LPDA 안테나 대 야기 안테나

안테나는 통신 시스템에서 소스와 대상 간의 신호 송수신을 담당하는 주요 구성 요소로서 중요한 역할을 합니다. 안테나는 기본적으로 전력을 전자파로 변환하거나 그 반대로 변환합니다. 안테나에는 크기, 모양 및 성능 매개변수가 다양한 여러 유형의 안테나가 있습니다. 통신 시스템의 전반적인 성능은 안테나의 성능에 따라 크게 좌우되므로 시스템에 적합한 안테나를 선택하는 것이 중요합니다. 이 문서에서는 가장 일반적인 두 가지 유형의 안테나, 즉 LPDA 안테나와 야기 안테나에 대한 개요를 제공합니다.

LPDA 안테나란 무엇인가요?

LPDA는 논리 주기적 다이폴 안테나의 약자로, 이 안테나의 임피던스가 주파수의 로그 주기적 함수이기 때문에 그렇게 불립니다. LPDA 안테나는 주파수의 로그 함수에 따라 특정 간격으로 위상을 번갈아 가며 피드 라인의 양쪽에 서로 가깝게, 평행하게 장착된 다이폴 요소로 구성됩니다. 각 다이폴 요소의 길이는 안테나 앞쪽으로 갈수록 줄어듭니다. 이는 다방향 안테나의 한 유형으로, 길이가 다른 요소로 인해 서로 다른 주파수를 포착할 수 있습니다. 이러한 요소의 간격에 따라 LPDA의 주파수 범위를 조정할 수 있으며 이득, 지향성, 방사 패턴 등과 같은 성능 파라미터가 결정됩니다. 따라서 WiFi 라우터, 부스터, 텔레비전 안테나 등과 같이 서로 다른 각도에서 서로 다른 주파수를 송수신해야 하는 애플리케이션에 이상적입니다.

LPDA 안테나의 장점

넓은 대역폭: LPDA는 높은 대역폭으로 인해 광범위한 주파수 스펙트럼을 커버하므로 여러 주파수 대역에 대해 여러 개의 안테나가 필요하지 않습니다. HF 및 UHF 범위에서 작동합니다.

높은 이득: LPDA 안테나는 약 9~11개의 dBi 이득을 가지고 있어 신호를 집중적으로 송수신할 수 있습니다.

다용도성: LPDA 안테나는 여러 가지 다른 주파수로 작동할 수 있기 때문에 다양한 애플리케이션에 다용도로 사용할 수 있습니다. 이는 LPDA 안테나의 여러 요소가 서로 다른 주파수의 신호를 송수신할 수 있기 때문에 가능합니다.

LPDA 안테나의 단점

크기와 복잡성: LPDA 안테나는 소자 사이의 정확한 길이와 간격을 포함해야 하므로 설계 및 제조가 다소 복잡합니다. 크기는 작고 컴팩트할 수 있지만 이득이 높거나 VSWR 성능이 높은 안테나가 필요한 경우 길이가 상당히 길어질 수 있습니다.

비용 고려 사항: 상업용으로 설계된 LPDA 안테나는 고품질 소재와 특정 크기의 다중 다이폴 소자가 필요하기 때문에 다소 비용이 많이 들 수 있습니다.

야기보다 적은 이득LPDA 안테나는 광대역용으로 설계되었기 때문에 최고 이득은 11dBi이지만 Yagi 안테나는 빔폭이 좁아서 최대 17-20dBi까지 도달할 수 있습니다.

야기 안테나란 무엇인가요?

