<답>
1. 개요
ㅇ Yagi-Uda 안테나는 1926년 일본 동경제국대학의 Uda 교수가 발명하고 Yagi가 영문으로 발표한 지향성 안테나
ㅇ 반파장 다이폴 안테나 주변에 무급전 기생소자(반사기, 도파기)를 배열하여 단방향 고이득 특성을 구현하며, TV 방송 수신용으로 널리 사용됨
2. Yagi-Uda 안테나 구성 및 동작 원리
가. 개념
- 급전 다이폴 주변에 급전되지 않은 기생소자를 배치하여 전파를 유도·반사시켜 지향성과 이득을 증가시키는 배열 안테나
나. 주요 구성 요소
- 무급전 기생소자에 유기된 전류가 급전기와 상호작용하여 특정 방향으로 전파 집중, 반사기는 후방 방사 억제, 도파기는 전방 방사 강화
- 급전기(Driven Element, Feeder)
- 반파장(약 0.46λ) 다이폴 안테나로 직접 급전받아 전파 방사
- 반사기와 도파기의 영향으로 단독 동작 대비 공진저항 감소
- Folded dipole, bowtie 형태 사용 가능
- 반사기(Reflector)
- 급전기보다 약 5% 긴 길이(약 0.48λ)로 유도성 임피던스 형성
- 급전기에서 발사된 전파를 반사하여 도파기 방향으로 재방사
- 통상 1개 소자로 구성되며 안테나 후방에 배치
- 도파기(Director)
- 급전기보다 약 5% 짧은 길이(약 0.42λ)로 용량성 임피던스 형성
- 전파를 유인하고 전파의 길(path) 역할 수행하여 지향성 강화
- 다수 배치 가능하며 개수 증가 시 이득 증가, 간격은 약 λ/4
3. Yagi-Uda 안테나와 다이폴 안테나 비교
| 구분 | Yagi-Uda 안테나 | 다이폴 안테나 |
| 지향성 | 단방향 고지향성 (도파기 방향) | 양방향 무지향성 (8자형 패턴) |
| 이득 | 5~18 dBi (소자수에 따라 가변) | 약 2.15 dBi (기준 안테나) |
| 구조 | 반사기+급전기+도파기 복합구조 | 단일 다이폴 소자 |
| 대역폭 | 협대역 (수% 수준) | 상대적으로 광대역 |
| 전후방비 | 25~28 dB (높음 | 0 dB (양방향 방사) |
4. 활용 및 기술 동향
ㅇ TV/FM 방송 수신, 아마추어 무선통신, 레이더 시스템, 위성통신, 전파 천문학 등 고이득 지향성이 요구되는 분야
ㅇ 광대역 특성 개선을 위한 log-periodic 배열 결합, LPDA(Log-Periodic Dipole Array)와 하이브리드 설계, 소형화 및 고이득화 연구, 5G/위성통신용 고주파 대역 적용 확대
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