각종 안테나의 종류와 특성

TV 안테나의 종류와 특성

가. 야기 안테나

수신안테나로서 가장 많이 사용되고 있는 형식으로 1/2파장의 주 방사소자와 그것보다 몇% 긴 반사소자와 몇% 짧은 도파소자를 직선상으로 평 배열시킨 안테나로 간단한 구조로 높은 성능을 얻을 수 있다.
광대역화하기 위해 2종류의 파장에 맞춘 것을 복합한 형식도 있다.
반사소자와 도파소자를 붙임으로서 안테나의 이득은 커지지만 소자가 증가할수록 안테나의 급전점의 임피던스가 내려간다. 즉, 반사소자를 붙이면 300Ω 안테나는 임피던스가 250Ω이 되고 다시 도파소자를 붙이면 50~120Ω으로 내려간다. 이것을 도파소자라고 한다.

나. VHF 안테나

VHF용 수신 안테나는 야기 안테나를 기본으로 한 다소자 안테나가 널리 사용되고 있다. 이 안테나는 소자수에 비해 이득이 크고 지향특성은 좋으나 상대적으로 전후비는 크지 않다. 따라서 목적방향의 전파를 강하게 잡는 방해전파나 전기잡음의 영향은 경감된다.
그러나 안테나를 구성하는 각 소자는 모두 직렬공진형이기 때문에 주파수 대역폭(이득과 임피던스 특성이 실용되는 주파수 범위)이 다소자인 경우 좁게 된다.
TV전파는 주파수, 대역폭이 넓고 또한 다수의 채널을 수신하는 경우엔, 광대역화가 요구된다. 이를 위해서 안테나는 변형 다이폴이 사용되고 반사기 및 도파기 등에 Low 채널(2~6ch) 대역과 high 채널(7~13ch) 대역 각각에 전용소자를 조합하는 방법이 많다. 최근에는 주파수특성을 개선하는 트랩을 붙인 복합도파기가 사용되고 있다.

1. 低대역(Low channel)용 안테나

5소자 야기 안테나로 VHF Low channel(2~6ch)帶용으로 이득은 5~6.5dB정도이다.
용도는 아파트, 빌딩용으로 도시 및 지방의 강,중 전계지역에 사용되고 있다.

2. 高帶域(high channel)용 안테나

	8소자 야기 안테나로 VHF high channel(7~13ch)帶用으로 이득은 7.7~10.8dB 정도이다. 용도는 아파트,빌딩용으로 도시 및 지방의 강,중 전계지역에 사용되고 있다.
	12소자 야기 안테나로 VHF high channel(7~13ch)帶用으로 이득은 12dB 정도이다. 용도는 도시 및 지방의 약전계 또는 미전계지역용으로 high band의 입력을 증가시키고자 할 때 사용된다.

3. 單대역(전용 channel)용 안테나

8소자 야기 안테나로 VHF high channel(7~13ch)帶중 어느 1개 채널 수신용으로 강,중 전계용으로 사용되고 있다.
이득은 9.5~10.5dB 정도이다.

4. 全대역(All Channel)용 안테나

	12소자 야기 안테나로 VHF 全帶域用으로 이득은 2~6채널에서 4.4~5.6dB, 고대역(7~13ch)에서 7.4~10.8dB 정도이다. 용도는 입력부족, 잡음 혼신 등이 심한 도시 또는 약전계 또는 미전계 지역용으로 사용되고 있다.
	12소자 안테나로 VHF 全帶域(2~13ch)用으로 이득은 2~6채널에서 5.3~6.4dB, 고대역(7~13ch)에서 7.7~9.5dB 정도이다. 용도는 반사파, 잡음 혼신 등이 심한 약전계의 방해전파 대책용으로 사용되고 있다.
	12소자 안테나로 VHF 全帶域(2~13ch)用으로 이득은 2~6채널에서 5.4~7.4dB, 고대역(7~13ch)에서 8.2~11.2dB 정도이다. 용도는 반사파, 잡음 혼신 등이 심한 미전계 지역에서 반사파 제거용으로 사용되고 있다.

다. UHF용 안테나

UHF帶는 파장이 VHF帶의 1/3~1/8이므로 안테나실효장이 짧아진다. 또한 안테나의 유기전압도 VHF帶의 1/3~1/8이 낮게된다. 또한 UHF전파는 건물 및 수목에 의해 감쇄가 크기 때문에 UHF帶용 안테나는 이득이 큰 것이 요구된다.
UHF 수신용 안테나는, 22소자 야기안테나, Loop안테나, Parabola 안테나 및 corner 안테나가 가장 많이 사용되고 있다

	22소자 야기 안테나는 UHF帶(14~50ch)용으로 가장 많이 사용되고 있는 안테나 이득은 8~13dB정도이다.
	UHF-LM帶용 안테나는 UHF帶의 LM帶域(14~44ch)용의 "예"인데 corner reflector형의 반사기와 24개의 도파기로 형성된 것이다 이득은 7~9dB정도이다.
	UHF-MH帶용 안테나는 UHF帶의 MH帶域(32~63ch)용의 "예"인데 도파기는 18개 반사기는 parabol면을 형성되도록 고려된 것이다. 이득은 8~10dB정도이다.

