밀리미터파 안테나의 대역은 서비스, 사용 가능한 주파수, 경로, 안테나와 하드웨어, 검증 방법을 차례로 확인해 정합니다. 높은 주파수만으로 속도나 레이더 해상도가 정해지는 것은 아닙니다. 통신 링크와 거리 측정 장치를 같은 기준으로 비교하지 마십시오.
MMW와 파장의 범위
파장 기준의 밀리미터파는 대략 30–300 GHz, 즉 자유공간 파장 10–1 mm에 해당합니다. 5G 분야에서는 24·26·28 GHz 부근도 관용적으로 mmWave라고 부릅니다. 24–100 GHz가 엄밀한 전체 정의는 아닙니다.
λ = c/f로 계산하면 24 GHz는 약 12.5 mm, 60 GHz는 약 5.00 mm, 77 GHz는 약 3.89 mm입니다. 재료 내부의 파장은 매질에 따라 달라집니다.
1. 통신과 센싱의 목표를 구분한다
통신에서는 필요한 데이터율, 지연, 사용자와 가용성을 정합니다. 레이더에서는 거리·속도·각도 범위, 분해능과 갱신 주기를 정합니다. 60 GHz라는 중심 주파수가 자동으로 지연 5 ms나 특정 속도를 보장하지 않습니다.
레이더의 이상적 거리 분해능 근사는 ΔR ≈ c/(2B)입니다. B = 4 GHz이면 약 3.75 cm로, 3 cm 미만이라고 적는 것은 잘못입니다. 실측 오차나 각도 분해능과도 다른 양입니다.
2. 실제 사용 가능한 채널을 확인한다
국가, 서비스, 실내외 조건과 장비별 사용 대역을 확인합니다. 5G NR 대역 번호, WiGig와 자동차 레이더 주파수를 서로 바꾸어 사용할 수 없습니다.
표준의 대역 번호만으로 어느 나라에서나 같은 채널 폭과 EIRP를 허용한다고 판단하지 않습니다. 최신 현지 주파수 계획, 장비 인증과 해당 규격의 송수신 대역을 대조합니다. 미국의 특정 대역 규정을 세계 공통 제한으로 쓰지 마십시오.
3. 경로 손실과 환경을 계산한다
거리, 차폐, 반사, 강우와 기체 흡수를 고려합니다. 60 GHz 부근의 산소 흡수는 주파수, 압력과 온도에 따라 달라지므로 모든 60 GHz 링크에 정확히 16 dB/km를 고정하지 않습니다.
같은 주파수라도 고이득 고정 링크와 휴대 단말은 조건이 다릅니다. 모든 밀리미터파에 300–500 m의 상한을 붙이지 않고 송수신 전력, 이득, 잡음과 요구 품질로 계산합니다.
4. 안테나와 전자회로를 함께 선택한다
짧은 파장은 같은 외형에 여러 소자를 배치하는 데 유리할 수 있습니다. 그러나 이득, 빔폭, 스캔 각도, 사이드로브와 급전 손실을 함께 확인합니다. 작은 소자 하나가 곧 높은 전체 이득을 뜻하지는 않습니다.
증폭기, 변환기, 패키지, 커넥터와 기판이 전체 대역을 지원해야 합니다. 해당 주파수의 부품이 존재하는 것과 필요한 비용·열·전력 범위를 만족하는 것은 별개입니다.
5. 대역 전체와 실장 상태에서 검증한다
VNA의 교정면과 치구를 정하고 반사·전송을 확인합니다. VSWR 2 미만이라는 한 항목만으로 방사 패턴, 효율이나 시스템 성능을 합격 처리하지 않습니다.
레돔, 하우징과 주변 금속을 포함해 측정합니다. 이동 단말은 차폐와 빔 전환, 레이더는 실제 장면과 검출 성능을 검증합니다. 시험 기준을 중심 주파수 한 점에만 두지 않습니다.
자료와 요구사항 표
| 결정 | 기록 |
|---|---|
| 서비스 | 통신 용량 또는 센싱 성능. |
| 대역 | 실제 하한·상한, 채널과 지역. |
| 경로 | 거리, 차폐와 환경 여유. |
| 부품 | 안테나, RF 경로와 열. |
| 검증 | 정합, 방사와 시스템 시험. |
주파수 분류는 ITU-R V.431, 강우 모델은 P.838를 참고할 수 있습니다. TI의 밀리미터파 레이더 기초 5페이지는 거리 분해능과 대역폭의 관계를 설명합니다.
