는 것을 피해야 할 일이었고, 티치아노 베첼리오가 베네치아에 머물면서 조심스럽게 그렇게 했던 것처럼 말이다.
궁정 화가 궁정 초상화
중세와 르네상스 시대의 군주들은 서로를 묶는 복잡한 친족 관계에도 불구하고 서로 만나는 일이 거의 없었다. 외국으로 결혼한 공주들은 친가족을 다시는 보지 못하는 경우가 많았고, 왕실 아이들은 일반적으로 궁정을 떠나 양육되었으며, 상당한 기간 동안 부모를 보지 못할 수도 있었다. 초상화는 웅장함의 상징일 뿐만 아니라, 가족 구성원들이 수년 동안 서로의 모습을 볼 수 있는 유일한 수단이기도 했으며, 종종 간절히 기다려지고 주의 깊게 검토되었다. 특히, 가족 내에서 유통되는 왕실 아이들의 초상화는 건강 문제를 진단하기 위해 면밀히 조사되기도 했다.
궁정 화가 궁정 초상화
결혼이 논의 중인 양측의 초상화가 종종 교환되었고, 남성들에게는 아내를 선택하는 데 중요했던 것으로 보인다. 여성에게는 자신의 화가를 보내는 것이 선호되었지만, 남성은 주로 본국의 화가에 의해 그려졌다. 아스투리아스 공 카를로스 (1545–1568)의 한 초상화는 결혼이 고려되던 빈으로 보내졌는데, 마드리드 주재 오스트리아 대사의 첨부 서한에는 화가가 간과했던 그의 외모에 대한 부분이 언급되어 있었다. 그 결혼은 결코 이루어지지 않았다. 이러한 초상화는 사실상 궁정 초상화의 가장 초기 용도 중 하나였던 것으로 보이며, 15세기부터의 사례들이 있다. 예를 들어, 헨리 6세는 이미 1442년에 "화가 한스"를 보내 아르마냐크 백작 장 4세의 딸들을 그리게 했다.
궁정 화가 궁정 초상화
16세기 중반부터 왕실 초상화 교환이 증가하면서 가장 큰 궁정 화가들의 작품이 유럽 전역에 알려지게 되었고, 이는 그들의 스타일을 홍보할 좋은 기회를 제공했다. 스페인 궁정의 양식적 연속성은 특히 두드러졌는데, 카를 5세와 펠리페 2세를 그렸지만 스페인으로 이주하도록 설득할 수 없었던 티치아노 베첼리오로부터 시작되었다. 네덜란드 출신의 안토니스 모르는 합스부르크 왕가를 위해 수년간 일하며 티치아노의 초상화가 가진 웅장함과 심리적 통찰력을 스페인에서 존경받는 더 엄격하고 형식적인 표현, 그리고 네덜란드적인 세부 묘사와 마무리에 대한 관심과 결합한 스타일을 개발했다.
그는 스페인에 오래 머물 수 없었지만, 필리페의 궁정 화가로 28년간 일하며 1588년 사망할 때까지 알론소 산체스 코엘료를 가르쳤다. 그는 차례로 1608년 사망할 때까지 그의 후임자인 후안 판토하 데 라 크루스를 가르쳤다. 그의 제자인 평범한 로드리고 데 비야란도가 1622년 사망할 때까지 그 역할을 맡았고, 그 후 23세의 디에고 벨라스케스가 마드리드로 소환되어 곧 궁정에 고용되어 1660년 사망할 때까지 궁정에서 머물렀다. 그의 초상화는 여러 면에서 그의 전임자들의 작품에서 영감을 받았다.
17세기에는 공식 초상화가 합의된 모델을 가지고 있었고, 가끔 갱신되었으며, 점차 대량으로 복제되었는데, 종종 궁정 화가의 작업장에서 전적으로 이루어졌다. 새로운 군주의 초상화를 외교적으로 교환하는 것은 표준적인 의례가 되었고, 국내 귀족들은 그것을 받거나 화가로부터 살 수 있었다. 20세기에는 궁정 화가의 지위는 왕실 궁정이 남아있는 곳에서도 거의 사라진 직책이 되었다. 다양한 유행하는 초상화가들이 왕족의 초상화를 그리는 기회를 얻었는데, 이는 그들 자신의 의뢰였거나 다른 사람들의 의뢰였다.
