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전자공학/전파공학15

50 옴을 사용하는 이유는? 특성 임피던스로 50옴을 사용하는 이유는 2차 세계 대전 당시 사용된 레이더와 같은 RF 시스템이 50옴을 사용하였고 그것을 암묵적인 표준과 비슷하게 서로 따랐기 때문이다. 현재 대부분의 시스템이 50옴에 맞추어져 있기 때문에 50옴으로 만들면 다른 기기와 쉽게 연결할 수 있다. 현재 50옴 또는 75옴을 기준 임피던스로 사용하는 경우가 많다. 50옴 또는 75옴을 사용하는 이유는 과거 사용한 공기를 절연체로 사용한 동축 케이블에서 손실이 최소가 되는 임피던스가 77옴(실제는 75옴을 사용했다.)이고 최대 전력을 전송할 수 있는 임피던스가 50옴이기 때문이다. 최대 전력을 전송한다는 의미는 전압을 높이면 더 큰 전력을 전송할 수 있지만 전압이 높아지면 동축 케이블의 절연이 파괴되기 때문에 절연이 파괴되지.. 2018. 3. 2.
2.4GHz 3dBi 안테나 2.4GHz 3dBi 안테나의 구조는 다음 사진과 같다. 무선 공유기에 많이 사용되는 5dBi 안테나는 크기는 크지만 안테나 출력은 1.6배 크다. 2018. 1. 31.
반사파의 파형 전송선로의 방정식은 다음과 같다. 전송선로에 손실이 없다면 R과 G가 0이므로 α가 0이고 다음 식과 같다. 위 식은 페이저를 나타내고 시간에 관한 식은 페이저에서 실수부이고 다음 식과 같다. (페이저에서 시간 함수를 구하기 위해서 페이저의 실수부를 구한 후 ωt를 넣을 수도 있고, 페이저에 eiωt를 넣은 후 실수부를 구해 시간 함수를 구할 수도 있다) 반사계수가 1로 모든 입사파가 반사된다면, A1과 A2가 같다. A=A1=A2이라면 다음 식과 같다. 위 식은 2Acosωt의 크기를 가지는 코사인 함수 cosβz로 볼 수 있고 다음 그래프와 같다. 위 그래프는 정상파(Standing Wave) 이다. 2018. 1. 26.
Rubber Ducky 안테나 Rubber Ducky 안테나는 헬리컬 안테나의 한 종류이다. Rubber Ducky 안테나는 λ/4 모노폴 안테나보다는 성능이 낮지만 같은 길이의 모노폴 안테나보다는 성능이 좋다. Rubber Ducky 안테나는 코일로 감겨있고 인덕턴스 성분이 크기 때문에 안테나의 Q 팩터가 높고 주파수 대역이 좁다. Rubber Ducky 안테나의 코일 지름이 클수록 주파수 대역이 좁아진다. Rubber Ducky 안테나 내부에는 도체가 나선형으로 감겨있다. 아래 사진은 447MHz Rubber Ducky 안테나이다. 2018. 1. 26.
다이폴 안테나의 전류 분포 Full-wave 다이폴 안테나(Dipole Antenna)는 반파장 길이의 도체 2개로 구성되고 전체 길이는 파장과 같다. Full-wave 다이폴 안테나의 전류 분포는 다음 그림과 같다. 위 그림에서 다이폴 안테나의 전류 분포는 전류가 최대일 때의 분포이고 시간에 따른 전류 분포의 변화는 다음 그림과 같다. 아래 그림에서 전류 분포의 진동 주파수는 전파의 주파수와 같다. 반파장 다이폴 안테나(Half-wave Dipole Antenna)의 전류 분포는 다음 그림과 같다. 2018. 1. 25.
전송선로의 임피던스 매칭 전송선로의 임피던스 매칭(Impedance Matching)이란 전송선로에 부하 등을 연결할 때 전달되는 전력이 최대가 되도록 부하의 임피던스를 선정하는 것을 의미한다. 특성 임피던스 Z0의 전송선로에 부하 ZL을 연결할 때 진행파 A1와 반사파 A2는 다음 그림과 같다.여기에서 반사 계수(Reflection Coefficient)는 다음 식과 같다.부하 ZL이 오픈일 때 반사 계수는 1이고 입사파와 반사파의 크기가 동일하다. 즉, 입사파가 투과 되지 않고 모두 반사된다. 부하 ZL이 쇼트일 때 반사 계수는 -1이고 입사파와 반사파의 부호가 반대이다. 부하 ZL이 특성 임피던스 Z0와 같을 때 반사 계수는 0이고 입사파는 반사되지 않고 모두 투과 되며, 이 때 부하에 전송되는 전력이 최대가 된다. 2018. 1. 24.
파동 방정식 해석 파동 방정식(Wave Equation)은 다음 식과 같다.위 식에서 x는 위치이고 t는 시간 이다. 특정 위치 x1에서 파동은 다음 그림과 같고 주파수는 ω이다. 특정 시간 t1에서 파동은 다음 그림과 같고 주파수는 k이다. 시간에 따라 파형은 다음과 같이 오른쪽으로 이동한다. 위의 파형에서 위상 속도(Phase Velocity)는 다음과 같이 정의한다.파동 방정식에서 특정 지점에서의 시간에 따른 주파수와 특정 시간에서의 파형의 주파수는 다르다. 파동 방정식의 파형 애니메이션 2018. 1. 24.
전송선로 방정식 위와 같은 전송선로의 전압과 전류 방정식은 다음 식과 같다. 여기서, A1과 A2는 Boundary Condition에 의해 결정된다. 이고 Propagation Constant라고 한다. γ를 정리하면 다음 식과 같은 형태가 되고 α는 Attenuation Constant라고 하고 β는 Phase Constant라고 한다. 위의 전압 방정식은 다음과 같은 V+와 V-의 합으로 나타낼 수 있고 V+를 진행파 V-를 반사파라고 한다. 진행파와 반사파의 파형은 다음 그림과 같다. 전송선로 끝단에서 반사가 되지 않으면 A2는 0이고 반사파 V-도 0이 된다. 여기에서 위상 속도(Phase Velocity)는 다음 식과 같다. 2018. 1. 22.
전송선로 특성 임피던스의 이해 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.. 2018. 1. 21.
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