야기 안테나는 LPDA 안테나와 약간 비슷해 보입니다. 하지만 LPDA 안테나와 달리 야기 안테나는 지향성이 강하며 일반적으로 하나의 주파수 또는 매우 작은 범위의 주파수에서 작동합니다. 야기 안테나의 주요 구성 요소는 다른 요소들이 연결된 중앙 붐, 주로 신호를 송수신하는 주 구동 요소, 방사 패턴을 향해 신호를 반사하는 끝에 있는 반사판, 반사된 모든 신호를 방사 패턴으로 집중시키는 데 도움이 되는 붐의 양쪽에 있는 디렉터 요소입니다. 야기 안테나에서 구동 소자는 전자기파를 생성하고 구동 소자 뒤에 배치된 반사 소자는 그 전자기파를 전방으로 반사하여 전방에 배치된 디렉터 소자가 반사된 전자기파를 전방으로 유도하고 집중시킵니다. 야기 안테나는 레이더 및 장거리 지점 간 통신 시스템과 같이 특정 방향에 신호를 집중해야 하는 애플리케이션에 이상적입니다.

야기 안테나의 장점

높은 방향성: 야기 안테나의 빔 폭은 일반적으로 약 8~50도입니다. 모든 신호를 더 짧은 필드 각도에 집중시키기 때문에 다방향성 안테나에 비해 지향성이 매우 높습니다. 무지향성 안테나.

심플한 디자인: 야기 안테나는 막대를 따라 동일한 길이의 수동 소자를 일정한 간격으로 배치하기 때문에 구성이 매우 간단합니다. 일부 고급 인쇄 야기 안테나가 있지만 일반적으로 쉽게 구할 수 있는 재료로 제작할 수 있습니다.

비용 효율성: 야기 안테나는 저렴하게 구입할 수 있습니다. 야기 안테나의 장비와 유지보수 부품도 저렴한 비용으로 구할 수 있습니다. 야기 안테나가 제공하는 높은 이득과 높은 지향성을 고려할 때 매우 비용 효율적입니다.

야기 안테나의 단점

좁은 대역폭: 야기 안테나는 높은 이득을 제공하지만 약 45~90도의 제한된 대역폭만 지원하므로 애플리케이션에 따라 매우 제한적이고 범용성이 떨어집니다.

제한된 주파수 범위: 야기 안테나는 일반적으로 하나의 주파수 또는 매우 작은 범위의 주파수에서 작동하도록 제작됩니다. 이 범위를 벗어나면 신호 수신 또는 전송 능력이 매우 떨어집니다.

LPDA 안테나와 야기 안테나의 비교

설계 및 시공:

LPDA 안테나는 일반적으로 삼각형 구조입니다. 붐과 같은 구조를 따라 특정 패턴으로 배열된 서로 다른 길이와 거리를 가진 여러 개의 전도성 요소로 구성됩니다. 야기 안테나는 비교적 동일한 길이의 여러 도체 소자가 붐과 유사한 구조를 따라 어레이로 배열된 보다 선형적인 구조를 가지고 있습니다(LPDA와 유사). 야기 안테나는 소자의 길이가 비슷하기 때문에 구성 및 제조가 약간 더 쉽습니다. LPDA 안테나는 설계 및 제조가 약간 더 복잡합니다. LPDA 안테나와 야기 안테나는 설치 및 유지 관리 측면에서 매우 유사합니다. 하지만 야기 안테나는 특정 방향으로 최적의 성능을 내기 위해 정밀하게 정렬해야 하므로 설치 시 더 많은 주의가 필요합니다.

성능 매개변수: 

LPDA 안테나는 일반적으로 30 ~ 4200 MHz의 주파수 범위에서 작동하고 야기 안테나는 30 ~ 3000 MHz의 주파수 범위에서 작동합니다. 그러나 LPDA 안테나와 Yagi 안테나 모두 제조업체에 따라 훨씬 더 넓은 주파수 범위에서 사용할 수 있습니다. LPDA 안테나는 일반적으로 대역폭이 좁은 Yagi 안테나에 비해 방사 패턴이 넓습니다. 야기 안테나는 지향성이 높기 때문에 약 45도~90도 각도의 필드에 신호를 집중시킵니다. LPDA 안테나는 소자의 길이와 간격이 다른 구조로 인해 지향성 측면에서 훨씬 더 넓은 각도를 커버할 수 있습니다. 야기 안테나는 LPDA 안테나에 비해 이득이 더 높지만 두 안테나 모두 일반적으로 다음과 같이 고려됩니다. 고이득 지향성 안테나 다른 유형과 비교하여