궁정 화가 아시아와 이슬람 세계
이슬람 미술에서, 특히 14세기에서 17세기 사이에, 미니어처 화가들과 다른 매체의 예술가들을 위한 유사한 계약이 운영되었다. 페르시아 미니어처에서, 샤와 다른 통치자들은 일반적으로 서예가, 미니어처 화가, 제본가 및 기타 공예가들로 구성된 "궁정 작업장" 또는 "아틀리에"를 유지했는데, 이는 보통 왕실 사서가 관리했다. 서양보다 궁정은 대규모 의뢰의 필수적인 후원자였으며, 정치적 변화나 개인적인 취향의 변화는 스타일의 발전에 상당한 영향을 미칠 수 있었다. 리자 압바시가 보통 알려진 이름에는 "압바시"라는 경칭이 포함되어 있는데, 이는 그와 다른 이들이 샤 아바스 1세로부터 자신들의 후원자와 연관시키기 위해 받은 것이다. 무굴 제국으로 이주한 페르시아 화가 압드 알-사마드는 그의 예술가 아들처럼 여러 중요한 행정 직책을 부여받았다. 궁정은 무슬림이든 힌두교든 인도의 "하위 무굴" 제후 궁정에서 회화 후원의 중심지로 남아 있었다. 18세기 화가 나인수크가 대표적인 예이다.
궁정 화가 아시아와 이슬람 세계
중국에서 궁정 화가들은 존경받는 사대부 화가들과는 완전히 다른 스타일로 작업하고 다른 주제를 그리는 경향이 있었는데, 사대부 화가들은 주로 단색 수묵화로 풍경화를 그렸지만, 양쪽 모두에서 겹치는 부분이 있었다. 궁정 스타일은 보통 공필화("꼼꼼한")라고 알려진 것으로, 밝은 색상, 상당히 사실적이며, 정교한 붓놀림을 사용했다. 전형적인 주제로는 비교적 적은 수의 황실 가족 초상화(관람은 주로 가족 자체로 제한됨), 동물, 새와 꽃, 그리고 황실 의식과 행렬 그림이 포함되었다. 그러나 풍경화도 그려졌는데, 일부는 시골 황실 저택의 경치를 중심으로 했다.
궁정 화가 다른 매체 디자이너
많은 시기에 통치자들은 고품질의 태피스트리, 도자기 또는 도기, 비단 및 기타 종류의 물품을 만드는 왕실 작업장이나 공장을 소유하거나 통제했다. 이는 특히 중국과 동로마 제국에서 그러했다. 종종 궁정 화가와 조각가들은 이러한 제품의 디자인 작업을 했다. 예를 들어, 페르시아, 오스만 튀르크 및 무굴 인도의 최고급 카펫은 오스만 삽화와 같은 다른 매체에서 발견되는 스타일의 발전을 매우 밀접하게 반영하며, 디자인이 궁정에서 직조공들에게 보내졌다고 일반적으로 가정된다. 동일한 과정은 17세기 프랑스에서 더 잘 문서화될 수 있는데, 궁정 화가 샤를 르 브룅은 왕실 고블랭 공방의 감독이었고, 당시 태피스트리 외에도 훨씬 더 많은 것을 생산했으며, 카펫 제조의 개인 사보네리 공방으로부터의 왕실 의뢰도 디자인했다. 르 브룅은 루이 14세의 궁전 전체에서 발견되는 스타일을 지배하고 대부분 창조했으며, 이는 프랑스와 유럽 전역에서 엄청난 영향을 미쳤다.
궁정 화가 여성 궁정 예술가
많은 여성 화가들이 궁정의 의뢰를 성공적으로 받았지만, 최고 직책을 얻은 사람은 거의 없었다. 가장 성공적인 사람들 중 한 명인 소포니스바 안귀솔라와 같은 일부는 왕이 아닌 왕비의 시녀로 봉사하며 여관으로 임명되었다. 펠리페 2세의 세 번째 왕비인 발루아의 엘리자베트는 열렬한 아마추어 화가였고, 그녀의 여성 교사를 두는 것이 궁정 의례상 더 쉽다고 여겨졌다. 이탈리아 하급 귀족 가문의 안귀솔라는 14세 왕비의 결혼 직후 스페인 마드리드로 오도록 스카우트되었다. 그녀는 이전에 개발했던 편안한 초상화 스타일 외에도 공식적인 스페인 궁정 스타일을 배웠고, 남성 왕족의 초상화를 그리는 데 사용되었다. 현재 그녀의 작품과 주요 궁정 화가인 알론소 산체스 코엘료의 작품 사이에는 약간의 혼란이 있는데, 그의 딸 중 한 명도 화가이자 아버지의 조수로 일했다.
