자유 공간 전파 : 자유 공간에서 전자기파는 직선으로 이동하며 최소한의 감쇠를 경험합니다. 이러한 유형의 전파는 일반적으로 위성 통신 및 장거리 무선 링크에 사용됩니다.
지상파 전파 : 지상파는 지구 표면의 곡률을 따르므로 육지를 통한 중장거리 통신에 적합합니다. 이러한 유형의 전파는 일반적으로 방송 라디오 및 군사 통신에 사용됩니다.
전리층 전파 : 전리층 파는 지구의 전리층에 의해 굴절되어 하늘파 전파를 통해 장거리 통신이 가능합니다. 이 메커니즘은 고주파(HF) 무선 통신에 일반적으로 사용됩니다.
대류권 전파 : 대류권 파는 지구 대기에 의해 구부러지고 반사될 수 있으므로 특히 지점 간 마이크로파 링크에서 장거리 통신이 가능합니다.

안테나 유형 및 특성

안테나는 전자파 전송 및 수신을 담당하는 통신 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 다양한 유형의 안테나는 특정 애플리케이션에 대한 성능을 최적화하도록 설계되었습니다.

전방향 안테나 : 이 안테나는 모든 방향으로 신호를 방사하고 수신하므로 Wi-Fi 핫스팟 및 셀룰러 기지국과 같이 360도 커버리지가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
지향성 안테나 : 지향성 안테나는 전송 또는 수신된 에너지를 특정 방향으로 집중시켜 장거리 통신을 가능하게 하고 특정 방향의 신호 강도를 향상시킵니다. 예로는 Yagi-Uda 안테나와 포물선형 접시형 안테나가 있습니다.
위상 배열 안테나 : 위상 배열 안테나는 다중 요소와 전자 위상 편이를 사용하여 빔을 전자적으로 조정하므로 레이더, 위성 통신 및 무선 네트워크를 위한 신속한 빔 조정 및 적응형 빔 형성이 가능합니다.
마이크로스트립 안테나 : 이 소형 안테나는 높이가 낮고 무게가 가벼우며 인쇄 회로 기판과의 통합 용이성으로 인해 소형 통신 장치 및 무선 시스템에 일반적으로 사용됩니다.

안테나의 응용

안테나는 통신 엔지니어링에서 다양한 응용 분야를 찾아 무선 통신, 레이더 시스템 및 위성 링크를 활성화하는 데 중추적인 역할을 합니다.

무선 통신 : 안테나는 셀룰러 네트워크, Wi-Fi, Bluetooth, RFID와 같은 무선 통신 시스템에 필수적입니다. 이를 통해 모바일 장치와 기지국 또는 액세스 포인트 간의 신호 전송 및 수신이 가능해집니다.
레이더 시스템 : 레이더 시스템은 안테나를 사용하여 전자기파를 전송 및 수신하여 공중이나 지상에 있는 물체를 감지, 추적 및 이미징할 수 있습니다. 안테나 어레이와 위상 어레이 시스템은 일반적으로 고해상도 레이더 이미징 및 전자 스캐닝을 달성하는 데 사용됩니다.
위성 통신 : 안테나는 위성 통신 시스템의 중요한 구성 요소로, 방송, 통신, 지구 관측을 위해 지상국과 위성 간의 신호 전송을 촉진합니다.
방송 : 방송 안테나는 지상 및 위성 기반 중계국의 도움으로 넓은 지역을 커버하면서 라디오 및 TV 신호를 광범위한 청중에게 전송하는 데 사용됩니다.

통신 시스템 모델링의 전파 및 안테나

통신 시스템을 모델링할 때 전파 및 안테나 특성을 고려하는 것은 시스템 성능을 정확하게 예측하고 네트워크 설계를 최적화하는 데 필수적입니다.

경로 손실 및 신호 적용 범위 : 전파 모델 및 안테나 특성을 이해하면 엔지니어는 무선 네트워크에서 기지국 또는 액세스 포인트의 수와 배치를 결정하는 데 중요한 경로 손실, 신호 강도 및 적용 범위 영역을 추정할 수 있습니다.
간섭 및 페이딩 : 전파 모델은 간섭 패턴을 식별하고 다중 경로 전파로 인한 페이딩 효과를 예측하는 데 도움이 되며 이러한 효과를 완화하기 위한 적절한 안테나 유형 및 구성을 선택하는 데 도움이 됩니다.
빔포밍 및 MIMO 시스템 : 안테나 어레이 및 MIMO(다중 입력 다중 출력) 시스템은 정확한 전파 모델을 사용하여 무선 통신 시스템에서 높은 데이터 속도와 스펙트럼 효율성을 달성하기 위해 빔 형성 및 공간 다중화를 최적화합니다.
링크 버짓 분석 : 엔지니어는 전파 특성과 안테나 이득을 고려하여 링크 버짓 분석을 수행하여 다양한 통신 서비스에 대해 충분한 신호 대 잡음비(SNR) 및 비트 오류율(BER)을 갖춘 안정적인 통신 링크를 보장할 수 있습니다.

결론

전파 및 안테나는 무선 통신 시스템, 레이더 시스템 및 위성 링크의 설계, 작동 및 성능에 영향을 미치는 통신 공학의 기본 구성 요소입니다. 전파 전파 메커니즘, 다양한 안테나 유형 및 해당 애플리케이션을 이해하는 것은 통신 시스템을 최적화하고 안정적이고 효율적인 통신을 보장하는 데 중요합니다. 전파 및 안테나 고려 사항을 통신 시스템 모델링에 통합함으로써 엔지니어는 증가하는 고속 무선 연결 요구를 충족할 수 있는 강력한 네트워크를 설계하고 배포할 수 있습니다.

참조: 전파와 안테나