애플리케이션 시나리오:

LPDA 안테나는 일반적으로 여러 방향과 여러 주파수에서 동시에 신호를 송수신해야 하는 통신 시스템(예: LPWAN, LoRa, LTE-M, NB-IoT, IoT, M2M 애플리케이션 등)에 사용됩니다. 주파수 범위가 좁고 지향성이 높은 야기 안테나는 일반적으로 점대점 통신 시스템과 방송, 가정용 및 상업용 무선 통신 애플리케이션에 사용됩니다.

비용 고려 사항: 

초기 투자 비용은 일반적으로 LPDA 안테나와 Yagi 안테나 모두 비슷한 범위입니다. 그러나 LPDA 안테나는 다양한 애플리케이션에 다용도로 사용할 수 있기 때문에 일반적으로 비용 효율성이 더 높은 것으로 간주됩니다. 두 가지 유형의 안테나는 유지보수 비용이 거의 비슷하지만, 야기 안테나는 매우 지시적이고 구체적인 사용 사례에 맞는 최적의 성능을 유지하기 위해 더 주기적인 유지보수가 필요할 수 있습니다.

실제 애플리케이션

로그 주기적 안테나

방송: LPDA 안테나는 광범위한 주파수 스펙트럼을 커버할 수 있기 때문에 라디오와 텔레비전 방송 모두에서 일반적으로 사용됩니다. 따라서 다양한 채널을 통해 신호를 전송할 수 있어 도시와 외딴 지역 모두에 커버리지를 제공할 수 있습니다.

군사 및 국방: LPDA 안테나는 항공기, 위성, 레이더 시스템, 군사 장비 등 방위 및 안전 애플리케이션에 널리 사용됩니다. LPDA 안테나는 내구성, 대역폭 및 방향성 특성으로 인해 군의 중요한 임무 및 감시 작전에 이상적입니다.

야기 안테나

아마추어 라디오: 야기 안테나는 높은 이득과 지향성으로 인해 아마추어 무선 통신에 일반적으로 사용됩니다. 야기 안테나는 다른 소스로부터의 간섭을 줄이는 데 효율적이므로 무선 트래픽이 많은 환경에 이상적입니다. 신호 품질 저하 없이 광범위한 지역에 걸쳐 안정적인 링크를 구축하는 데 사용할 수 있습니다.

텔레비전 수신: 야기 안테나는 특히 방송국이 약하거나 멀리 떨어져 있는 지역에서 매우 유용합니다. 지향성이 높고 이득이 높기 때문에 멀리 떨어진 방송 타워의 신호를 효과적으로 포착하여 텔레비전 수신 품질을 향상시킬 수 있습니다.

결론

안테나는 통신 시스템에서 가장 중요한 구성 요소로 간주될 수 있습니다. 안테나의 성능은 통신 시스템의 전반적인 품질에 중요한 영향을 미칩니다. 특정 애플리케이션에 맞는 안테나를 선택하는 것은 성능 요구 사항뿐만 아니라 환경 조건, 비용 고려 사항, 설치 및 유지 관리의 용이성 등에 따라 달라집니다. 이 문서에서는 LPDA 안테나와 야기 안테나에 대한 간략한 개요와 서로 비교하는 방법을 설명했습니다. 한 주파수 대역에서 더 나은 신호가 필요한 애플리케이션의 경우 야기 안테나가 더 나은 옵션이며, 넓은 주파수 범위에서 다용도로 사용할 수 있는 안테나가 필요한 애플리케이션의 경우 로그 주기형 안테나가 더 나은 선택입니다. 그러나 애플리케이션에 맞는 최적의 안테나를 선택하려면 모든 요소를 고려하는 것이 중요하며 안테나 전문가 및 제조업체와 상담하는 것도 도움이 될 수 있습니다.