빈번하게 등장하고 있는 "논레디얼" 안테나란 대체 무엇일까?
차에 안테나를 부탁할 때에 접지를 할 필요가 없는 것이 논레디얼 이다. 이것을 학문적으로 생각해 보자.
안테나는 전력공급 방법에 따라 "전류급전", "전압급전", "논레디얼"로 나뉜다. 전압급전과 논레디얼은 같은 것으로서 소개 되는 경우도 있다. 전류급전 이라고 하는 것은 엘리멘트로서의 도체의 전류 분포가 최대인 점을 급전점으로 하는 것이다. 전압급전은 전압이 최대인점을 급전점으로 한다.
통상적으로 전압급전의 방식을 채택하면 접지를 할 필요가 없다고 일컬어지고 있다. 실험에서 쓰여진 다이아몬드사의 논레디얼 안테나는 급전점에 흐르는 전류가 아닌, 안테나가 설치된 자동차의 보디에 흐르는 전류를 직접 측정하여 이 값이 최소가 되는 지점에서 급전을 한다고 한다.
모빌이 개국을 할 때 사람은 두 부류로 나뉘어 지는 것 같다. 하나는 성능을 추구하여 길고 고이득의 안테나를 선택하는 타입, 또 다른 하나는 긴 안테나는 자동차의 모양을 망가트리고 보기가 싫기 때문에 짧은 것을 달자고 하는 타입이다. 후자는 안테나가 논레디얼이 아닌 것이 많기 때문에 부착시에는 충분히 주의하자.



430Mhz대의 1/4파장안테나는 발매되고 있지 않지만, 144Mhz대의 안테나는 많이 있다.
안테나의 제원표를 자세히 읽어보면알 수 있듯이 1/4파장안테나에는 "무접지"라고 표시된 것은
없다.
즉, 1/4파장은 접지를 똑바로 하는 것이 안테나로서 사용하기 위한 전제조건으로 되어 있다.
1/4파장안테나의 접지를 하면, SWR은 동축케이블의 길이에 따라 값이 변하며 최악의 경우에는 무한대가 된다. 접지가 없는1/4파장의 안테나를 쓰면 동축케이블이 안테나의 역할을 해버리기 때문이다. 안테나 부분으로 부터만 전파가 나오는 것이 아니고 무선기의 바로 뒤의 동축케이블 에서 안테나의 끝에서까지 모든 부분으로부터 전파가 나오는 것이다.
동축케이블은 모든 부분에서 꺾어져 있기 때문에 에너지의 분포라는 점에서 생각하면 상당히 정상적이다. 게다가 전파가 나온다고 하더라도 매칭이 어긋나므로 반사파가 상당히 커진다.
그러므로 SWR이 무한대가 되는(가능성이 있는)것이다. 별게 아니다. 무선기에 동축케이블을 연결하고, 안테나를 연결하지 않고 전파를 발생시키는 것과 같다. 10W의 파워중에서, 예를들면 반 정도가 무선기로 역류한다면 어떻게 될까? 최악의 경우 무선기가 망가지는 경우조차도 있을 수 있다. 접지를 한다고 하는 것 V/UHF의 경우 구체적으로는 안테나 브라켓을 자동차에 부착 시킬 때에 브라켓을 고정시키기 위한 나사가 차체에 깊이 먹어 들어가야 할 필요가 있다는 것 이다. 안테나 브라켓에는 차체에 상처를 내지 않기 위해서 보호용의 금속판이 부착되어 있지만, 1/4파장의 안테나를 부착할 때는 이 보호용 금속판을 사용해서는 안된다.



2개의 안테나가 설치되어 있으면 SWR과 지향성 이 두 방향에 영향을 주는 것을 알 수 있다. 하지만, 최근의 모빌 안테나는 1개 안테나에서 2~3개의 밴드로 수용하는 것이 주류를 이루고 있기 때문에, 문제는 그다지 없을지도 모른 다. 하지만 자동차에는 라디오용 안테나가 달려 있고 이것이 아마추어의 안테나에 대해 특정한 위치에 있어도 역시 SWR값이 변한다. CAR RADIO의 안테나가 트렁크 선에대
해 수직으로 뻗어 있으면 그다지 문제가 없다. 곤란한 것은 아마추어용과 라디오용의 안테나가 서로 교차하는 위치관계에 있는 경우이다. 실험에 사용한 것은 N510이며 144/430Mhz의 듀얼밴드 타입이다.
먼저 144Mhz의 경우에 SWR이 최소가 된 것은 안테나가 C위치에 있을 때 였다.
이 부분은 전류분포가 최대이고 전압이 0인 부분이다.
그러면 430Mhz는 어떨까? N510의 430Mhz의 경우는 전류,전압분포는 약간 복잡하게 되어있다.
하지만 이 경우에도 전압이 0인 부분에서는 SWR의 변화는 최소가 되고 있다.
전류 분포가 최대인 부분을 전류점, 전압분포가 최대인 부분을 전압점이라고 부른다.
전압점에서의 SWR의 변화가 최대가 되는 것은 여기에 금속이 접근하게 되면 전위차가 커지므로 용량결합이라고 하는 현상이 발생하여 자동차 안테나에 전류가 흐르기 때문이다. 즉, SWR의 변화는 자동차 안테나의 길이에도 영향을 받는다.



