코시컨트 제곱 안테나
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일정 높이 패턴 이라고도 하는 코시컨트 제곱 안테나는 일부 레이더 시스템에서 사용되는 포물면 반사기 의 수정된 형태이다. [1] 레이더와 관련하여 범위가 변경될 때 물체의 수신 패턴을 매끄럽게 하기 위해 특정 방향으로 더 많은 무선 에너지를 보내는 모양이다. 목표물로부터 되돌아오는 에너지의 양이 레이더와 목표물 사이의 각도의 코시컨트의 제곱으로 떨어진다는 사실에서 이름이 붙여졌다. "Cosecant squared antenna"는 전파 통신에서 사용되는 안테나 형태 중 하나이다. 일반적으로 "CSC antenna" 또는 "CS antenna"로도 알려져 있다. 이 안테나는 특정 방향으로 전파를 집중시키기 위해 설계되었으며, 특히 방향성이 중요한 통신 응용 분야에서 주로 사용된다.
"Cosecant squared"는 수학적인 용어로, 삼각함수인 코시컨트 함수의 제곱을 의미한다. 안테나의 이름에서 이 용어가 사용된 이유는 CSC 안테나의 방사 패턴이 수학적으로 코시컨트 제곱 함수와 유사한 형태를 가지기 때문이다.
CSC 안테나는 주로 초고주파 (UHF) 및 마이크로파 (Microwave) 주파수 범위에서 사용된다. 이 안테나는 반사판과 감싸고 있는 피드 혹은 활동 유선으로 구성된다. 반사판은 전파를 방향적으로 집중시키는 역할을 하며, 피드 혹은 활동 유선은 안테나의 주파수 및 방향성을 결정한다.
CSC 안테나는 다음과 같은 특징을 가지고 있다:
- 방향성: CSC 안테나는 전방으로 강한 방향성을 가지며, 특정 방향으로 전파를 집중시킨다. 이는 원하는 수신 또는 송신 방향으로 효과적인 통신을 가능하게 한다.
- 높은 이득: CSC 안테나는 다른 안테나에 비해 상대적으로 높은 이득을 제공한다. 이는 안테나의 방사 패턴이 전방으로 집중되기 때문이다.
- 좁은 수평 빔폭: CSC 안테나는 좁은 수평 빔폭을 가지므로, 원하는 방향에 집중된 통신을 제공한다. 이는 다른 방향에서의 간섭이나 잡음을 최소화할 수 있다.
- 수직 균일성: CSC 안테나는 수직 방향으로 균일한 방사 패턴을 가진다. 이는 안테나의 수직 평면에서도 일관된 성능을 제공하여 다양한 수신 또는 송신 조건에서 효과적으로 작동할 수 있게 한다.
CSC 안테나는 통신 시스템, 위성 통신, 레이더 시스템, 무선 통신 등 다양한 응용 분야에서 사용된다. 그들의 방향성과 이득 특성으로 인해 효과적인 신호 감지와 전송을 가능하게 한다.
개발[편집]
이 개념은 항공기 아래 영역을 스캔하여 아래 지면의 레이더 지도를 제공하는 H2S 레이더 개발의 일부로 시작되었다. 기체 바로 아래의 지면은 기체의 고도와 같은 거리에 있어 가장 강한 신호를 생성한다. 더 먼 거리의 지형은 레이더 방정식 으로 인해 훨씬 적은 신호를 반환한다.
레이더와 지형 사이의 경사 범위 거리는 동체와 표적 사이의 각도의 코시컨트이며 에너지는 그 숫자의 네 번째 근에서 떨어진다. 수정하지 않으면 항공기 아래의 지면이 음극선관 디스플레이에서 매우 밝은 반면 더 먼 거리의 지형은 거의 보이지 않는 디스플레이가 생성되었다.
이에 대응하기 위해 스캐닝 안테나는 거의 정면을 향하도록 다시 조준하여 대부분의 레이더 에너지를 항공기에 비해 낮은 각도로 보내 장거리에서 사용 가능한 에너지를 증가시켰다. 이로 인해 항공기 바로 아래 영역은 전혀 에너지를 받지 못하므로 반사경의 윗입술이 구부러져 그 방향으로 소량의 에너지를 반사한다. 그 결과 디스플레이 패턴이 더 균일해진다.
동일한 기본 개념이 곧 많은 역할을 찾았다. 지상 기반 레이더의 경우 동일한 수정을 사용하여 스테이션 위의 높은 각도에서 스캐닝을 제공하는 동시에 대부분의 에너지를 낮은 각도로 보내 장거리에서 레이더 수평선 위로 상승하는 항공기를 탐지할 수 있다.
동일한 기본 결과로 윗입술을 바깥쪽으로 구부리는 반대 수정도 사용할 수 있다.
유도[편집]
지면 위의 높이 h 와 기울기 범위 R 에 있는 물체는 틀:수학/style.css 문서에 내용이 없습니다.sin α = h / R 통해 계산할 수 있는 각도 α를 형성한다. 재정렬하여 틀:수학/style.css 문서에 내용이 없습니다.R = h / sin α 또는 틀:수학/style.css 문서에 내용이 없습니다.R = h csc α .
레이더 방정식은 물체로부터 수신된 신호 Pe 가 범위의 4제곱에 반비례하고 틀:수학/style.css 문서에 내용이 없습니다.Pe ~ G2 / R4 와 같이 안테나 이득 G 의 제곱에 직접적으로 변화한다고 설명한다. 목표가 일정한 P e를 생성하는 것이라면 틀:수학/style.css 문서에 내용이 없습니다.G2 ~ R4 또는 틀:수학/style.css 문서에 내용이 없습니다.G ~ R2 .
공식에서 R을 대입하면 틀:수학/style.css 문서에 내용이 없습니다.G ~ (h csc α)2 된다. 지상 스캐닝 항공기의 고도 또는 일정한 고도에서 항공기를 감시하는 지상 레이더와 같이 일정한 h 에 있는 물체에 대해 일정한 신호가 필요하기 때문에 h 도 제거할 수 있으며 코시컨트인 틀:수학/style.css 문서에 내용이 없습니다.G ~ csc2 α 남긴다. 제곱 관계.
참조[편집]
- ↑ 스크립트 오류: "Citation/CS1" 모듈이 없습니다.
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