1급 전파공학안테나 및 전파전파빈출 보통

단파대에서 다이폴 안테나는 지표면의 높이에 따라 어떤 특성을 갖는 가?

높이가 λ/4 이상이면 방사특성이 나빠진다

높이와 무관하게 일정한 방사특성을 갖는다

높이가 높을수록 방사특성이 항상 좋아진다

높이가 λ/2 이하이면 지표로 부터 반사파 때문에 방사특성이 나빠진다

상세 해설

정답 해설

단파대(HF, 3~30MHz)에서 다이폴 안테나의 지상 높이는 방사 특성에 큰 영향을 미칩니다. 이는 지면 반사파와 직접파의 간섭 때문입니다. 안테나 높이가 $λ /2$ 이하이면 지표면에서 반사된 전파(반사파)와 직접 방사된 전파(직접파)의 위상 관계가 불리하여 상쇄 간섭이 발생하고, 방사 패턴이 왜곡되어 방사 특성이 나빠집니다. 이상적으로는 높이를 $λ /2$ 이상으로 설치하여 지면 반사의 영향을 최소화해야 합니다. 영상이론(image theory)에 의하면, 수평 다이폴의 높이 $h$ 에서의 방사 패턴은 $f (θ) \propto sin (\frac{2 π h}{λ} sin θ)$ 로 높이에 따라 변합니다.

학습 팁

다이폴 안테나 높이: $λ /2$ 이상 필요. 이하이면 지면 반사파로 방사특성↓. 영상이론(image theory)으로 지면을 '거울'처럼 생각하면 이해가 쉽습니다. 단파(HF)는 파장이 길어 높이 확보가 실제로 어려운 점도 기억하세요.

오답별 해설

1. 높이가 λ/4 이상이면 방사특성이 나빠진다

$λ /4$ 가 아닌 $λ /2$ 가 기준입니다. $λ /4$ 높이에서도 반사파의 영향이 크며, $λ /2$ 이상이 되어야 양호한 방사 패턴을 얻습니다.

2. 높이와 무관하게 일정한 방사특성을 갖는다

안테나 높이는 방사 특성에 매우 큰 영향을 줍니다. 특히 단파대에서 파장이 길어(10~100m), 실제 설치 높이가 파장 대비 상대적으로 낮아지기 쉬워 이 영향이 더욱 두드러집니다.

3. 높이가 높을수록 방사특성이 항상 좋아진다

높이가 높을수록 항상 좋아지는 것은 아닙니다. 높이에 따라 방사 패턴의 로브(lobe) 수와 방향이 변하며, 특정 높이에서 원하는 방사각을 얻을 수 있습니다.