가령, 안테나의 SWR은 1.5, 동축케이블의 임피던스는 50 Ω, LOSS는 0, 2개의 커낵터의 SWR은 각각 1.2로 한다면, 그림과 같은 위치에 SWR계를 놓고 측정했을 때의 측정값은 어떻게 될까? 그 답은 1.5~1.9이다. 수치는 동축케이블의 길이에 따라 바뀌며 영향을 미친다. 동축케이블의 임피던스가 정확하게 50 Ω인데 왜 이런 현상이 발생하는 것일까? 감각적으로는 이해 할수가 없다. 하지만 사실이 그렇기 때문에 하는 수 없다. 왜냐면, 동축케이블의 길이가 1/2파장의 N배 일 때는 그림에서의 콘넥터①과②부분의 위상이 일치하므로 SWR은 합성된 값이 된다.

즉, 1.2 + 1.2 + 1.5로 답은 1.9이다(단순한 덧셈이 나닌 백터합서의 계산이다). 이때 동축케이블의 길이가 1/4파장만큼 변하면, 커낵터 ①과②의 위상은 180도 틀리므로, 안테나와 커낵터 ②의 SWR의 합성치로 부터 커낵터 ①의 값을 빼지 않으면 안된다. 즉, 1.7~1.2가 되어, 답은 1.5가 되는 것이다.
다음으로 커낵터 ①과②의 SWR이 각각 1.0인 경우를 생각해 보자. 동축케이블의 SWR값도 1.0 이라고 했을 때 그림과 같은 위치에 SWR계를 설치하고 측정하게 되면, SWR값은 1.5가 된다.
이 값은 동축케이블의 길이를 다르게 해도 같다. 또 이때는 SWR계를 동축케이블의 어떤 위치에 삽입하더라도, 측정값은 1.5 그대로 이다. 위상은 다르지만, 계산상 SWR 1.5인 것에 1.0을 아무리 더하더라도 답은 1.5 그대로 이기 때문이다. 벡터에 자신이 없는 사람은 위와 같이 생각하자.
SWR이 1.0이라고 하는것, 반사파가 0이라는 것이다, 따라서 1.5의 측정값에 더해지는 일은 없는 것이다. (사실상 SWR 1.0인 커낵터는 없다). 그렇다고 하더라도 커낵터가 사이에 끼어있는 것만으로도 복잡하다. 실제로는 동축케이블, 듀플렉서, 동축절환기의 영향이 서로 복잡하게 얽혀 지기 때문에, 정확한 측정값을 얻기는 어렵다. 무선기의 가까운 위치에 SWR계를 설치하고 측 정하면 운요하는데 필요한 실용적인 데이터를 얻을 수 있다. 하지만, 안테나 자체의 SWR은 모른다.




"아이소트로픽 안테나란 과연 무엇일까?
절대 이득표시의 기준이 되는것이 아이소트로픽 안테나이다. 단, 실물을 본적이 있는 사람은 아무도 없다.
왜냐하면 이것은 가상의 안테나로 엘리멘트의 길이가 "점" 인것이다. 이경우 점이란 수학의 점이기 때문에 아이소프트로픽 안테나는 면적도 체적도 없다. 수직면지향성의 패턴을 점과 같이 회전시키면 지향성의 입체모형이 된다. 이것을 위에서 본모양이 수평면 지향성이다. 아이소프트로픽 안테나의 경우, 지향성의 모형은 어느 방향에서 보아도 원(구)가 된다. 즉, 아이소프트로픽 안테나는, 상하좌우, 어느방향으로도 균일한 강도로 전파를 발사하고 또한, 수신한다.



모빌안테나의 수직면 지향성이 흩으려지는 것은 차체의 영향을받고 있기 때문이다. 한편, 차제의 영향이란 구체적으로 어떤 것일까? 안테나를 자동차에 부착하고 전파를 발사했을 때는 먼저 안테나 본체로부터 발사되는 전파가 있다. 여기에다 안테나에서 발사되어 차체에서 반사된 전파가 더해진다. 그리고
이뿐만이 아니라 차체로부터도 전파가 발사되고 있으므로 이것을 고려하지 않으면 안된다. 차체에서 전파가 발사된다고 하는 것 과연 어떤 의미일까? 생각해 보면 간단한 것으로 안테나의 주위에는 전계가 생긴다. 전계의 안에 도체를 놓으면 이것에 전류가 흐르므로 당연히 전파가 발사되는 것이다. 이것이 바로 전자기유도의 법칙이다.
자동차의 보디에 전류가 흐르면 그 주의에는 자기계가 발생하기 때문에 안테나와 같은 원리로서 전파가 날아 가는 것은 당연하다. 이러한 이유로 모빌에 안테나를 부착한 경우의 지향특성은 안테나에서 발사되는 전파와 차체의 반사파, 차체자체의 전파, 이 세종류가 합성된 형태가 된다.
안테나와 보디간의 거리가 멀어지면 바사파도 약해지고 차체에 흐르는 전류가 적어지기 때문에 전파도 거의 발사되지 않는다. 즉, 지향서의 패턴은 이상형에 가까워지는 것이다. 정보제공 : www.cbbox.com