shopkeeper/korean_wiki_content_only_120125 huggingface dataset:
동독에는 별도의 헌법 재판소나 특별 행정, 사회 및 재정 법원 시스템이 존재하지 않았으며, 헌법재판은 사법 기능이 아닌 입법 기능으로서 인민의회에 부여되었다.
킬리안 에리크 실디야(, 2002년 5월 16일 ~ )는 프랑스의 축구 선수이다. 그의 포지션은 오른쪽 수비수로, 현재 네덜란드 에레디비시의 PSV에서 활약하고 있다.
실디야는 모젤주 몽티니레메스에서 태어났으며, 과들루프와 마다가스카르 혈통을 지녔다.
실디야는 메스 유소년 팀을 졸업했다. 2020년 6월 26일, 분데스리가의 SC 프라이부르크는 실디야와 3년 계약을 체결했다고 발표했다. 2021년 8월 13일, 그는 5-2로 패한 보루시아 도르트문트 II와의 리그 경기에서 리저브 팀 소속으로 프로 데뷔전을 치렀다.
2025년 7월 16일, 실디야는 에레디비시의 PSV 에인트호번과 5년 계약을 맺고 이적했다.
실디야는 프랑스 청소년 대표팀 U-16에서 U-23까지의 연령대를 거쳤다.
SC 프라이부르크 II
프랑스 U-23
‘T’-안테나(), ‘T’-공중선() 또는 플랫톱 안테나()는 두 개의 방송탑 또는 건물 사이에 매달려 있고 끝에서 절연된 하나 이상의 수평선으로 구성된 모노폴 라디오 안테나이다. 수평선의 중앙에 수직선이 연결되어 땅 가까이 매달려 있으며, 송신기 또는 수신기에 연결된다. 안테나의 모양이 문자 "T"와 닮아 이름이 붙여졌다. 송신기 전원은 수직선 하단과 접지 연결 사이에 인가되거나, 수신기가 연결된다.
밀접하게 관련된 안테나는 역L형 안테나()이다. 이것은 수직 급전선이 수평 탑로드 선의 중앙에 부착되는 대신 한쪽 끝에 부착된다는 점을 제외하고 T-안테나와 유사하다. 이 이름은 거꾸로 된 문자 "L" (Γ)과의 유사성에서 유래한다. T-안테나는 모든 방위각 방향으로 동일한 전파 전력을 방사하는 무지향성 안테나인 반면, 역L형 안테나는 약한 지향성 안테나이며, 급전선이 부착된 끝 부분에서 탑로드 선 방향으로 최대 전파 전력을 방사한다.
'T'- 및 역L형 안테나는 일반적으로 VLF, LF, MF 및 단파 대역에서 사용되며, 아마추어 무선국의 송신 안테나,
그리고 장파 및 중파 AM 방송국의 송신 안테나로 널리 사용된다. 또한 단파 청취를 위한 수신 안테나로도 사용될 수 있다. 이들은 용량성 탑 로딩이 있는 모노폴 안테나로 작동하며, 이 범주의 다른 안테나로는 우산 및 삼각 안테나가 있다. 이들은 1920년 이전의 무선전신기 시대, 라디오의 첫 수십 년 동안 발명되었다.
'T'형 안테나는 세 가지 기능 부분으로 가장 쉽게 이해할 수 있다.
탑 로드의 선들은 종종 대칭적으로 배열된다. 반대 방향의 대칭적인 탑햇 선들에서 흐르는 전류는 서로의 장을 상쇄하여 순 방사를 생성하지 않으며, 접지 시스템에서도 동일한 상쇄가 발생한다. 원칙적으로 정전 용량 모자(탑햇)와 그 대응 접지 시스템(카운터포이즈)은 서로의 거울상으로 구성될 수 있다. 그러나 땅에 선을 깔거나 흙 위로 몇 피트 올리는 것이 쉬운 반면, 수직 섹션의 정점에 탑햇의 수평선을 높이 지지하는 실제적인 어려움 때문에 탑햇은 일반적으로 카운터포이즈만큼 크게 만들어지지 않는다. 또한, 카운터포이즈에 의해 가로채기 전에 땅에 도달하는 모든 전기장은 흙을 데우는 데 에너지를 낭비하는 반면, 공중에 높이 떠 있는 부유 전기장은 손실 없는 열린 공기 속으로 조금 더 퍼져나가다가 결국 탑햇의 선에 도달할 것이다.
상단 및 접지 섹션은 초과 또는 부족 전자를 추가로 저장하는 반대 전하를 띤 저장소 역할을 한다. 이는 동일한 높이의 맨 상단 수직선에 저장할 수 있는 것보다 더 많은 양이다. 더 많은 저장 전하는 상단과 기저 사이의 수직 세그먼트를 통해 더 많은 전류를 흐르게 하며, 수직 세그먼트의 그 전류는 T-안테나가 방출하는 방사를 생성한다.
정전 용량 '모자'.
'T'자 상단의 수평선 좌우 부분은 크기는 같지만 방향이 반대인 전류를 전달한다. 따라서 안테나에서 멀리 떨어진 곳에서는 각 선에서 방사되는 전파가 다른 선에서 나오는 전파와 180° 위상차가 나서 서로 상쇄되는 경향이 있다. 지면에서 반사되는 전파도 유사하게 상쇄된다. 따라서 수평선은 (거의) 전파 전력을 방사하지 않는다.
수평선은 방사하는 대신 안테나 상단의 전기 용량을 증가시킨다. RF 발진 주기 동안 이 추가된 정전 용량을 충전하고 방전시키려면 수직선에 더 많은 전류가 필요하다.
수직선에서 증가된 전류(오른쪽 그림 참조)는 안테나의 방사 저항을 효과적으로 증가시켜 RF 전력 방사를 증가시킨다.
상단 부하 정전 용량은 더 많은 선이 추가될수록 증가하므로, 여러 개의 평행한 수평선이 종종 사용되며, 수직선이 부착되는 중앙에서 서로 연결된다. 각 선의 전기장이 인접한 선들의 전기장에 영향을 미치기 때문에, 각 추가된 선에서 발생하는 추가 정전 용량은 감소한다.
정전 용량 탑 로딩의 효율성.
수평 탑 로드 선은 특정 기저 전류에 대해 방사 전력을 2~4배(3~6 dB) 증가시킬 수 있다. 결과적으로 'T'-안테나는 동일한 높이의 단순한 수직 모노폴보다 더 많은 전력을 방사할 수 있다. 마찬가지로, 수신 T-안테나는 동일한 들어오는 전파 신호 강도에서 동일한 높이의 수직 안테나보다 더 많은 전력을 가로챌 수 있다.
600 kHz
에 가깝거나 그 이하의 주파수를 위해 제작된 안테나에서
안테나의 선 세그먼트 길이는 일반적으로 파장의 1/4보다 짧다.
공명에 도달하는 무부하 직선 선의 가장 짧은 길이이다.
이러한 상황에서 'T'-안테나는 용량성 탑 로드된 전기적으로 짧은 수직 모노폴 안테나이다.
짧은 수직 안테나에 비해 개선되었음에도 불구하고, 일반적인 'T'-안테나는 여전히 전체 높이의   수직 모노폴 안테나만큼 효율적이지 않으며, 더 높은 를 가지므로 대역폭이 더 좁다. 'T'-안테나는 전체 크기의 쿼터파장 높이 수직 안테나를 제작하기가 실용적이지 않은 낮은 주파수에서 주로 사용되며,
수직 방사선은 종종 매우 전기적으로 짧다: 파장 길이의 작은 부분, 이하이다. 전기적으로 짧은 안테나는 기저 리액턴스가 용량성이며, 상단에서의 용량성 부하가 기저의 용량성 리액턴스를 줄이지만, 일반적으로 일부 잔류 용량성 리액턴스가 남는다. 송신 안테나의 경우 로딩 코일에서 추가된 유도성 리액턴스로 인해 튜닝되어야 안테나가 효율적으로 전력을 공급받을 수 있다.