라. Ghost 대책용 안테나

1. 高전후비형 안테나

다소자 야기 안테나의 반사기로서 다수의 소자를 격자형 또는 corner reflector형으로 배열한 안테나이다. Low ch용 안테나와 high ch용 안테나를 수직stack해서 반사기를 다수배열한 안테나로 실용화되었다. 이 안테나는 이득이 높고 예민한 지향성과 높은 전후비를 가지고 있으나 형상이 커진다.
전후비는 전대역에서 20dB 이상된다.

2. 위상차 급전 안테나

야기안테나와 마찬가지로 직선상 소자의 배열로 구성되지만 모든 소자에 급전돼 각 소자에 흐르는 전류의 진폭과 위상을 적당히 조정하여 급전 함으로서 단방향의 지향성이 얻어진다. 이 안테나는 소형이면서 예민한 지향성과 높은 전후비를 가지고 있다. 위상차 급전 2소자 안테나는 야기형 8~12 소자에 상당한 지향성을 갖고 있다. 단 이 안테나는 동작이득이 낮기 때문에 강,중전계지역용으로 한정된다.

3. 가변지향성 안테나

그림 3.15와 같이 수평2기 합성안테나 각각에 급전선을 접속하고 한 개의 급전선에 移相회로를 삽입해 혼합한 안테나이다. 위상조정기로 위상을 0°~360°로 변화시키면 합성안테나의 지향성이 변화하는데 이때에 지향성의 null point 각도가 변화한다. 따라서 반사파의 도래방향과 null point가 일치하면 ghost는 대폭 경감된다. 특히 전방에서 도래한 ghost에 대해 효과가 커서 1 rank 이상의 화질을 개선할 수 있다.
위상조정기는 TV수상기 가까이에 놓고 화면을 보면서 ghost가 적게 되도록 조정한다.

4. 和差합성식 가변지향성 안테나

移相器는 가격적, 특성적인 문제가 있기 때문에 이것을 생략하는 방법으로서 그림 3-16과 같이 개발되었다. 이 회로의 가변감쇠기에 나타난 null point를 가변시킨다.

5. 주파수에 따라 null각이 변화하는 가변지향성 안테나

null 방향을 바꾸는 가변지향성 안테나는 null 방향이 주파수 변화와 같이 변하는 방식과 변하지 않는 방식이 있다. 일정방향에서의 ghost파를 제거하는 경우는 後자의 방식이 사용된다. 이는 채널을 절체할 때 마다 조정하는 조작이 필요치 않기 때문에 우수한 점이 고려된 것이다. 그러나 공동수신 안테나에서는 이 방식이 사용되지 않고 있다.

6. Stack 안테나

일반적으로 diversity라 부르는 수신안테나系로 2기의 안테나를 사용해 합성지향성에 null point를 작용하여 ghost파의 도래방향에 합치시켜 ghost를 제거하는 방법이다. 그림은 수평 Stack 안테나를 나타낸 것이다.

7. 역상 Stack 안테나

Stack 안테나에서 수신채널이 변화하면 null point가 변하기 때문에 특정 채널에서 ghost파를 제거하는데 충분한 효과가 있으나 다른 채널에서는 효과가 소멸된다. 이런 점을 개선한 것이 역상 stack 안테나이다

그림은 그의"예"로서 ghost파의 도래방향에 대해서 2기의 안테나를 묶은 직선이 직각이 되게 배치하고 그 출력을 等長의 급전선으로 끌어내어 역상(역극성)에 합성해서 출력된다.

마. Mark 안테나의 규격(일본 전자기계공업회 선정)

1. 전기적 특성 및 기계적 강도를 결정하는 하중치

기계적강도 선단도파기,복합도파기,방사기,반사기 및 아암마다 이 순서로 표3.3과 같이 하중을 각각의 하중점(양단에서 10mm 이내의 위치)에 길이 100mm정도의 끈으로 동시에 조용히 매단다. 다음에 각각의 하중을 양단 동시에 없앴을 때 수평기준위치로부터 각도 10° 이내에 복원하는 것. 이 경우 mast는 상하고정한다.

3. 공동주택 안테나의 규격 및 사양