1급 전파공학안테나 및 전파전파빈출 보통

안테나와 송신기 사이의 부정합(Mismatching) 이란?

급전선의 특성임피던스와 안테나의 급전점 임피던스가 다른 경우

주파수가 맞지 않는 경우

송신기의 출력이 부족한 경우

안테나의 이득이 부족한 경우

상세 해설

정답 해설

부정합(mismatching)은 급전선의 특성임피던스( $Z_{0}$ )와 안테나의 급전점 임피던스( $Z_{a}$ )가 다른 경우를 말합니다. 부정합이 발생하면: (1) 반사파 발생 - 안테나에서 급전선으로 에너지가 반사, (2) 정재파(standing wave) 형성 - 진행파와 반사파의 간섭, (3) VSWR 증가 - $V S W R = \frac{1 + ∣Γ∣}{1 - ∣Γ∣}$ , 반사계수 $Γ = \frac{Z _{a} - Z _{0}}{Z _{a} + Z _{0}}$ , (4) 전송 효율 감소 - 반사에 의한 전력 손실, (5) 송신기 손상 위험 - 반사파가 송신기에 도달하면 출력단 손상 가능. 정합(matching)이란 $Z_{0} = Z_{a}$ 로 만드는 것이며, 이때 VSWR=1(이상적), 반사파=0, 최대 전력 전달이 이루어집니다.

학습 팁

부정합 = 급전선 임피던스 ≠ 안테나 임피던스. 결과: 반사파↑, 정재파↑, VSWR↑, 효율↓. 정합 시 VSWR=1, 최대 전력 전달. 반사계수: $Γ = (Z_{a} - Z_{0}) / (Z_{a} + Z_{0})$ . '동조'와 '정합'은 다른 개념이니 구분하세요.

오답별 해설

2. 주파수가 맞지 않는 경우

주파수가 맞지 않는 경우는 '동조(tuning)' 문제이지 부정합(mismatching)이 아닙니다. 동조는 공진주파수를 사용주파수에 맞추는 것이고, 정합은 임피던스를 맞추는 것으로 별개의 개념입니다.

3. 송신기의 출력이 부족한 경우

송신기의 출력이 부족한 경우는 전력 문제이지 임피던스 부정합과는 관련이 없습니다. 출력 부족은 전원, 증폭기 이득 등의 문제입니다.

4. 안테나의 이득이 부족한 경우

안테나의 이득이 부족한 경우는 안테나 설계/선택 문제이지 부정합이 아닙니다. 이득과 임피던스는 독립적인 안테나 파라미터입니다.