수직선이 실제 방사 요소이기 때문에 안테나는 모든 방위각 방향으로 동일한 전력을 가진 무지향성 안테나 방사 패턴으로 수직 편파 전파를 방사한다.
수평선의 축은 거의 차이를 만들지 않는다. 전력은 수평 방향 또는 낮은 고도각에서 최대이며, 천정에서 0으로 감소한다. 이는 수직 편파로 지표파로 전파되는 LF 또는 MF 주파수에서 좋은 안테나이지만, 더 높은 고도각에서도 충분한 전력을 방사하여 전리층 반사파("스킵") 통신에 유용하다. 불량한 접지 전도성의 영향은 일반적으로 패턴을 위로 기울여 최대 신호 강도를 더 높은 고도각으로 만든다.
송신 안테나.
'T'-안테나가 일반적으로 사용되는 장파장 범위에서는 안테나의 전기적 특성이 현대 라디오 수신기에는 일반적으로 중요하지 않다. 수신은 수신 안테나에 의해 수집되는 신호 전력보다는 자연 잡음에 의해 제한된다.
송신 안테나는 다르며, 급전점 임피던스가 중요하다. 안테나 급전점에서의 리액턴스와 저항의 조합은 급전선의 임피던스와 그 너머 송신기의 출력 단계의 임피던스에 맞춰져야 한다. 일치하지 않으면 송신기에서 안테나로 보내진 전류가 안테나에서 급전선을 따라 다시 반사되어 선에 정상파라는 상태를 생성한다. 이것은 안테나에서 방사되는 전력을 감소시키고, 최악의 경우 송신기를 손상시킬 수 있다.
반응저항.
파장의 보다 짧은 모노폴 안테나는 모두 용량성 반응저항을 갖는다. 짧을수록 이 리액턴스가 높아지고, 급전 전류 중 송신기로 반사되는 비율이 더 커진다. 짧은 송신 안테나에 효율적으로 전류를 공급하려면 상단 부분이 이미 그렇게 하지 않았다면 공명 상태(리액턴스 없음)가 되어야 한다. 정전 용량은 일반적으로 추가된 로딩 코일 또는 그에 상응하는 것으로 상쇄된다. 로딩 코일은 접근성을 위해 안테나 기저부에 배치되어 안테나와 급전선 사이에 연결된다.
'T'-안테나의 수평 상단 부분은 급전점에서의 용량성 반응저항을 감소시킬 수도 있으며, 높이가 길이의 약 인 수직 부분을 대체할 수 있다.
충분히 길다면 반응저항을 완전히 제거하고 급전점에 로딩 코일이 필요하지 않게 된다.
중파 및 저주파에서는 높은 안테나 정전 용량과 로딩 코일의 높은 인덕턴스가 짧은 안테나의 낮은 방사 저항과 비교하여 부하 안테나가 높은 동조 회로처럼 동작하게 만들며,   모노폴에 비해 전송선과 잘 일치된 상태를 유지할 수 있는 대역폭이 좁아진다.
넓은 주파수 범위에서 작동하려면 로딩 코일은 종종 조정 가능해야 하며 주파수가 변경될 때 송신기로 반사되는 전력을 제한하기 위해 조정되어야 한다. 높은 는 또한 안테나에 높은 전압을 유발하는데, 이는 수평선의 끝에 있는 전류 마디에서 최대이며, 구동점 전압의 대략 배이다. 끝의 절연체는 이러한 전압을 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 고출력 송신기에서는 출력 전력이 종종 선에서 발생하는 코로나 방전의 시작으로 제한된다.
방사 저항은 전파 방사로 인한 안테나의 등가 저항이다. 완전한 길이의 쿼터파장 모노폴의 경우 방사 저항은 약 25 옴이다. 작동 파장에 비해 짧은 안테나는 긴 안테나보다 낮은 방사 저항을 가지며, 때로는 T-안테나가 제공하는 최대 성능 향상을 훨씬 초과하여 치명적인 수준이 될 수 있다. 따라서 저주파에서는 'T'-안테나조차도 매우 낮은 방사 저항을 가질 수 있으며, 종종 1 옴 미만인 경우도 있다.
따라서 효율성은 안테나 및 접지 시스템의 다른 저항에 의해 제한된다. 입력 전력은 방사 저항과 안테나+접지 회로의 '옴' 저항, 주로 코일과 접지 사이에 분할된다. 코일 및 특히 접지 시스템의 저항은 소산되는 전력을 최소화하기 위해 매우 낮게 유지되어야 한다.
저주파에서는 로딩 코일의 설계가 어려울 수 있음을 알 수 있다: 높은 인덕턴스를 가져야 하지만 송신 주파수에서 손실이 매우 적어야 하며(높은 ), 높은 전류를 전달하고, 접지되지 않은 끝에서 높은 전압을 견뎌야 하며, 조정 가능해야 한다. 종종 리츠선으로 만들어진다.
저주파에서 안테나는 효율적이기 위해 우수하고 낮은 저항의 접지를 필요로 한다. RF 접지는 일반적으로 수직선 기저부에서 외부로 확장되고 중앙에서 서로 연결된 많은 방사형 구리 케이블을 땅에 약 깊이로 묻어 별 모양으로 구성된다. 방사형 케이블은 이상적으로 안테나 근처의 변위 전류 영역을 넘어설 만큼 길어야 한다. VLF 주파수에서는 흙의 저항이 문제가 되며, 방사형 접지 시스템은 일반적으로 카운터포이즈를 형성하기 위해 땅에서 몇 피트 위에 절연되어 설치된다.
등가 회로.
'T'-안테나와 같이 전기적으로 짧은 수직 안테나에 의해 방사(또는 수신)되는 전력은 안테나의 유효 높이 제곱에 비례하므로, 안테나는 가능한 한 높게 만들어야 한다. 수평선이 없으면 수직선 내부의 RF 전류 분포는 상단에서 거의 선형적으로 0으로 감소하여(위 그림 "a" 참조), 안테나 물리적 높이의 절반에 해당하는 유효 높이를 제공한다. 이상적인 "무한 용량" 탑 로드 선이 있으면 수직선 내부의 전류는 길이를 따라 일정하게 유지되어 물리적 높이와 동일한 유효 높이를 제공하므로 동일한 급전 전압에 대해 방사 전력이 4배 증가한다. 따라서 'T'-안테나에 의해 방사(또는 수신)되는 전력은 동일한 높이의 수직 모노폴보다 크거나 최대 4배까지 가능하다.
매우 큰 상단 부하 용량을 가진 이상적인 T-안테나의 방사 저항은
이므로 방사 전력은 다음과 같다.
이 공식은 방사 전력이 기저 전류와 유효 높이의 곱에 의존하며, 주어진 방사 전력을 달성하는 데 필요한 미터-암페어 수를 결정하는 데 사용됨을 보여준다.
(로딩 코일을 포함한) 안테나의 등가 회로는 안테나의 용량성 리액턴스, 로딩 코일의 유도성 리액턴스, 방사 저항 및 안테나-접지 회로의 다른 저항의 직렬 조합이다. 따라서 입력 임피던스는 다음과 같다.
공명 시 안테나의 용량성 반응저항은 로딩 코일에 의해 상쇄되므로, 공명 시 입력 임피던스 은 안테나 회로의 저항들의 합이 된다.
공명 시 안테나의 효율 은 방사 전력과 급전선에서 입력되는 전력의 비율이다. 방사 또는 열로 소산되는 전력은 저항에 비례하므로, 효율은 다음과 같다.
