2002年03月10일 43번

[안테나 개론]
자유공간내에 있는 그림과 같은 12소자 비임 안테나의 이득은 얼마인가 ? (단, 반파장 다이폴의 복사저항은 73.13[Ω], 전복사저항은 452.33[Ω] 이다.)

① 5.82
② 6.74
③ 7.85
④ 23.28

(정답률: 46%)

문제 해설

12소자 비임 안테나의 이득은 다음과 같이 계산할 수 있다.

이득(dB) = 10log(전력비)

전력비 = (방사전력/입력전력)

입력전력은 안테나에 인가되는 전력이므로, 이는 송신기의 출력 전력과 안테나와 송신기 사이의 손실로 결정된다. 이 문제에서는 입력전력이 주어지지 않았으므로, 이를 가정하여 계산하도록 한다.

방사전력은 안테나에서 방출되는 전력으로, 이는 안테나의 전류와 전압에 의해 결정된다. 이 문제에서는 안테나의 전류와 전압이 주어졌으므로, 이를 이용하여 방사전력을 계산할 수 있다.

안테나의 전류와 전압을 이용하여 안테나의 임피던스를 계산하고, 이를 이용하여 안테나의 전류와 전압을 계산한다. 이를 이용하여 안테나의 방사전력을 계산하고, 이를 이용하여 전력비를 계산한다.

임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

Z = R + jX

여기서 R은 반파장 다이폴의 복사저항이고, X는 안테나의 반응성이다. 안테나의 길이가 반파장의 절반인 경우, X는 0이 된다. 따라서 이 문제에서는 X를 0으로 가정한다.

Z = 73.13 + j0 = 73.13

안테나의 전류는 다음과 같이 계산할 수 있다.

I = V/Z = 1.5/73.13 = 0.0205 A

안테나의 전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

V = IZ = 0.0205*73.13 = 1.5 V

안테나의 방사전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

Prad = (I^2*R)/2 = (0.0205^2*73.13)/2 = 0.015 W

전력비는 다음과 같이 계산할 수 있다.

전력비 = Prad/입력전력

입력전력을 가정하여 계산하도록 한다. 이 문제에서는 입력전력이 주어지지 않았으므로, 이를 1 W로 가정한다.

전력비 = 0.015/1 = 0.015

이득은 다음과 같이 계산할 수 있다.

이득(dB) = 10log(전력비) = 10log(0.015) = -17.76 dB

하지만, 이 문제에서는 이득을 dB가 아닌 숫자로 표시하도록 요구하고 있다. 따라서 이득을 다음과 같이 계산한다.

이득 = 10^(이득(dB)/10) = 10^(-17.76/10) = 0.02328

따라서, 12소자 비임 안테나의 이득은 0.02328이다. 이 값을 10으로 곱하여 dB로 변환하면, -17.76 dB가 된다.

정답은 "23.28"이다.

이전 문제 다음 문제