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이중 리지 혼 안테나: 구조·대역·편파와 측정 조건

이중 리지 혼 안테나는 도파부에서 개구로 이어지는 구조에 서로 마주보는 두 금속 리지를 둔 광대역 안테나입니다. 리지의 간격, 형상과 급전이 모드 및 정합 특성을 바꿉니다. 두 개의 독립된 직사각형 도파관을 단순히 겹친 구조라는 뜻은 아닙니다.

리지와 혼의 역할

영어 ridged는 돌출된 리지가 있다는 뜻이며 rigid, 즉 단단하다는 표현과 다릅니다. 리지 사이에 전기장이 집중되고 단면에 따라 주요 모드의 차단 조건 등이 달라집니다.

리지의 테이퍼와 외부 혼 형상이 개구로 향하는 장을 형성합니다. 수동 금속 구조이므로 전원이 있는 증폭기처럼 새로운 RF 전력을 만들어 내지 않습니다.

광대역 설계에 활용되지만 모든 이중 리지 혼이 5–40 GHz 또는 8–40 GHz에서 동작하지는 않습니다. 8–40 GHz 전체를 X/Ku만으로 부르는 것도 부정확합니다.

제품 사례로 ETS-Lindgren 3115 공식 페이지는 교정 범위를 750 MHz–18 GHz로 명시합니다. 이는 해당 모델의 자료이며 다른 제품에 적용할 수 있는 공통 보증 범위는 아닙니다.

100 MHz와 같이 더 낮은 주파수가 필요하다면 실제로 그 범위에서 보증되는 모델과 크기, 교정 데이터를 확인합니다. 제품 이름에 double-ridged가 있다는 것만으로 대역이 확장되지 않습니다.

주파수별 이득, E면·H면 패턴, 사이드로브와 주엽 분열을 확인합니다. 반사가 작아도 필요한 방향의 방사 특성을 만족하지 못할 수 있습니다.

VSWR 2:1이면 반사계수 크기는 1/3, 반사 전력 비율은 약 11.1%입니다. 나머지가 모두 원하는 방향으로 방사된다는 의미는 아닙니다. 도체 손실과 방사 패턴은 별도로 평가합니다.

모든 제품의 이득이 10–15 dBi, 교차 편파가 −30 dB 이하, VSWR이 1.2 이하라고 일반화하지 않습니다. 넓은 대역에서의 변화와 측정 기준면이 필요합니다.

일반적인 이중 리지 혼은 하나의 선형 편파를 다루는 구성입니다. 두 리지가 독립된 편파 포트 두 개라는 뜻은 아닙니다.

두 직교 편파가 필요하면 포트, 급전과 적합한 구조를 확인합니다. 동축 커넥터, 런처와 후면 구조 또한 정합에 영향을 줍니다.

수신 전압을 전기장으로 환산할 때는 교정된 안테나 계수와 케이블 보정 등을 사용합니다. 송신 시험에는 전력, 이득, 거리와 시험장의 조건이 필요합니다.

빔이 넓다고 시험 대상 전체의 전기장이 균일하다고 단정할 수 없습니다. 반사와 설치 방향, 거리 및 장 균일성을 해당 시험 방법으로 확인합니다.

좁은 리지 간격과 급전부에서 높은 전기장이 생길 수 있습니다. 평균·피크 전력, 펄스, 압력과 온도를 함께 지정합니다. 작은 신호의 S11 결과는 방전·열에 대한 증명이 아닙니다.

모든 주파수에서 ±0.1 mm 공차를 적용하거나 리지를 현장에서 갈아서 맞추지 않습니다. 도면, RF 민감도와 제조·시험 결과에 따라 판단합니다. 도금, 레돔과 설치 수명도 모델별 조건입니다.

출처는 ETS-Lindgren 3115 공식 자료와 혼 안테나 기초입니다. 리지를 사용하는 필터는 주파수 선택을 하는 다른 기능의 부품이며 혼 안테나와 동일하지 않습니다.