무선 통신 편파에 대해 조사하던 중에 '왜 원편파 안테나로 선형편파를 수신하는지' 궁금해서 찾아보게 되었습니다.

출처는 http://www.rfdh.com 입니다.




Q : 원편파 안테나로 선형편파를 수신하는 이유는?
조회수:2971

원편파 안테나를 이해하는데 있어 가장 기본적인 원리는 두개의 직선 편파가 동시에 존재한다는 점입니다. 
두개의 벡터가 서로 직교하면서 만났을때 두 직교 벡터의 curl 벡터는 두 직교벡터가 이루고 있는 평면의 법선방향으로 향한다는 것은 누구나 알 고 있습니다. 이는 벡터의 회전 연산법칙인데 이는 원편파 안테나에 그대로 적용 될 수 있습니다. 
즉, 일반 모노폴 안테나는 하나의 편파만을 갖고 있으나 원편파 안테나는 하나의 안테나에 두개의 편파를 동시에 갖고있는 셈입니다. 이 때 모노폴 안테나에서 하나의 편파로 모두 방사 시킬 수 있는 전력을 100%라고 볼때 원편파 안테나에서 각각의 두 편파로 방사 시킬 수 있는 전력은 당연 50%씩 나누어 지겠지요. 따라서 원편파 안테나를 모노폴 안테나로 수신했을때 기본적으로 반전력 저하의 수신감도를 수반하게 됩니다. 반전력은 곧 3dB 저하를 의미하겠지요. 또한 원편파 안테나의 axial ratio에 따라 최소수신되는 편파각도에서는 axial ratio 만큼의 이득저하가 또 한번 발생 하게 됩니다. 이는 가역 법칙에 의해 송수신 모두 동일한 현상이 벌어 지게 됩니다.
Reply from 보라도리

1.원편파 안테나로 선형편파를 수신하면 선형-선형했을때보다
3dB 파워를 덜 받습니다.
반대경우 선형편파로 원편파 안테나를 수신하면 선형-선형보다
역시 3dB 파워를 덜 받습니다.
2. 왼손편파로 오른손 편파를 수신하면 전혀 수신이 안되고
그 역도 마찬가지입니다.
왼손편파로 왼손편파를 수신하면 파워를 다 받습니다.
즉 선형편파로 수신했을때보다 3dB 파워를 더 받는 것입니다.
(물론 오른손 편파도 마찬가지입니다.)
3. 그렇다면 초보자를 위하여, 선형-선형보다 선형-원편파3dB 덜 받는 
데 왜 원편파를 쓸까요?라고 물으면요.. 그 답은
===> 선형편파-선형편파에서 중요한 주석을 빼놨는데요.
그것은 두 선형편파가 정확이 편파가 일치 해야 할경우에 해당합니다..
두 선형 편파가 90도 각도 차이가 있다면 (즉 송신 안테나는 누워있고,
수신 안테나는 서있다면..) 수신 파워는 빵이 됩니다.
===>여기서 원편파를 쓰는 이유는 선형-선형를 쓸 경우는 송수신 안테나간의 각도 차이에 의해 재수 좋으면 파워를 몽땅 받을수 있지만, 재수 없어서
서로 송수신 안테나가 어긋나기라도 하면 파워를 전혀 못받을 가능성이 있는데...,. 선형 -원편파는 평균적으로 3dB덜 받지만 송수신 안테나가 서로 서있든, 서로 어긋나 있든, 서로 누워 있든 항상 파워를 받을수 있다라는 것입니다.
4. 3번에서 쓰는 이유 이외에 왼손편파와 오른손 편파는 서로 송수신이 안되기 때문에 주파수 재활용(특정 지역 내에 똑같은 주파수대역에서 왼손편파와
오른손 편파를 쓰면 두 전파는 서로 섞이지 않기 때문에 )주파수 활용도를 높입니다.

5. 원편파에서 3dB는 ?
송수신 안테나가 쎄타만큼 엇갈려 있다면 수신 파워는 cos(쎄타)제곱이 되고 코사인 세타 제곱를 주기에 대해 360도 만큼 적분하고,평균 취하면
정확이 0.5가 나옵니다.

6. 원편파 조건 
==>두개의 90도를 가지는 편파,
두개 편파는 90도의 위상차를 가져야 하고,
그 크기는 똑같아야 합니다.

7. 만들때는....
6번은 교과서적인것이고요.
NA에서 스미스 챠트에서 원점(50옴 점) 근처에서 곡선이 한번 예쁘게 꼬이는 기미만 보이면 원편파의 가능성이 상당히 많습니다.
(이때 S11은 w자 모양으로 pole이 두개 떨어집니다.).
Reply from 이??