궁정 화가 여성 궁정 예술가
튜더 궁정 예술가 중 여성 선두 주자는 레비나 테얼링크로, 1546년부터 1576년 사망할 때까지 연봉 40파운드를 받았으며, 주로 초상 미니어처를 제작하며 네 명의 군주를 모셨다. 다른 여성 궁정 화가들, 모두 초상화가들로는 카를 5세의 여동생이자 네덜란드 총독인 마리아 폰 외스터라이히 여대공의 궁정 화가였던 플랑드르 르네상스 화가 카타리나 반 헤메선 (1528 – 1565년 이후), 프랑스의 아델라이드 라비유기아르 (1749–1803), 바덴의 조피 대공비 (또한 빅토리아 여왕에게 작품을 판매함)의 궁정 화가였던 마리 엘렌리더 (1791–1863), 카를 테오도어 폰 바이에른 선제후의 궁정 화가였던 카타리나 트로이 (1743–1811) 등이 있었다.
꽃 화가 라헬 라위스 (1664–1750)는 1708년 요한 빌헬름 선제후 궁정에서 직책을 얻었으나, 암스테르담에 머물면서 주기적으로 뒤셀도르프로 그림을 배달하는 조건이었다. 앙겔리카 카우프만은 1782년 나폴리 궁정의 제안을 자신의 자유를 유지하기 위해 거절했다.
석조각
석조각 또는 돌조각(stone sculpture)은 일반적으로 석각으로 깎거나 조립하여 시각적으로 흥미로운 3차원 형상을 만든 암석으로 만들어진 물체이다. 돌은 대부분의 대체 재료보다 내구성이 뛰어나 건물 외부에 있는 건축 조각에서 특히 중요하다.
석각은 거친 자연석 조각을 돌의 제어된 제거를 통해 모양을 만드는 여러 기술을 포함한다. 재료의 영구성 때문에, 초기 사회조차도 어떤 형태의 석공예에 탐닉했다는 증거를 찾을 수 있다. 비록 세계의 모든 지역이 이집트, 페르시아(이란), 그리스, 중앙아메리카, 인도, 유럽 대부분처럼 조각하기에 좋은 돌을 풍부하게 가지고 있는 것은 아니지만 말이다. 종종 인도 조각에서처럼, 돌은 고대의 기념비적 조각이 (더 작은 테라코타와 함께) 살아남은 유일한 재료이며, 당시에는 거의 확실히 더 많은 나무 조각이 만들어졌을 것이다.
석조각
암각화(암석 조각이라고도 함)는 아마도 가장 초기 형태일 것이다. 이는 바위 표면의 일부를 절개, 쪼아내기, 조각하기, 마모시키기 등을 통해 제거하여 제자리에 남겨둔 이미지이다. "살아있는" 암석에 조각된 암석 부조는 이보다 더 발전된 단계이다. 기념비적 조각은 큰 작품을 포함하며, 건축물에 부착된 건축 조각도 이에 해당한다. 역사적으로 이러한 유형의 조각 대부분은 얇은 플라스터 층을 바른 후 채색되었다. 경석 조각은 비취, 마노, 호마노, 석영, 사드, 카닐리언과 같은 준보석을 예술적 목적으로 조각하는 것이며, 이런 방식으로 만들어진 물체를 일컫는 일반적인 용어이다. 알라바스터 또는 광물 석고는 작은 작품을 조각하기 쉽고 상대적으로 내구성이 있는 부드러운 광물이다. 각인된 보석은 카메오 (장신구)를 포함한 작게 조각된 보석으로, 원래 인장 반지로 사용되었다.
돌을 조각하여 조각품을 만드는 활동은 문명 그 자체보다 오래되었으며, 아마도 동굴 벽에 새겨진 이미지로 시작되었을 것이다. 선사 시대 조각품은 일반적으로 빌렌도르프의 비너스와 고대 그리스 키클라데스 문화의 얼굴 없는 조각상처럼 인간 형태였다. 이후의 문화는 동물, 인간-동물 및 추상 미술 형태를 돌로 고안했다. 초기 문화는 연마 기술을 사용했으며, 현대 기술은 공압 해머 및 기타 장치를 사용한다. 그러나 인류 역사의 대부분 동안 조각가들은 망치와 끌을 돌을 조각하는 기본 도구로 사용했다.
