1. 안테나 대역폭
ㅇ 안테나 대역폭의 정의가 단순하지 않음
- 안테나 특성(안테나 임피던스, 안테나 패턴, 안테나 이득, 편파, 빔폭 등)이,
- 주파수에 따라, 특성 마다 다르게 의존적임
ㅇ 따라서, 안테나 대역폭은,
- 특정 안테나 특성이 일정 또는 기준 내에 있는 주파수 범위로써 정해짐
* 통상, 다음의 특성 기준을 만족하는 주파수 범위에서 대역폭이 정의됨
. 안테나 임피던스 관점 : VSWR < 2 또는 반사손실 > 10 [dB]를 만족하는 주파수 범위
.. 이 경우에, 안테나 임피던스 및 방사효율 특성이 관련되어짐
. 방사 패턴 관점 : 주어진 방사패턴을 만족하는 주파수 범위
.. 이 경우에, 안테나 이득, 빔폭, 부엽 레벨, 편파, 빔 방향 등의 특성이 관련되어짐
2. 안테나 대역폭의 종류
ㅇ (중심주파수 관점) : (중심 주파수 대비 상한/하한 주파수 차이로 표현한 주파수 범위)
- 중심주파수 비 대역폭 (Fractional Bandwidth)
. 중심주파수에 대한 대역폭(상하한 주파수 차이)의 비율 표현
.. B = (대역폭) / (중심주파수) = BW / fc
. 한편, 중심주파수는 다음과 같은 것일 수 있음
.. 산술평균 주파수 : fc = (fU + fL) / 2
.. 기하평균 주파수 : fc = √(fUfL)
.. 지정 주파수, 설계 주파수, 공진 주파수, 최소 VSWR 주파수 등
- 퍼센트 대역폭 (Percent Bandwidth)
. 중심주파수 비 대역폭의 퍼센트 표현
[# B_p = \frac{BW}{f_c} \times 100 = \frac{f_U-f_L}{f_c} \times 100
\quad \text{or} \quad 2 \; \frac{f_U-f_L}{f_U+f_L} \times 100
\quad \text{[%]} #]
* 주로, 협대역 안테나에서 사용됨
ㅇ (상하한 주파수 관점) : (상한/하한 주파수의 비로 표현한 주파수 범위)
- 상하한 주파수 비 대역폭 (Ratio Bandwidth)
. 상하한 주파수 비율
.. Br = fU / fL
* 주로, 광대역 안테나에서 사용됨
. 이 경우, fU/fL 비(比)가 2 이상
※ `퍼센트 대역폭`,`상하한 주파수 비대역폭` 간의 관계식
[# B_r = \frac{200 + B_p}{200 - B_p} \\
B_p = 2 \frac{B_r - 1}{B_r + 1}\times 100 \quad \text{[%]} #]
ㅇ (안테나 패턴 관점) : (방사 모양이 잘 유지되는 주파수 범위)
- 패턴 대역폭
ㅇ (임피던스 관점) : (안테나가 잘 매칭되어 전력 효율이 좋은 주파수 범위)
- 임피던스 대역폭