헤일로 안테나

헤일로 안테나(halo antenna) 또는 헤일로(halo)는 중앙 공급 1/2 파장의 다이폴 안테나로, 원형으로 구부러져 있으며 공급 지점의 바로 반대쪽에 파단이 있습니다.다이폴의 끝단은 가깝지만 닿지 않고, 그 단면이 넓어져 안테나의 공진 주파수를 조정하기 위해 사용되는 에어 커패시터가 형성될 수 있습니다.대부분 수평으로 장착되는 이 안테나의 방사선은 대략 전방향 및 수평으로 편광됩니다.

헤일로 안테나 대 루프 안테나

이 섹션에서는 할로 안테나와 전기적으로 서로 다르지만 모두 동일한 원형 모양을 공유하기 때문에 혼동할 수 있습니다.

헤일로 대 대 대 루프

공진 안테나이기도 하지만, 헤일로 안테나는 동일한 동작 주파수에 대해 거의 정확하게 두 배의 크기인 전파 루프 안테나와 구별됩니다.헤일로 안테나의 경우, 각각의 절반은 약 1/4 파장 길이이며, 중단 시 전류 노드(제로 전류 및 피크 전압)로 끝납니다.

대형(왼쪽) 루프 안테나와 소형(오른쪽) 루프 안테나의 방사 패턴.연회색 사각형과 팔각형 테두리는 안테나 와이어를 나타냅니다.색상은 신호 강도를 나타냅니다. **마젠타**와 **빨간색**은 강렬한 신호의 "뜨거운" 방향입니다. **파란색**과 인디고는 "차가운" 신호이거나 낮은 신호이거나 약한 신호입니다. 검은색은 신호가 아닙니다.

반대로, 공진 루프의 두 반원은 각각 반파장 길이입니다.각각의 전압 노드(피크 전류 및 영전압)가 공급점의 반대쪽으로 끝나며, 여기서 반원은 연결됩니다. 갭은 없습니다.

방사선 다이어그램(왼쪽)에서 밝은 회색 전체 파형 루프는 와이어에 최대 신호(마젠타)가 있고 다이어그램의 왼쪽과 오른쪽에 널이 있습니다. 작은 루프는 밝은 회색 팔각형이며 최대 신호가 안테나-와이어 팔각형의 평면 내에 있고 널(검은색 중심점)이 있습니다.전체 파장의 둘레가 하나인 자체 공진 루프는 루프의 평면(아래 다이어그램에서 z 축을 따라)에 수직으로 정점을 이루지만 루프의 평면 내에서는 0으로 떨어지며 헤일로 안테나의 방사 패턴과는 정반대입니다.따라서, 표면적인 유사성에도 불구하고, 이 두 안테나 유형은 근본적으로 다르게 동작합니다.

헤일로 대 스몰 루프

헤일로 안테나는 소형 루프 안테나와 크기,^[a] 방사 저항, 효율 등에서 차이가 있지만 방사 패턴은 거의 비슷합니다.헤일로 안테나는 자체 공진 안테나입니다.피드 포인트 임피던스는 설계 주파수에서 순수하게 저항성입니다.반면에, 작은 루프 안테나는 방사^[b] 저항이 더 낮고 자체 공진이 아닙니다. 즉, 루프의 리액턴스에 대응하기 위해 어떤 형태로든 임피던스 매칭이 필요합니다. 실제로, 이것은 보통 후광의 갭에 해당하는 지점을 연결하는 가변 커패시터로 구성됩니다.

헤일로 안테나의 두 암을 따라 흐르는 전류의 분포는 반파장 쌍극자의 두 암을 따라 흐르는 전류(또한 4분의 1 파장 길이)와 유사하며, 급전점에서 가장 크고 끝에서 0으로 떨어집니다(헤일로의 경우 간격).반면에, 작은 루프에는 도체를 따라 거의 균일하고 동상인 전류가 있습니다.헤일로 역시 반파 쌍극자와 마찬가지로 갭에 전압 피크가 있지만, 생성된 방사에 가장 큰 책임이 있는 공급점 근처의 더 큰 전류이며,^{[citation needed]} 안테나는 루프의 갈라짐을 향해 약간 더 방사됩니다.작은 루프는 도체 평면 내의 모든 방향으로 거의 동일하게 방사됩니다.