방사 저항이 일반적으로 매우 낮기 때문에 가장 높은 효율을 얻기 위해서는 안테나-접지 시스템의 다른 저항들을 낮게 유지하는 것이 주요 설계 문제임을 알 수 있다.
다중 튜닝 안테나.
다중 튜닝 플랫톱 안테나는 지면 전력 손실을 줄이기 위해 고출력 저주파 송신기에서 사용되는 'T'-안테나의 변형이다. 이것은 여러 개의 송전탑에 의해 지지되는 여러 개의 평행선으로 구성된 긴 용량성 상단 부하로 이루어져 있으며, 때로는 몇 마일 길이에 달하기도 한다. 상단 부하에서 여러 개의 수직 방사선이 아래로 늘어져 있으며, 각각 자체 로딩 코일을 통해 접지에 연결된다. 안테나는 방사선 중 하나 또는 더 자주 상단 부하의 한쪽 끝에서, 상단 부하의 선들을 송신기로 대각선으로 가져와서 구동된다.
수직선들은 분리되어 있지만, 그들 사이의 거리는 장파의 길이와 비교할 때 작으므로, 그들 내부의 전류는 동위상이며 하나의 방사체로 간주될 수 있다. 안테나 전류가 하나가 아닌 개의 병렬 로딩 코일과 접지를 통해 접지로 흐르기 때문에, 등가 로딩 코일 및 접지 저항, 따라서 로딩 코일 및 접지에서 소산되는 전력은 단순한 'T'안테나의 로 감소된다. 이 안테나는 무선전신기 시대의 강력한 라디오 방송국에서 사용되었지만, 여러 로딩 코일의 비용 때문에 인기가 시들해졌다.
로딩 코일() 또는 부하 코일()은 유도계수를 높이기 위해 전자 회로에 삽입되는 유도자이다. 이 용어는 19세기 장거리 전신 전송 케이블에서 신호 왜곡을 방지하는 데 사용된 유도자에 기인한다. 이 용어는 또한 안테나나 안테나와 그 급전선 사이에 있는 유도자에 사용되어 전기적으로 짧은 안테나가 동작 주파수에서 공명하도록 만든다.
로딩 코일의 개념은 1860년대 최초의 대서양 횡단 전신 케이블의 느린 신호 속도 문제를 연구하던 올리버 헤비사이드에 의해 발견되었다. 그는 전송된 신호의 진폭 및 시간 지연 왜곡을 방지하기 위해 추가 유도계수가 필요하다고 결론 내렸다. 왜곡 없는 전송을 위한 수학적 조건은 헤비사이드 조건으로 알려져 있다. 이전의 전신선은 육상선이거나 더 짧아서 지연이 적었고, 추가 유도계수의 필요성이 크지 않았다. 해저 통신 케이블은 특히 이 문제에 취약하지만, 20세기 초에 설치된 밸런스트 페어를 사용하는 케이블은 로딩 코일을 개별적으로 사용하는 대신 철선이나 테이프로 연속적으로 부하를 주어 밀봉 문제를 피했다.
로딩 코일은 특히 헤비사이드 조건에 사용될 때 미하일로 푸핀의 이름을 따서 역사적으로 푸핀 코일()이라고도 알려져 있으며, 이들을 삽입하는 과정을 때때로 푸핀화라고 부른다.
전화선.
로딩 코일의 일반적인 응용 분야는 전화 케이블의 연선에서 저주파 진폭 응답 특성을 개선하는 것이다. 연선은 밸런스트 라인 형식이기 때문에 균형을 유지하기 위해 로딩 코일의 절반이 각 쌍의 다리에 삽입되어야 한다. 이 두 권선이 동일한 코어에 형성되는 것이 일반적이다. 이렇게 하면 자기 선속 연결이 증가하며, 그렇지 않으면 코일의 권선 수를 늘려야 한다. 공통 코어를 사용하더라도 이러한 로딩 코일은 다른 회로에 결합을 제공하지 않으므로 변압기를 구성하지 않는다.
한 쌍의 전선과 직렬로 주기적으로 삽입된 로딩 코일은 코일의 유도계수(및 전선의 분산 유도계수)와 전선 사이의 분산 커패시턴스에 의해 형성되는 로우패스 필터의 차단 주파수까지 더 높은 음성 주파수에서 감쇠를 줄인다. 차단 주파수 이상에서는 감쇠가 빠르게 증가한다. 코일 사이의 거리가 짧을수록 차단 주파수가 높아진다. 차단 효과는 집중 상수 모델 유도자를 사용하는 인공물이다. 연속 분포 정수 모델 유도계수를 사용하는 부하 방식에는 차단이 없다.
로딩 코일이 없으면 선 응답은 선의 저항과 커패시턴스에 의해 지배되며 감쇠는 주파수에 따라 완만하게 증가한다. 정확히 올바른 유도계수를 가진 로딩 코일을 사용하면 커패시턴스나 유도계수가 지배적이지 않다. 응답은 평탄하고 파형은 왜곡되지 않으며 특성 임피던스는 차단 주파수까지 저항성이다. 저주파 필터의 우연한 형성 또한 잡음이 감소한다는 점에서 유익하다.
DSL.
로딩 코일을 사용하면 회로의 신호 감쇠는 전송선의 통과대역 내 신호에 대해서는 낮게 유지되지만, 음성 차단 주파수 이상의 주파수에서는 빠르게 증가한다. 전화선이 나중에 아날로그 또는 디지털 반송파 시스템이나 디지털 가입자 회선(DSL)과 같이 더 높은 주파수를 요구하는 응용 프로그램을 지원하는 데 재사용되는 경우, 로딩 코일을 제거하거나 교체해야 한다. 병렬 커패시터를 가진 코일을 사용하면 m-유도 필터의 토폴로지를 가진 필터가 형성되고 차단 주파수 이상의 주파수 대역도 통과된다. 로딩 코일을 제거하지 않으면, 예를 들어 중앙 전화국에서 4마일(6.4km) 이상 떨어진 가입자의 경우 DSL이 지원되지 않는다.
반송파 시스템.
20세기 초중반 미국의 전화 케이블에는 1마일(1.61km) 간격으로 로딩 코일이 설치되어 있었는데, 보통 많은 코일을 담는 코일 케이스에 있었다. 코일은 더 높은 주파수를 통과시키기 위해 제거해야 했지만, 코일 케이스는 디지털 T-반송파 시스템의 중계기를 위한 편리한 장소를 제공하여 1.5Mbit/s 신호를 그 거리로 전송할 수 있었다. 더 좁은 도로와 더 높은 구리 비용으로 인해 유럽 케이블은 더 얇은 전선을 사용했고 더 가까운 간격으로 배치되었다. 1킬로미터 간격은 유럽 시스템이 2Mbit/s를 전송할 수 있도록 했다.
무선 안테나.
또 다른 유형의 로딩 코일은 무선 안테나에 사용된다. 모노폴 안테나와 다이폴 안테나는 전파의 공명기 역할을 하도록 설계되었다. 송신기에서 안테나의 전송선로를 통해 안테나에 인가되는 전력은 안테나 요소에 전압 및 전류의 정상파를 여기시킨다. "자연적으로" 공명하려면 안테나는 사용되는 전파의 파장의 4분의 1(또는 그 길이의 배수, 홀수 배수가 일반적으로 선호됨)의 물리적 길이를 가져야 한다. 공명 시 안테나는 전기적으로 순수한 전기 저항으로 작동하여 송신기에서 인가되는 모든 전력을 흡수한다.
