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반파 다이폴 안테나 계산기

모든 주파수에서 반파 다이폴 안테나의 물리적 길이, 파장, 게인, 방사 저항 및 50Ω VSWR을 계산합니다.절연 와이어의 속도 계수를 지원합니다.

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공식

L_{\lambda/2} = \frac{v_f \cdot c}{2f}, \quad Z_{in} \approx 73.1\,\Omega, \quad G = 2.15\,\text{dBi}

참고: Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design", 4th ed., Chapter 4

L_{λ/2}Half-wave dipole total length (m)
v_fVelocity factor of the wire
cSpeed of light (299 792 458 m/s) (m/s)
fOperating frequency (Hz)
Z_{in}Input impedance (radiation resistance) (Ω)
GAntenna gain (dBi)

작동 방식

반파 다이폴 안테나는 정확히 절반의 파장 길이의 전도성 와이어 또는 막대로 구성된 기본 RF 방사 소자입니다.안테나는 물리적 길이가 대상 주파수 파장의 절반과 정확히 일치할 때 가장 효율적으로 작동합니다.다이폴 안테나는 수직면에서 전방향 방사 패턴을 나타내며 안테나 축과 직각을 이루면 최대 방사 패턴을 보입니다.기본 물리학은 전자기파와 안테나의 공진 길이 간의 상호 작용에 의존하여 효율적인 에너지 방사를 가능하게 하는 정상파 패턴을 생성합니다.공진 시 안테나는 73.1Ω에 가까운 이상적인 임피던스를 제공하는데, 이는 표준 50Ω 전송 라인과 약간 일치하지 않아 전압 정재파 비율 (VSWR) 이 적당합니다.

계산 예제

2.4GHz Wi-Fi 애플리케이션용 반파 다이폴을 고려해 보십시오.빛의 속도 (c=3×10^8 m/s) 와 속도 계수 0.96을 사용하여 안테나 길이를 다음과 같이 계산합니다. λ= 3×10^8/(2.4×10^9) = 0.125m입니다. 반파장 안테나 길이는 0.0625m 또는 62.5mm가 됩니다.이 주파수에서 안테나의 게인은 약 2.15dBi이고 방사 저항은 73.1Ω입니다.50Ω 전송 라인에 연결하면 반사 계수 (Γ) 가 약 0.188이 되어 VSWR이 1.46이 됩니다.

실용적인 팁

  • 정확한 공진 길이를 위해 고품질의 정밀 절단 도체를 사용하십시오.
  • 안테나 길이를 결정할 때 유전율과 같은 환경 요인을 고려하십시오.
  • 최적의 성능을 위해 적절한 그라운드 플레인 또는 카운터포이즈를 구현하십시오.

흔한 실수

  • 안테나 길이 계산 시 속도 계수 무시
  • 실제 공진 길이를 약간 변경하는 최종 효과를 고려하지 못함
  • 전송선 특성을 고려하지 않고 완벽한 1:1 임피던스 정합을 가정

자주 묻는 질문

안테나 길이는 주파수에 반비례합니다.주파수가 높을수록 파장이 짧아지고 그에 따라 안테나 소자가 짧아집니다.
이는 최대 전력 복사가 발생하는 이론적 임피던스를 나타내는 중심 공급 반파 쌍극자의 기본 특성입니다.
반파 쌍극자는 협대역이며 설계 주파수에서 최적으로 작동합니다.주파수 변화가 심하면 성능이 저하됩니다.
2.15dBi는 이론상 완벽한 전방향 안테나인 등방성 라디에이터에 비해 안테나의 게인을 나타냅니다.
안테나 길이 정확도가 중요합니다.작은 편차라도 공진, VSWR 및 전체 방사 효율에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

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