얇은 와이어 안테나의 전류 분포
얇은 와이어 안테나의 전류 분포를 이해하는 것은 방사 패턴, 입력 임피던스 및 전반적인 성능을 예측하는 데 중요합니다.
1. 기본 개념 :
* 얇은 와이어 안테나 : 직경이 길이보다 훨씬 작은 와이어로 구성된 안테나의 유형. 예를 들어 쌍극자, 독점 및 채찍 안테나가 있습니다.
* 현재 분포 : 와이어를 따라 전류 흐름의 패턴은 주파수와 안테나 형상에 따라 다릅니다.
* 정재파 : 파도의 진폭은 시간이 지남에 따라 변하지 않기 때문에 고정식으로 보이는 파도. 안테나에서, 현재 분포는 일반적으로 정재파로 표시됩니다.
* 전압 및 현재 관계 : 현재 분포는 안테나를 따라 전압 분포를 결정하고 그 반대도 마찬가지입니다. 이 관계는 안테나의 임피던스에 의해 지배됩니다.
2. 반파 쌍극자의 현재 분포 :
가장 일반적인 예는 반파 쌍극자이며, 이는 신호의 약 절반의 길이가 방출되도록 설계된 직선 와이어 안테나입니다. 현재 분포의 모습은 다음과 같습니다.
* 정재파 패턴 : 반파 쌍극자의 전류는 정현파 모양의 정재파를 형성합니다.
* 최대 전류 : 전류는 안테나의 중앙 (피드 포인트)에서 최대 값에 도달하고 끝으로 감소합니다.
* 현재 노드 포인트 : 안테나 끝에서 전류가 0으로 떨어집니다. 이 지점은 "현재 노드"로 알려져 있습니다.
* 전압 노드 포인트 : 전압은 안테나 끝에서 최대 값에 도달하고 중앙에서 0으로 떨어집니다.
* 임피던스 : 반파 쌍극자의 입력 임피던스는 약 73 옴이며, 이는 소스에서 안테나로 최대 전력 전송을 허용하는 값입니다.
3. 현재 분포에 영향을 미치는 요인 :
* 주파수 : 주파수가 증가함에 따라 파장이 감소하여 더 집중된 전류 분포를 초래합니다.
* 안테나 길이 : 안테나의 길이는 현재 노드와 안티 노드의 수에 직접 영향을 미칩니다.
* 와이어 직경 : 더 두꺼운 와이어는 더 균일 한 전류 분포를 갖는 경향이 있습니다.
* 안테나 환경 : 다른 물체 또는 전도성 표면과의 근접성은 현재 분포에 영향을 줄 수 있습니다.
4. 전류 분포의 시사점 :
* 방사 패턴 : 현재 분포는 안테나의 방사선 패턴을 지시합니다. 반파 쌍극자는 안테나에 수직 인 최대 방사선을 가진 그림 8 패턴을 나타냅니다.
* 입력 임피던스 : 안테나 피드 포인트의 임피던스는 전력 전송 효율을 결정합니다.
* 공진 주파수 : 현재 분포가 적용된 신호와 일치 할 때 안테나가 공명합니다. 이로 인해 최대 효율성이 발생합니다.
5. 전류 분포 분석 기술 :
* 이론적 분석 : Maxwell의 방정식 및 경계 조건을 사용하여 현재 분포에 대한 수학적 표현을 도출 할 수 있습니다.
* 시뮬레이션 소프트웨어 : ANSYS HFSS 및 CST 마이크로파 스튜디오와 같은 도구는 안테나 분석을위한 정확한 수치 시뮬레이션을 제공합니다.
* 측정 기법 : 현재 프로브 및 임피던스 분석기와 같은 기술을 사용하여 현재 분포를 실험적으로 측정 할 수 있습니다.
6. 응용 프로그램 :
현재 분포를 이해하는 것은 다음을 포함한 다양한 응용 프로그램에 중요합니다.
* 안테나 설계 : 원하는 방사선 패턴 및 임피던스에 대한 안테나 모양과 크기를 최적화하십시오.
* 안테나 일치 : 일치하는 네트워크를 설계하여 소스에서 전력 전송을 최대화합니다.
* 안테나 모델링 : 안테나 성능 예측을위한 정확한 모델을 만듭니다.
* 안테나 문제 해결 : 현재 분포를 분석하여 잠재적 인 문제를 식별하고 안테나 문제를 해결하십시오.
요약하면, 얇은 와이어 안테나의 현재 분포는 안테나 성능에 중대한 영향을 미치는 복잡한 현상입니다. 이 분포를 이해함으로써 엔지니어는 다양한 응용 분야의 안테나를 설계, 분석 및 최적화 할 수 있습니다.