많은 경우, 실제적인 이유로 안테나를 공명 길이보다 짧게 만들어야 하는데, 이를 전기적으로 짧은 안테나라고 한다. 4분의 1 파장보다 짧은 안테나는 전송선로에 용량성 리액턴스를 나타낸다. 인가된 전력의 일부는 전송선로로 반사되어 송신기로 되돌아간다. 동일한 주파수로 반대 방향으로 흐르는 두 전류는 전송선로에 정상파를 발생시키며, 이는 1보다 큰 정재파비(SWR)로 측정된다. 높은 전류는 전선을 가열하여 에너지를 낭비하고 심지어 송신기를 과열시킬 수도 있다.
전기적으로 짧은 안테나를 공명시키기 위해, 로딩 코일이 안테나와 직렬로 삽입된다. 이 코일은 짧은 안테나의 용량성 리액턴스와 같고 반대되는 유도성 리액턴스를 갖도록 제작되어 리액턴스의 조합이 상쇄된다. 이렇게 부하가 걸린 안테나는 전송선로에 순수한 저항을 나타내어 에너지가 반사되는 것을 방지한다. 로딩 코일은 종종 안테나 바닥, 즉 안테나와 전송선로 사이에 배치되지만(기저 부하), 더 효율적인 복사를 위해 때때로 안테나 요소의 중간 근처(중앙 부하)에 삽입되기도 한다.
강력한 송신기를 위한 로딩 코일은 특히 저주파에서 까다로운 설계 요구 사항을 가질 수 있다. 짧은 안테나의 복사 저항은 매우 낮을 수 있으며, 안테나가 일반적으로 짧고 유도 부하가 가장 필요한 장파 또는 초저주파 대역에서는 몇 옴 정도로 낮을 수 있다. 코일 권선의 저항이 복사 저항과 비슷하거나 초과하기 때문에, 극히 전기적으로 짧은 안테나를 위한 로딩 코일은 작동 주파수에서 극히 낮은 AC 전기 저항을 가져야 한다. 표피효과 손실을 줄이기 위해 코일은 종종 튜빙 또는 리츠선으로 만들어지며, 근접효과 저항을 줄이기 위해 권선은 한 층으로 감겨 있고 턴이 떨어져 있다. 이들은 종종 고전압을 처리해야 한다. 유전 손실로 인한 전력 손실을 줄이기 위해 코일은 종종 얇은 세라믹 스트립에 의해 지지되는 공중에 매달려 있다. 저주파에서 사용되는 용량성 부하 안테나는 대역폭이 극히 좁으므로 주파수가 변경되면 로딩 코일을 조정하여 새 송신기 주파수에 공명하도록 안테나를 튜닝해야 한다. 가변 유도자가 종종 사용된다.
대규모 전력 전송.
장거리 송전 선로의 높은 커패시턴스로 인한 손실을 줄이기 위해 유연 교류 전송 시스템(FACTS), 정적 VAR 보상기 또는 정적 동기 직렬 보상기를 사용하여 회로에 유도계수를 도입할 수 있다. 직렬 보상은 회로에 유도계수를 공급하는 경우 회로에 직렬로 연결된 유도자로 생각할 수 있다.
캠벨 방정식.
캠벨 방정식은 조지 애슐리 캠벨이 부하 선의 전파 상수를 예측하기 위해 발견한 관계이다. 이는 다음과 같이 표현된다:
엔지니어에게 더 친숙한 경험 법칙은 로딩 코일 간격에 대한 대략적인 요구 사항이 전송되는 최대 주파수의 파장당 코일 10개라는 것이다. 이 근사는 부하 선을 k-정수 필터로 취급하고 영상 필터 이론을 적용하여 얻을 수 있다. 기본 영상 필터 이론에서 로우패스 k-정수 필터의 각 차단 주파수와 특성 임피던스는 다음과 같다.
여기서 formula_9 및 formula_10는 반단면 소자 값이다.
이러한 기본 방정식으로부터 필요한 로딩 코일 인덕턴스 및 코일 간격을 찾을 수 있다:
여기서 C는 선의 단위 길이당 커패시턴스이다.
이를 차단 파장당 코일 수로 표현하면 다음과 같다.
여기서 v는 해당 케이블의 전파 속도이다.
formula_14이므로
캠벨은 1898년 찰스 고드프리가 기술한 주기적으로 무게가 가해진 기계적 선로와의 유사성을 통해 이 표현을 도출했으며, 고드프리는 유사한 결과를 얻었다. 이러한 종류의 기계적 부하 선로는 조제프루이 라그랑주(1736–1813)가 처음 연구했다.
차단 주파수 이상의 주파수가 전송되지 않는 차단 현상은 로딩 코일의 바람직하지 않은 부작용이다(비록 필터 개발에 매우 유용했지만). 차단은 연속 부하를 사용하여 피할 수 있는데, 이는 로딩 코일의 집중적인 특성에서 발생하기 때문이다.
올리버 헤비사이드.
로딩 코일의 기원은 올리버 헤비사이드의 전송선로 이론에 대한 연구에서 찾을 수 있다. 헤비사이드는 1881년에 선로를 무한히 작은 회로 요소들의 네트워크로 표현했다. 이 네트워크의 분석에 자신의 연산자 미적분학을 적용하여 1887년에 헤비사이드 조건으로 알려진 것을 발견했다. 이것은 전송선로가 왜곡으로부터 자유롭기 위해 충족되어야 하는 조건이다. 헤비사이드 조건은 모든 주파수에서 직렬 온저항, Z가 션트 어드미턴스, Y에 비례해야 한다는 것이다. 1차 선로 계수로 표현하면 조건은 다음과 같다.
헤비사이드는 이 조건이 당시 사용 중이던 실제 전신 케이블에서는 충족되지 않는다는 것을 알고 있었다. 일반적으로 실제 케이블은 다음과 같았다.
이는 주로 케이블 절연체를 통한 누설 값이 낮기 때문이며, 헤비사이드 시대보다 더 좋은 절연체를 사용하는 현대 케이블에서는 더욱 두드러진다. 따라서 이 조건을 충족하기 위한 선택은 G 또는 L을 증가시키거나 R 또는 C를 감소시키는 것이다. R을 감소시키려면 더 큰 도체가 필요하다. 구리는 이미 전신 케이블에 사용되고 있었으며, 이는 은을 제외하고는 이용 가능한 최고의 도체이다. R을 감소시키는 것은 더 많은 구리를 사용하고 더 비싼 케이블을 의미한다. C를 감소시키는 것 또한 더 큰 케이블을 의미한다(반드시 더 많은 구리는 아니지만). G를 증가시키는 것은 매우 바람직하지 않다. 왜곡을 줄이겠지만, 동시에 신호 손실을 증가시킬 것이다. 헤비사이드는 이 가능성을 고려했지만 거부했고, 왜곡을 줄이는 방법으로 L을 증가시키는 전략을 선택했다.
헤비사이드는 즉시(1887) 도체를 더 멀리 떨어뜨리거나 절연체를 철 먼지로 채우는 등 유도계수를 증가시키는 여러 가지 방법을 제안했다. 마침내 헤비사이드는 1893년에 선로를 따라 일정한 간격으로 개별 유도자를 사용할 것을 제안했다. 그러나 그는 GPO를 설득하여 그 아이디어를 채택하게 하는 데 결코 성공하지 못했다. 브리튼은 이를 특정 케이블 파라미터에 대한 코일의 크기와 간격에 대한 공학적 세부 사항을 제공하지 못한 헤비사이드의 실패 때문이라고 본다. 헤비사이드의 괴짜 같은 성격과 기득권층과의 거리가 그들이 그를 무시하는 데 한몫했을 수도 있다.
존 스톤.
