다이폴 지상고 지향성 패턴 (4NEC2)

자유공간 하에서의 다이폴 지향성 패턴은 다음과 같다

 

아래는 1/2 파장 다이폴(실선), 그리고 그보다 짧은 경우의 패턴이다. 

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Dipole_antenna

 

Dipole antenna - Wikipedia

From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to navigation Jump to search Antenna consisting of two rod shaped conductors Animated diagram of a half-wave dipole antenna receiving a radio wave. The antenna consists of two metal rods connected to a receiver R.

en.wikipedia.org

 

전체는 8 자 모양이며 이는 일반적으로 익히 알고 있는 내용이다. 

 

그러나, 이것이 항상 사실인 것은 아니다. 

모두가 알고 있는 것과 다르게 단파대 로우밴드(1.8메가, 3.5메가, 7메가)  안테나에서는 지상반사의 영향으로 인해 이 패턴을 내는 경우는 드물다.

 

여기서는 다이폴 안테나의 4NEC2 시뮬레이션을 모아놓은 KK4OBI 오엠의 자료를 토대로 설명한다.

https://www.qsl.net/kk4obi/index.html

 

INDEX to KK4OBI Bent Dipoles website

This web site is devoted primarily as a resource for amateur radio operators  to see what happens if they bend a half-wave dipole. The performance of a dipole is highest when it is not bent.  When a half-wave or full-wave dipole is bent: the gain goes do

www.qsl.net

 

아래는 지상고에 따라 변하는 다이폴의 지향성 패턴의 모습을 시각화한 것이다. 

 

자세히 안보이기 때문에 직접 시뮬레이션 해본다.

참고로 이 시뮬레이션은 평균지면(평균 전도도)에서  28 메가(10미터) 용으로 만들어졌지만 주파수가 달라져도 파장 비율(1/4, 1/2, 1파장 등) 은 같으므로 낮은 주파수에서도 결과도 별 차이 없다.    

파란색은 수직면(위아래), 빨간색은 수평면(방위각) 패턴이다.  

 

1/10 (0.1) 파장 높이에서 지향성 패턴

 

1/5 (0.2) 파장에서의 지향성 패턴

 

 

1/4 (0.25) 파장 높이에서의 지향성 패턴 

 

0.3 파장 높이에서의 지향성 패턴 

 

0.4 파장 높이에서의 지향성 패턴

 

0.5 파장 높이에서의 지향성 패턴

 

결과를 보면 알겠지만 1/4 파 까지는 그냥 하늘로 쏜다는 사실을 알 수 있다. 

즉.. 

 

160 미터 밴드에서 지상고 40 미터 이하. 

80 미터 밴드에서 지상고 20 미터 이하. 

40 미터 밴드에서 지상고 10 미터 이하.

 

에서는 아무리 안테나를 돌려도 지향성 효과는 거의 없다는 사실을 알 수 있다. 

 

0.3 파장 높이를 지나서 0.5 파장까지 오르면 그럭저럭 8 자와 비슷한 느낌이 나는데(그렇다 해도 사이드가 완전히 끊어지 않는다) 이 높이는 

 

160 미터 밴드에서 지상고 80 미터 

80 미터 밴드에서 지상고 40 미터  

40 미터 밴드에서 지상고 20 미터 

 

에 해당한다. 

 

만약 1 파장 까지 끌어 올릴 수 있다면 아래와 같은 거의 완벽한 수평면 다이폴 패턴을 얻는다.

수직면은 지상 반사의 영향으로 로브가 갈라진다. 

각각 지상에서 160, 80, 40 미터에 해당하는 높이이므로 특별한 경우를 제외하고는 사실상 도달 불가능한 높이 이다.

 

여기까지 정리하자면..

 

- 지상고 10미터 이하에서 로우밴드 안테나의 다이폴의 방향을 바꾼다던가 하는 것은 거의 효과가 없다. 

 

- 국내 교신은 대부분 NVIS (하늘로 쏘기 받기) 이므로 지상고를 1/4 파장 이상 높이더라도 큰 효과는 없다.

   너무 높이면 오히려 마이너스가 된다.  NVIS 에 대해 더 자세한 것은 아래 글을 읽는다. 

https://www.qsl.net/4x4xm/FAQ/What-is-NVIS-Propagation.htm

 

What is NVIS? » Real-time NVIS Propagation Map

  Oveview NVIS is a special mode of propagation, acronym of Near Vertical Incidence Skywave, which is used for communication at short distances (less than 600 km), that are not covered by ground waves. NVIS signals are transmitted directly upwards and ret

www.qsl.net

 

 

- 만약 낮은 지상고 안테나에서 방향을 바꿔서 뭔가 변경된다면 다음과 같은 가능성을 고려해 볼 수 있다. 

  낮은 지면 반사율,  주변 지형지물의 반사영향, 급전선 방사(CMC)의 영향. 

 

- 만약 낮은 방사각이 필요하면 어렵게 지상고를 올리기보다는 다른 타입의 안테나(수직 계열)를 고려해 보는 것이 낫다.