헤일로와 작은 루프의 방사 패턴은 모두 전파 루프와 반대이며, 루프 평면에서 수직이 아닌 최대입니다. 헤일로 안테나는 루프 평면에 수직인 소량만 방사하고, 1/10파보다 작은 루프는 수직 방사가 전혀 없습니다("null").

할로는 수평면에서 대략 전방향 방사 패턴을 효과적으로 적용하고 낭비적인 수직 방사를 최소화하기 위해 수평으로 지면과 평행하게 정렬된 루프의 평면과 함께 가장 자주 배향됩니다.반면에 작은 루프는 간섭원을 향해 "귀" 방향(루프 평면에 수직)을 가리킴으로써 작은 루프의 "null" 수신을 이용하기 위해 종종 수직으로 배향됩니다.

헤일로의 간격에 대한 잘못된 이해

일부 저자들은 헤일로 안테나 루프의 갭을 작은 루프 안테나와 구별하기 위해 고려하지만(두 끝 사이에 DC 연결이 없기 때문에), RF에서는 그 구별이 사라집니다.밀착된 고전압 끝단은 용량성으로 연결되며, 변위 전류를 통해 RF 전기 연결이 완료됩니다.갭을 가로지르는 전압의 급격한 반전에도 불구하고, 갭을 연결하는 RF 전류는 연속적입니다(일시적으로 0일 수도 있음).

원래의 ^[1]헤일로 특허와 유사한 "접힌 쌍극자" 유형의 헤일로.Y축 1.2dBi, Z축 -10dBi, X축 -1.7dBi를 따라 게인합니다.하단 도체의 중심에 피드(빨간색 표시, 피드 라인 미도시), RF의 접지 전위에 있는 상단 도체의 중심에 지지됩니다.

헤일로의 간격은 작은 루프의 튜닝 커패시터와 전기적으로 동등하지만, 스트레이 커패시턴스는 튜닝된 루프에 필요한 만큼 크지 않습니다. 헤일로 안테나는 이미 공진이므로 커패시턴스가 필요하지 않지만, 어쨌든 작은 커패시턴스 커플링이 있기 때문에,쌍극자의 팔은 공명을 회복하기 위해 각각 1/4파의 97%에서 뒤로 잘라냅니다.또한 헤일로 단부는 종종 서로 더 가깝게 가압되어 상호 용량을 증가시킨 다음 끝단을 보상하기 위해 더 짧게 절단하여 방사선 패턴을 거의 전방향으로 만들고 낭비가 적은 수직^[c] 방사선을 생성합니다(수평으로 장착된 헤일로의 경우).

모던 대 오리지널 헤일로 디자인

초기의 헤일로^[2] 안테나는 1943년^[1] 특허를 본떠서 두 개 이상의 평행 고리를 사용했는데, 이는 오른쪽 그림과 유사하게 접힌 쌍극자를^[3] 원형으로 구부린 것이었습니다.

이중 루프 설계는 여러 개의 적층된 전기적 병렬 루프로 확장할 수 있습니다.각 추가 루프는 루프 수의 제곱에 비례하여 복사 저항을 증가시켜 SWR 대역폭을 넓히고 복사 효율을 높이며 임피던스 매칭을 지원합니다.

보다 최근의 헤일로 안테나는 단일 회전 루프를 사용하는 경향이 있으며, 단일 암 감마 ^[d]매치가 공급됩니다.새로운 접근 방식은 재료를 덜 사용하고 풍하중을 줄이지만 대역폭이 좁으며 기계적으로 강도가 낮을 수 있으며, 공급선 방사선을 억제하기 위해 일반적으로 전류 발룬이 필요합니다.