존 S. 스톤은 아메리칸 텔레폰 &amp; 텔레그래프 컴퍼니(AT&amp;T)에서 근무했으며, 헤비사이드의 아이디어를 실제 통신에 적용하려고 시도한 최초의 인물이었다. 스톤의 아이디어(1896)는 자신이 특허를 받은 이중금속 철-구리 케이블을 사용하는 것이었다. 스톤의 이 케이블은 철 성분으로 인해 선로 유도계수를 증가시켰고 헤비사이드 조건을 충족할 가능성이 있었다. 그러나 스톤은 1899년에 회사를 떠났고 이 아이디어는 결코 구현되지 않았다. 스톤의 케이블은 연속 부하의 한 예였으며, 이 원리는 결국 다른 형태로 실현되었다. 이 기사 후반부의 크라룹 케이블을 참조하라.
조지 캠벨.
조지 애슐리 캠벨은 AT&amp;T의 보스턴 시설에서 근무하던 또 다른 엔지니어였다. 캠벨은 스톤의 이중금속 케이블에 대한 조사를 계속하라는 지시를 받았지만, 곧 로딩 코일로 방향을 틀었다. 그의 발견은 독립적인 것이었다. 캠벨은 헤비사이드가 헤비사이드 조건을 발견한 작업은 알고 있었지만, 선이 조건을 충족하도록 로딩 코일을 사용하라는 헤비사이드의 제안은 알지 못했다. 방향 전환의 동기는 캠벨의 제한된 예산이었다.
캠벨은 할당된 예산으로 실제 전화 경로에서 실용적인 시연을 설정하는 데 어려움을 겪고 있었다. 그의 인공 선 시뮬레이터가 실제 선에서 발견되는 분포 정수 모델 양이 아닌 집중 상수 모델 부품을 사용한다는 점을 고려한 후, 스톤의 분포 선을 사용하는 대신 집중 부품으로 유도계수를 삽입할 수 있지 않을까 생각했다. 그의 계산 결과, 전화 경로의 맨홀이 로딩 코일을 삽입하기에 충분히 가까워서 경로를 파거나 새 케이블을 깔아야 하는 비용 없이도 삽입할 수 있다는 것을 알게 되자 그는 이 새로운 계획으로 변경했다. 전화 케이블에 로딩 코일을 사용한 최초의 시연은 1899년 9월 6일 캠벨 자신과 그의 조수에 의해 소위 피츠버그 케이블(실제 테스트는 보스턴에서 이루어졌으며, 케이블은 이전에 피츠버그에서 테스트용으로 사용되었다)의 46마일 구간에서 수행되었다. 부하 선을 사용한 최초의 전화 케이블은 1900년 5월 18일 자메이카 플레인과 웨스트 뉴턴 사이의 보스턴에서 대중에게 공개되었다.
로딩 코일에 대한 캠벨의 연구는 주파수 분할 다중화에 매우 중요하다고 입증된 필터에 대한 그의 후속 작업의 이론적 기반을 제공했다. 로딩 코일의 차단 현상(바람직하지 않은 부작용)은 바람직한 필터 주파수 응답을 생성하는 데 활용될 수 있다.
마이클 푸핀.
미국의 발명가이자 세르비아 이민자인 마이클 푸핀도 로딩 코일의 역사에 한몫했다. 푸핀은 캠벨의 특허에 대한 경쟁 특허를 출원했다. 이 푸핀의 특허는 1899년의 것이다. 때때로 푸핀의 로딩 코일 특허로 인용되는 더 이른 특허(1894년, 1893년 12월 출원)가 있지만, 사실은 다른 것이다. 혼란은 이해하기 쉽다. 푸핀 자신은 1894년 산을 오르다가 로딩 코일 아이디어를 처음 떠올렸다고 주장하지만, 그 당시 그에게서 출판된 것은 없다.
푸핀의 1894년 특허는 유도자 대신 축전기로 선을 "부하"하는 방식인데, 이는 이론적으로 결함이 있다는 비판을 받았고 실제로는 적용되지 않았다. 혼란을 더하기 위해 푸핀이 제안한 축전기 방식의 한 변형에는 실제로 코일이 있다. 그러나 이 코일은 어떤 식으로든 선을 보상하기 위한 것이 아니다. 단순히 선에 DC 연속성을 회복시켜 표준 장비로 테스트할 수 있도록 하기 위한 것이다. 푸핀은 유도계수가 50Hz 이상의 모든 AC 신호를 차단할 정도로 커야 한다고 명시한다. 결과적으로 오직 축전기만이 선에 상당한 임피던스를 추가하며 "코일은 이전에 언급된 결과에 어떤 실질적인 영향도 미치지 않을 것"이다.
법정 싸움.
헤비사이드는 자신의 아이디어를 특허로 내지 않았고, 실제로 자신의 연구로 상업적 이득을 취하지도 않았다. 이 발명을 둘러싼 법적 분쟁에도 불구하고, 캠벨이 로딩 코일을 사용한 전화 회로를 실제로 처음으로 구축했다는 것은 의심의 여지가 없다. 또한 헤비사이드가 처음으로 출판했다는 것과 많은 사람들이 푸핀의 우선권을 다툴 것이라는 점도 거의 의심의 여지가 없다.
AT&amp;T는 푸핀의 주장에 대해 법정 싸움을 벌였다. 푸핀이 먼저 특허를 받았지만, 캠벨은 푸핀이 특허를 출원하기 전(1899년 12월)에 이미 실용적인 시연을 수행했다. 캠벨의 출원 지연은 AT&amp;T 내부의 느린 작동 때문이었다.
그러나 AT&amp;T는 캠벨이 제안한 특허 출원서에서 특허 제출 전에 필요한 정확한 유도계수 값에 대한 모든 표와 그래프를 어리석게도 삭제했다. 푸핀의 특허에는 (덜 정확한) 공식이 포함되어 있었기 때문에 AT&amp;T는 불완전한 공개 주장에 노출되었다. 이 싸움이 헤비사이드의 선행 출판으로 인해 발명이 특허 불가능하다고 선언될 위험이 있다고 우려하여, 그들은 이의 제기를 중단하고 연간 수수료를 지불하는 조건으로 푸핀의 특허에 대한 옵션을 구매하여 AT&amp;T가 두 특허를 모두 통제하기로 결정했다. 1901년 1월까지 푸핀은 $200,000를 받았고() 1917년 AT&amp;T의 독점이 끝나고 지불이 중단될 때까지 그는 총 $455,000를 받았다().
AT&amp;T의 이점.
이 발명은 AT&amp;T에 막대한 가치를 안겨주었다. 이제 전화 케이블을 이전보다 두 배 더 먼 거리까지 사용할 수 있었고, 또는 이전 품질의 절반(그리고 절반의 비용)의 케이블을 동일한 거리에서 사용할 수 있었다. 캠벨이 시연을 진행하도록 허용할지 고려할 때, 그들의 엔지니어들은 뉴욕과 뉴저지에서만 새로운 설치 비용으로 $700,000를 절약할 수 있을 것으로 추정했다. 20세기 첫 25년 동안 AT&amp;T가 $1억을 절약했다고 추정된다. 이 모든 것을 시작한 헤비사이드는 아무것도 얻지 못했다. 그는 상징적인 보상금을 제안받았지만, 자신의 연구에 대한 공로를 인정받고 싶어 거절했다. 그는 자신의 선행 출판이 인정되었다면 "적절한 방향으로 달러가 흘러가는 것을 방해할 것"이라고 아이러니하게 말했다.
해저 케이블.
