이 글에서는 CMC(Common Mode Current : 공통모드전류) 에 대한 개념에 대해 설명합니다.
이해를 돕기 위해 자유공간에 배치된 파장의 1/2 길이의 다이폴 안테나 환경을 가정합니다.
편의상 존칭은 생략 합니다.
자유공간 하에 배치된 안테나에 리그를 직접 연결한 상황을 가정한다. 전원은 배터리로 공급된다.
공급되는 모든 전력은 안테나를 통해 방사된다.
다소 멍청한 생각이지만 수직 엘레먼트를 추가했다고 생각해본다.
전류는 각 엘레먼트에 대해 나눠져서 흐른다.
일부는 수직으로 일부는 수평으로 나가며 이 안테나는 수직도 수평도 아닌 어정쩡한 상태가 된다.
부수적으로 다이폴의 방사패턴을 심각하게 왜곡시킨다.
엘레먼트가 늘어나면 더 많이 나갈거라 생각할지 모르지만 100W 를 공급하고 150W 가 방사 될 수는 없다.
방사효율은 어떤 경우라도 100% 를 넘어설 수 없다.
배터리를 바닥에 놓고 전원선을 추가한 상황을 가정한다.
이제 전원선은 수직 엘레먼트로 작동하고 RF 전류가 흐른다.
배터리가 아니라 파워 서플라이라면, 파워 서플라이를 통해 집안 전체로 RF 가 유입되며, 이 경로를 따라 역으로 RF 노이즈가 리그로 유입된다.
대부분의 리그는 이 현상을 방지하기 위해 전원라인에 초크가 이미 설치되어 있지면 효과적이지 않다.
전원라인에 초크를 삽입하여 RF 전류에 대해 임피던스를 높이면 전류가 무시할 말큼 줄어드는 효과를 얻게 된다.
이것이 바룬이 작동하는 기본 원리이다.
급전선을 이용하여 바닥에서 급전한 상황
전술한 내용을 이해했다면 이게 왜 문제가 되는지 바로 알 수 있다.
동축 케이블의 실드는 우측의 안테나 엘레먼트와 연결되어 있으므로 안테나로 작동하며 이때 흐르는 전류가 CMC 이다.
CMC 를 방치하면 아래와 같은 문제가 발생한다.
1. 공급되는 전력이 안테나로 100% 전달되지 않는다.
2. 안테나 성능을 제대로 발휘 할 수 없다.(지향성 패턴의 왜곡, 야기 안테나일 경우 치명적인 문제 발생)
3. 급전선에서 RF 가 방사된다. (리그 및 케이블과 인접한 전선을 통해 RF 가 방사됨, RFI 발생)
4. 급전선에서 RF 를 수신한다. (노이즈 유입으로 SN 이 크게 악화됨, 신호가 없는 상태에서도 시그널 미터 증가)
급전선은 지상 및 가옥 내부를 거쳐 복잡한 경로로 들어오므로 급전선에 CMC 를 태워서 레디얼(방사체)로 사용하는 것은 방해물이 없는 야외가 아닌 이상 득보다 실이 많다.
발생 원인인 안테나 급전부에서 CMC 를 차단하는게 최선이고, 최악의 경우라도 급전 케이블이 옥내로 들어오기 전에는 반드시 CMC 를 차단하는 것이 바람직하다.