CMC 의 이해(1)

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.

 

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자유공간 하에 배치된 안테나에 리그를 직접 연결한 상황을 가정한다. 전원은 배터리로 공급된다.

공급되는 모든 전력은 안테나를 통해 방사된다. 

 

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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.

 

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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.

 

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전원라인에 초크를 삽입하여 RF 전류에 대해 임피던스를 높이면 전류가 무시할 말큼 줄어드는 효과를 얻게 된다.

이것이 바룬이 작동하는 기본 원리이다. 

 

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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. 

 

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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.