신호 왜곡은 해저 통신 케이블에 특히 문제가 되는데, 부분적으로는 길이가 길어서 더 많은 왜곡이 축적될 수 있기 때문이지만, 또한 절연 재료의 특성 때문에 전신주 위의 개방형 전선보다 왜곡에 더 취약하기 때문이다. 신호의 다른 파장은 재료 내에서 다른 속도로 이동하여 분산을 유발한다. 대서양 횡단 전신 케이블에서 발생한 이 문제가 헤비사이드가 문제를 연구하고 해결책을 찾도록 동기를 부여했다. 로딩 코일은 분산 문제를 해결하며, 해저 케이블에 로딩 코일을 처음 사용한 것은 1906년 지멘스 앤 할스케가 보덴호를 가로지르는 케이블에 사용한 것이었다.
무거운 해저 케이블에 로딩 코일을 사용하는 데에는 여러 가지 어려움이 있다. 로딩 코일의 돌출부는 케이블 선박의 케이블 부설 장치를 쉽게 통과할 수 없었으며, 로딩 코일을 부설하는 동안 선박은 속도를 늦춰야 했다. 코일이 설치된 불연속점은 부설 중에 케이블에 응력을 유발했다. 큰 주의를 기울이지 않으면 케이블이 끊어질 수 있었고 수리하기 어려웠다. 또 다른 문제는 당시의 재료 과학이 코일과 케이블 사이의 이음새를 해수 침투로부터 밀봉하는 데 어려움을 겪었다는 것이다. 이러한 문제가 발생하면 케이블은 쓸모없게 되었다. 이러한 문제들을 극복하기 위해 연속 부하가 개발되었으며, 이는 또한 차단 주파수가 없다는 이점도 있다.
크라룹 케이블.
덴마크 엔지니어 칼 에밀 크라룹은 개별 로딩 코일의 문제를 해결하는 연속 부하 케이블의 형태를 발명했다. 크라룹 케이블은 중앙 구리 도체 주위에 인접한 턴들이 서로 접촉하면서 철선이 연속적으로 감겨 있다. 이 케이블은 어떤 전기 통신 케이블에서도 연속 부하를 처음으로 사용한 것이었다. 1902년에 크라룹은 이 주제에 대한 논문을 작성하고 헬싱외르(덴마크)와 헬싱보리(스웨덴) 사이에 첫 번째 케이블이 설치되는 것을 보았다.
퍼멀로이 케이블.
크라룹 케이블이 선로에 유도계수를 추가했음에도 불구하고, 이는 헤비사이드 조건을 충족시키기에는 불충분했다. AT&amp;T는 더 높은 투자율을 가진 더 나은 재료를 찾았다. 1914년 구스타프 엘멘은 자성 니켈-철 어닐링 합금인 퍼멀로이를 발견했다. 1915년경, 벨 연구소의 올리버 E. 버클리, H. D. 아놀드, 그리고 엘멘은 모두 구리 도체 주위에 퍼멀로이 테이프를 감는 해저 통신 케이블 건설 방법을 제안하여 전송 속도를 크게 향상시켰다.
이 케이블은 1923년 버뮤다에서 시험되었다. 최초의 퍼멀로이 케이블은 1924년 9월 뉴욕시와 오르타 (아조레스)를 연결하여 상용화되었다. 퍼멀로이 케이블은 해저 전신 케이블의 신호 속도를 분당 400단어로 늘릴 수 있게 했으며, 당시에는 분당 40단어도 좋은 속도로 여겨졌다. 최초의 대서양 횡단 케이블은 분당 2단어만 달성했다.
뮤메탈 케이블.
뮤메탈은 퍼멀로이와 유사한 자기 특성을 가지고 있지만, 합금에 구리를 추가하면 연성이 증가하여 금속을 전선으로 뽑을 수 있다. 뮤메탈 케이블은 퍼멀로이 케이블보다 제작하기 쉽고, 뮤메탈은 크라룹 케이블의 철선과 거의 같은 방식으로 코어 구리 도체 주위에 감겨 있다. 뮤메탈 케이블의 또 다른 장점은 구조가 끝 부분으로 갈수록 부하가 점차 감소하는 가변 부하 프로파일에 적합하다는 것이다.
뮤메탈은 1923년 런던의 텔레그래프 건설 및 유지보수 회사가 발명했으며, 이 회사는 처음에 웨스턴 유니온 전신 회사용으로 케이블을 제작했다. 웨스턴 유니온은 퍼멀로이를 사용하던 AT&amp;T 및 웨스턴 일렉트릭 회사와 경쟁 관계에 있었다. 퍼멀로이 특허는 웨스턴 일렉트릭이 보유하고 있었기 때문에 웨스턴 유니온은 이를 사용할 수 없었다.
패치 로딩.
케이블의 연속 로딩은 비용이 많이 들기 때문에 절대적으로 필요한 경우에만 수행된다. 코일을 사용한 집중 로딩은 더 저렴하지만, 밀봉이 어렵고 명확한 차단 주파수가 있다는 단점이 있다. 타협적인 방식은 케이블이 반복되는 섹션에서 연속적으로 로딩되는 패치 로딩이다. 중간 섹션은 언로드 상태로 남겨진다.
현재의 관행.
로딩 케이블은 더 이상 해저 통신 케이블에 유용한 기술이 아니며, 처음에는 전기적으로 구동되는 인라인 중계기를 사용하는 동축 케이블로, 그 다음에는 광섬유 케이블로 대체되었다. 로딩 케이블의 제조는 1930년대에 감소했으며, 그 후 제2차 세계 대전 이후 다른 기술로 대체되었다. 로딩 코일은 오늘날 일부 유선 전화선에서 여전히 발견될 수 있지만, 새로운 설치에는 더 현대적인 기술이 사용된다.
"무서운 영화 6"()는 2026년 개봉 예정인 미국의 패러디 영화이다. 마이클 티디스가 감독을 맡았으며, 영화 《무서운 영화》 시리즈의 리부트 작품이다.
마스트 라디에이터(, 또는 복사 타워())는 금속 구조물 자체가 에너지를 받아 안테나로 작동하는 라디오 마스트 또는 타워이다. 1930년대에 처음 널리 사용된 이 설계는 송신기 안테나, 특히 AM 라디오 방송국에서 사용하는 장파 및 중주파 대역의 낮은 진동수에서 작동하는 안테나에 일반적으로 사용된다. 전도성 강철 마스트는 송신기에 전기적으로 연결된다. 그 베이스는 일반적으로 지면으로부터 절연하기 위해 비전도성 지지대에 설치된다. 마스트 라디에이터는 모노폴 안테나의 한 형태이다.
대부분의 마스트 라디에이터는 가이 마스트로 건설된다. 삼각 단면을 가진 강철 격자 마스트가 가장 일반적인 유형이다. 사각 격자 마스트와 관형 마스트도 때때로 사용된다. 타워가 연속적인 도체임을 보장하기 위해 타워의 구조 섹션은 각 측면에 납땜된 짧은 구리 점퍼나 맞물림 플랜지 전체에 아크 용접으로 전기적으로 접합된다.
가장 일반적인 유형인 베이스 공급 마스트는 지면으로부터 절연되어야 한다. 베이스에서 마스트는 일반적으로 두꺼운 세라믹 절연체 위에 설치된다. 이 절연체는 타워의 무게를 지탱할 수 있는 압축 강도와 송신기가 가하는 높은 전압을 견딜 수 있는 절연 내력을 가지고 있다. 안테나를 구동하는 RF 전력은 일반적으로 마스트 바닥 근처의 안테나 튜닝 오두막에 있는 임피던스 매칭 네트워크를 통해 공급되며, 전류를 공급하는 케이블은 단순히 타워에 볼트로 조이거나 납땜된다. 실제 송신기는 일반적으로 별도의 건물에 위치하며, 전송선로를 통해 튜닝 오두막에 RF 전력을 공급한다.
