전송선로 특성 임피던스의 이해

전송선로의 특성 임피던스

 

위 그림과  같은 전송선로(Transmission Line)의 Δz 부분의 등가회로는 R,L,G,C로 구성된 회로이고 이때 특성 임피던스(Characteristics Impedance)는 다음 식과 같고 단위는 Ω이다.

 

 

여기에서 R, L, G, C는 단위 길이 1m에 대한 임피던스로 전송선로의 길이에 무관한 값이다. 즉, 전송선로의 길이가 10cm이던 1m이던 상관없이 그 전송선로의 특성 임피던스는 동일한다.

 

R, L, G, C는 멀티미터와 같은 계측기로는 직접 측정할 수 없는 값이다. 1m 길이 전선의 양단 저항이 1옴이라고 R이 1옴이 되지 않는다. 왜냐하면 병렬로 연결된 G와 C에 의해 양단 저항이 R과 달라지기 때문이다. 이론적으로 R, L, G, C는 선로를 작은 부분 (0으로 접근하는 극한)으로 자른 후 그 부분의 R, L, G, C에서 자른 부분의 길이과 1m 길이 비만큼 곱한 값과 같다. 즉, 작게 자른 부분의 임피던스를 1m로 확장했을 때의 임피던스라고 볼 수 있다.

 

 

R 또는 G가 0이 아닌 Lossy Transmission Line에서는 z가 증가할 수록 전압 V와 전류 I가 감소하지만 전압과 전류의 비는 Z₀로 일정하다.

 

R과 G가 0인 Lossless Transmission Line에서는 모든 z 영역에서 전압과 전류의 크기가 같고 또한 전압과 전류의 비는 Z₀로 일정하다.