석조각 조각상에 사용되는 돌의 종류
모스 굳기계 경도 약 2인 동석은 쉽게 가공할 수 있는 돌로, 석각을 배우는 초보 학생들이 흔히 사용한다.
알라바스터와 더 부드러운 종류의 사문석, 모두 모스 굳기계에서 약 3으로 동석보다 내구성이 좋다. 특히 알라바스터는 그 반투명성으로 오랫동안 소중히 여겨져 왔다.
석회암과 사암은 모스 굳기계에서 약 4로, 일반적으로 조각되는 유일한 퇴적암이다. 석회암은 알라바스터보다 약 두 배 단단한 인기 있는 석회석 변종으로 조각에 탁월하다. 더 단단한 사문석도 모스 굳기계에서 4에 도달할 수 있다.
대리암, 트래버틴, 호마노는 모스 굳기계에서 약 6이다. 대리암은 고전기 그리스 시대 이래로 유럽 전통 조각가들이 선호하는 돌이었다. 흰색에서 분홍색, 빨간색, 회색 및 검은색에 이르기까지 다양한 색상으로 구할 수 있다.
자주 조각되는 가장 단단한 돌은 모스 굳기계에서 약 8인 화강암이다. 이는 조각용 돌 중에서 가장 내구성이 뛰어나며, 따라서 작업하기가 매우 어려운 돌이다.
주상절리는 화강암보다 훨씬 단단하여 덜 자주 조각된다. 이 돌은 연마하면 아름다운 검은색을 띤다.
석조각 거칠고 미완성된 조각상
미완성된 조각상의 거친 블록 형태는 알려져 있으며 박물관에 소장되어 있다. 특히 아크나톤의 아마르나 시대 조각상이 아케타텐에서 발견되었다. 알려진 조각가 투트모세 (조각가)의 작업장은 아케타텐에서 전체가 발굴되었으며, 많은 미완성 블록 형태가 발견되었다.
석조각 석조각 과정
직접 석각 방식에서는 일반적으로 조각할 돌을 선택하는 것으로 작업이 시작되며, 돌의 특성은 디자인 과정에서 예술가의 선택에 영향을 미친다. 직접 방식을 사용하는 예술가는 스케치를 사용할 수도 있지만 물리적인 모델은 사용하지 않는다. 완전한 3차원 형태나 형상은 예술가가 재료를 제거하고 돌 블록에 스케치하며 작업을 진행하는 과정에서 돌 자체에서 처음으로 만들어진다.
반면에 간접 방식은 조각가가 돌로 복사할 명확하게 정의된 모델로 시작한다. 모델은 일반적으로 플라스터 또는 점토로 만들어지며, 의도된 조각의 크기와 동일하고 세부적으로 표현될 수 있다. 모델이 완성되면 의도된 디자인에 맞는 적절한 돌을 찾아야 한다. 그런 다음 캘리퍼스 또는 포인팅 머신으로 측정하여 모델을 돌로 복사한다. 이 방법은 장인이나 조각가의 직원과 같은 다른 조각가가 조각을 할 때 자주 사용된다.
일부 예술가들은 돌 자체를 영감으로 사용한다. 르네상스 예술가 미켈란젤로 부오나로티는 자신의 일이 돌덩이 안에 숨겨진 인간 형태를 해방하는 것이라고 주장했다.
석조각 석조각 과정
원래 조각상, 특히 고전기 그리스 조각상은 거의 모두 복사본으로 알려져 있는데, 이를 돌로 복사하는 것은 전통적으로 "포인팅"과 더 자유로운 방식으로 이루어졌다. 포인팅은 원본을 둘러싼 나무 프레임에 끈으로 사각형 격자를 설치하고, 격자상의 위치와 격자와 조각상 사이의 거리를 일련의 개별 점에 대해 측정한 다음, 이 정보를 사용하여 복사본을 만들 블록에 조각하는 것을 포함한다. 로버트 마누엘 쿡은 고대 그리스 복사자들이 후대의 일부 복사자들보다 훨씬 적은 수의 점을 사용한 것으로 보이며, 복사본은 구성뿐만 아니라 마감에서도 종종 상당히 다르다고 언급한다.