마스트를 똑바로 세우기 위해 보통 120° 각도로 3개씩 묶인 가이 와이어가 부착되어 있으며, 일반적으로 콘크리트 앙카로 지면에 고정된다. 여러 세트의 가이 와이어(2개에서 5개)가 다른 높이에 사용되어 타워가 좌굴에 대해 견고하도록 한다. 가이 라인에는 스트레인 절연체가 삽입되어 있으며, 보통 마스트에 연결되는 상단 근처에 위치하여 전도성 케이블을 마스트로부터 절연하고 타워의 고전압이 지면에 도달하는 것을 방지한다.
마스트로부터 절연되어 있음에도 불구하고 전도성 가이 케이블은 전기적으로 공명 안테나(기생 소자)로 작용하여 마스트로부터 무선파를 흡수하고 재방사하여 안테나의 방사 패턴을 방해할 수 있다. 이를 방지하기 위해 가이 케이블에 일정한 간격으로 추가적인 스트레인 절연체를 삽입하여 선을 비공명 길이로 나눈다. 일반적으로 세그먼트는 최대 파장의 8분의 1에서 10분의 1(formula_1)로 제한해야 한다.
마스트 라디에이터는 안정성을 위해 바닥이 넓고 가늘고 긴 마스트로 좁아지는 독립형 격자탑으로도 건설될 수 있다. 이 건설의 장점은 가이 라인이 필요 없어서 필요한 토지 면적을 줄일 수 있다는 것이다. 이 타워는 삼각 또는 사각 단면을 가질 수 있으며, 각 다리는 절연체 위에 지지된다. 단점은 타워의 넓은 베이스가 타워의 수직 전류 패턴을 왜곡하여 방사 저항을 감소시키고 결과적으로 복사 전력을 감소시키므로 가이 마스트가 선호된다는 것이다.
한 국가의 국립 라디오 부처는 일반적으로 구조 설계에 대한 지역 건축법규 외에도 라디오 마스트의 설계 및 운영에 대한 규제 권한을 갖는다. 미국에서는 이것이 FCC이다. 마스트 건설 계획은 건설 전에 규제 기관의 승인을 받아야 한다.
전기 설계.
단일 마스트 라디에이터는 모든 수평 방향으로 동일한 무선파 전력을 방사하는 무지향성 안테나이다. 마스트 라디에이터는 수직 편파 무선파를 방사하며, 대부분의 전력은 낮은 앙각으로 방출된다. 중주파 (MF) 및 장파 (LF) 대역에서 AM 라디오 방송국은 지면 표면 가까이를 이동하며 지형 윤곽을 따르는 수직 편파 무선파인 지면파를 사용하여 청취 영역을 커버한다. 마스트 라디에이터는 우수한 지면파 안테나이며, AM 라디오 방송국 및 MF 및 LF 대역의 기타 라디오 서비스에서 사용되는 주요 송신 안테나 유형이다. 또한 공중파 (스킵) 무선 전송을 위해 더 높은 앙각으로 충분한 전력을 방사할 수 있다.
대부분의 라디오 방송국은 단일 마스트를 사용한다. 서로 다른 위상으로 무선 전류를 공급받는 여러 마스트를 사용하여 지향성 안테나를 구성할 수 있으며, 이는 특정 방향으로 다른 방향보다 더 많은 전력을 방사한다.
공급 시스템.
무선주파수 전류를 생성하는 송신기는 종종 마스트에서 약간 떨어진 건물에 위치하여, 민감한 전자 장비와 운영 요원이 마스트 바닥의 강한 무선파에 노출되지 않도록 한다. 또는 때때로 마스트 바닥에 위치하며, 송신기실은 무선파를 차단하기 위해 구리 스크린으로 된 패러데이 차폐로 둘러싸여 있다. 송신기에서 나오는 전류는 급전선, 즉 무선주파수 전류를 전달하기 위한 특수 케이블(전송선로)을 통해 마스트로 전달된다. LF 및 MF 주파수에서는 일반적으로 폼 절연 동축 케이블이 사용된다. 급전선은 마스트 바닥에 있는 안테나 튜닝 장치 (임피던스 매칭 네트워크)에 연결되어 전송선을 마스트에 맞춘다. 이것은 방수 상자나 마스트 옆의 안테나 튜닝 오두막 (헬릭스 하우스)이라는 작은 창고에 있을 수 있다. 안테나 튜닝 회로는 급전선의 특성 임피던스를 안테나의 임피던스(아래 그래프 참조)에 매칭하고, 안테나의 반응저항을 조절하여 작동 주파수에서 공명하도록 하는 로딩 코일과 같은 반응저항을 포함한다. 안테나 튜너가 없으면 안테나와 급전선 사이의 임피던스 불일치로 인해 정상파 (높은 정재파비) 상태가 발생하여 무선 전력의 일부가 급전선을 따라 송신기로 반사되어 비효율을 초래하고 송신기가 과열될 수 있다. 안테나 튜너에서 짧은 급전선이 마스트에 볼트로 조여지거나 납땜된다.
안테나 튜너에서 나오는 급전선의 다른 쪽은 접지되어 있으며, 마스트 바닥 근처의 터미널에서 바깥쪽으로 방사되는 많은 나선형 와이어로 구성된 방사형 접지 시스템에 연결되어 있다.
마스트 라디에이터를 공급하는 몇 가지 방법이 있다:
정부 규정은 일반적으로 안테나에 공급되는 전력을 안테나 베이스에서 모니터링하도록 요구하므로, 안테나 튜닝 오두막에는 측정값을 송신기 제어실로 다시 보내는 안테나 전류 샘플링 회로도 포함된다. 오두막에는 또한 일반적으로 항공기 경고등용 전원 공급 장치가 포함되어 있다.
마스트 높이 및 방사 패턴.
마스트 라디에이터의 이상적인 높이는 송신 진동수 formula_2, 청취 지역의 지리적 분포 및 지형에 따라 달라진다. 구획화되지 않은 마스트 라디에이터는 모노폴 안테나이며, 다른 앙각에서 방사하는 전력의 양을 나타내는 수직 방사 패턴은 파장 formula_3에 대한 높이 formula_4의 비율에 의해 결정된다. 여기서 formula_5는 빛의 속도 formula_6를 진동수 formula_2로 나눈 값과 같다. 마스트의 높이는 보통 파장의 분수 또는 "전기적 각도"로 지정된다.
여기서 각도는 formula_9 미터와 같다. 마스트의 전류 분포는 방사 패턴을 결정한다. 무선주파수 전류는 마스트를 따라 위로 흐르고 상단에서 반사되며, 직접 전류와 반사 전류가 간섭하여 마스트에 대략 사인파 정상파를 형성한다. 이 정상파는 상단에 마디 (전류가 0인 지점)가 있고 4분의 1 파장 아래에 최대점이 있다.
여기서 formula_11는 지면 위 formula_12 전기적 각도 높이에서의 전류이고, formula_13는 최대 전류이다. 4분의 1 파장의 배수보다 약간 낮은 높이에서 formula_14 ...(G = 90°, 180°, 270°...) 마스트는 공명한다. 이 높이에서 안테나는 급전선에 순수한 전기저항을 제공하여 급전선을 안테나에 임피던스 매칭하는 것을 단순화한다. 다른 길이에서는 안테나가 정전 용량 반응 또는 유도 용량 반응을 가진다. 그러나 이러한 길이의 마스트는 헬릭스 하우스의 매칭 네트워크에서 안테나의 반응저항을 공액 반응저항으로 상쇄하여 효율적으로 공급될 수 있다. 마스트의 유한한 두께, 저항 및 기타 요인으로 인해 마스트의 실제 안테나 전류는 위에서 가정한 이상적인 사인파와 크게 다르며, 그래프에서 보듯이 전형적인 타워의 공명 길이는 80°, 140°, 240°에 가깝다.
지면파는 안테나에서 지면 바로 위를 수평으로 전파하므로, 대부분의 마스트 설계 목표는 수평 방향으로 최대 전력을 방사하는 것이다. 이상적인 모노폴 안테나는 225 전기적 각도, 즉 약 파장의 또는 0.625 (이는 일반적인 유한 두께 마스트에 유효한 근사치이며, 무한히 얇은 마스트의 경우 최대값은 formula_15 = 0.637formula_5에서 발생한다) 높이에서 수평 방향으로 최대 전력을 방사한다. 다이어그램에서 보듯이, 반 파장 (180 전기적 각도) 미만의 높이에서는 안테나의 방사 패턴이 수평 방향으로 최대값을 갖는 단일 주엽을 갖는다. 반 파장 이상의 높이에서는 패턴이 분할되어 약 60° 각도로 하늘을 향하는 두 번째 엽을 갖는다. 0.625formula_5에서 수평 복사가 최대인 이유는 반 파장보다 약간 높은 높이에서 두 엽의 반대 위상 복사가 높은 앙각에서 파괴적으로 간섭하고 상쇄되어 대부분의 전력이 수평 방향으로 방출되기 때문이다. 0.625formula_5를 초과하는 높이는 일반적으로 사용되지 않는데, 이 이상에서는 두 번째 엽에서 하늘로 낭비되는 전력이 증가하여 수평 방향으로 방사되는 전력이 급격히 감소하기 때문이다.
중파 AM 방송 대역 마스트의 경우 0.625formula_5는 의 높이가 되며, 장파 마스트의 경우 더 높다. 이러한 높은 마스트의 높은 건설 비용 때문에 종종 더 짧은 마스트가 사용된다.
위에서 언급한 내용은 완벽하게 전도되는 지면 위의 완벽하게 전도되는 마스트의 방사 패턴을 나타낸다. 지면의 어느 지점에서든 수신되는 실제 신호 강도는 두 가지 요인, 즉 해당 방향으로 안테나에서 방사되는 전력과 지면 전도도에 따라 달라지는 송신 안테나와 수신기 사이의 경로 감쇠에 의해 결정된다. 실제 라디오 마스트의 설계 과정은 일반적으로 토양 전도도 조사를 수행한 다음, 안테나 시뮬레이션 컴퓨터 프로그램을 사용하여 실제 지형 위에 실제 상업적으로 사용 가능한 마스트에 의해 생성되는 신호 강도 지도를 계산하는 것을 포함한다. 이것은 청중 인구 분포와 비교하여 최상의 설계를 찾는다.
페이딩 방지 설계.
높이에 영향을 미치는 두 번째 설계 목표는 수신 지역에서 다중경로 페이딩을 줄이는 것이다. 하늘로 일정한 각도로 방사된 전파 에너지 중 일부는 전리층의 전하를 띤 입자층에 반사되어 수신 지역으로 지구로 돌아온다. 이를 공중파라고 한다. 안테나에서 특정 거리에서 이 무선파는 지면파와 위상 이탈되어, 두 무선파가 파괴적으로 간섭하여 서로 부분적으로 또는 완전히 상쇄되어 신호 강도를 감소시킨다. 이를 페이딩이라고 한다. 전리층 반사가 가장 강한 밤에는 안테나 주위에 수신이 불충분할 수 있는 낮은 신호 강도의 환형 영역이 발생하며, 때로는 "침묵 지대", 페이딩 벽 또는 머쉬 영역이라고 불린다. 그러나 다중경로 페이딩은 공중파의 신호 강도가 지면파의 약 50%(3dB) 이내일 때만 중요해진다. 모노폴의 높이를 약간 줄임으로써 두 번째 엽에서 방사되는 전력을 다중경로 페이딩을 제거할 만큼 충분히 줄일 수 있으며, 수평 이득은 약간만 감소한다. 최적 높이는 약 190 전기적 각도 또는 0.53formula_5이므로, 이것은 마스트의 또 다른 일반적인 높이이다.
구획화된 마스트.
페이딩 방지 성능이 향상된 마스트 유형은 구획화된 마스트이며, 페이딩 방지 마스트라고도 불린다. 구획화된 마스트에서는 수직 지지 부재의 절연체가 마스트를 두 개의 수직으로 쌓인 전도성 섹션으로 나누며, 이 섹션들은 별도의 급전선에 의해 동위상으로 공급된다. 이는 수평 방향으로 방사되는 전력의 비율을 증가시키고, 마스트가 과도한 높은 각도 복사 없이 0.625formula_5보다 높을 수 있도록 한다. 120도 위에 120도, 180도 위에 120도, 180도 위에 180도의 높이를 가진 실제 구획화 마스트가 좋은 결과와 함께 현재 운영 중이다.
전기적으로 짧은 마스트.
마스트 라디에이터를 사용할 수 있는 주파수의 하한은 1/4 파장보다 짧은 마스트의 효율이 점점 낮아지기 때문에 장파 대역에 있다.
주파수가 감소하면 파장이 증가하여 주어진 파장 비율을 만들기 위해 더 높은 안테나가 필요하다. 건설 비용과 필요한 토지 면적은 높이에 따라 증가하여 마스트 높이에 실질적인 한계를 둔다. 이상의 마스트는 엄청나게 비싸고 거의 건설되지 않았다. 세계에서 가장 높은 마스트는 약 이다. 일부 지역의 또 다른 제약은 구조물에 대한 높이 제한이다. 공항 근처에서는 항공 당국이 마스트의 최대 높이를 제한할 수 있다. 이러한 제약으로 인해 종종 이상적인 높이보다 짧은 마스트를 사용해야 한다.
파장의 4분의 1(0.25formula_5, 90 전기적 각도)의 기본 공명 길이보다 훨씬 짧은 안테나를 전기적으로 짧은 안테나라고 한다. 전기적으로 짧은 안테나는 효율적인 방사체이다. 짧은 안테나의 안테나 이득은 4분의 1 파장 안테나의 이득과 매우 가깝다. 그러나 낮은 방사 저항으로 인해 효율적으로 구동될 수 없다. 무선파로 방사되는 전력을 나타내는 방사 저항은 4분의 1 파장에서 약 25–37 옴이며, 4분의 1 파장 미만에서는 마스트 높이와 파장 비율의 제곱에 비례하여 감소한다. 안테나 시스템의 다른 전기저항인 마스트의 옴 저항과 매립된 접지 시스템은 방사 저항과 직렬로 연결되어 있으며, 송신기 전력은 이들 사이에 비례하여 분배된다. 방사 저항이 감소함에 따라 송신기 전력의 더 많은 부분이 이러한 저항에서 열로 소산되어 안테나의 효율을 감소시킨다. 0.17formula_5 (60 전기적 각도)보다 짧은 마스트는 거의 사용되지 않는다. 이 높이에서 방사 저항은 약 10 옴이므로, 일반적인 매립 접지 시스템의 저항인 2 옴은 방사 저항의 약 20%에 해당하며, 이 높이 미만에서는 송신기 전력의 20% 이상이 접지 시스템에서 낭비된다.
전기적으로 짧은 마스트의 두 번째 문제는 마스트의 정전 용량 반응이 높아, 이를 상쇄하고 마스트를 공명하게 만들기 위해 안테나 튜너에 큰 로딩 코일이 필요하다는 것이다. 높은 반응저항 대 낮은 저항은 안테나에 높은 Q 인자를 부여한다. 안테나와 코일은 높은 Q 동조 회로로 작동하여 안테나의 사용 가능한 대역폭을 감소시킨다.
더 낮은 주파수에서는 마스트 라디에이터가 더 효율적인 T-안테나나 우산 안테나와 같은 더 정교한 정전 용량 탑재 안테나로 대체된다.
정전 용량 상부 부하.