급전선

급전선(給電線, feeder, feed line)은 전파 에너지를 전송하기 위해 송신장치 또는 수신장치와 안테나 사이를 연결하는 선이다(「무선설비규칙」 제2조제1항제15호).

개요

송신기에서 만든 고주파 전력은 급전선을 따라 안테나로 가고, 수신 안테나가 받은 신호는 급전선을 따라 수신기로 온다. 급전선이 할 일은 손실 없이, 스스로 전파를 내보내지 않고 에너지를 옮기는 것이다. 급전선의 특성 임피던스와 안테나의 임피던스가 다르면 에너지 일부가 반사되어 급전선 위에 정재파가 생기고, 그만큼 전송 효율이 떨어진다.

급전선의 종류

종류	구조	특징
평행 2선식	두 도선을 일정 간격으로 나란히 둔 평형 선로	값싸고 손실이 작지만 외부 영향을 받기 쉽고 주파수가 높으면 방사 손실이 커진다
동축 케이블	중심 도체를 외부 도체(차폐)가 둘러싼 불평형 선로	외부 간섭과 방사가 적다. 특성 임피던스 50Ω·75Ω 이 흔하다
도파관	속이 빈 금속관	마이크로파 대역에서 손실이 가장 작고 대전력을 보낼 수 있다

동조 급전과 비동조 급전

구분	동조 급전	비동조 급전
원리	급전선 길이를 파장에 맞춰 급전선을 안테나와 함께 공진시킨다	급전선의 특성 임피던스를 안테나 임피던스와 정합시켜 반사를 없앤다
급전선 위의 파	정재파가 선다	진행파만 흐른다(정재파가 없다)
정합 장치	필요 없다(급전선 길이로 조정)	필요하다(정합 회로, 발룬 등)
급전선 길이	파장에 맞춘 길이로 제한된다	제한이 없다
전송 효율	정재파 때문에 손실과 급전선 자체의 방사가 크다	높다
알맞은 거리	송수신기와 안테나가 가까울 때	송수신기와 안테나가 멀 때(장거리 급전)

안테나와 송수신기 사이가 멀면 급전선이 길어진다. 이때 정재파가 있으면 급전선의 손실이 커지고 급전선이 스스로 전파를 내보내므로, 정재파가 없도록 정합한 비동조 급전을 쓴다
"비동조 급전은 전송 효율이 낮아 단거리 전송에 적합하다" 는 틀렸다. 효율이 높아 장거리에 쓴다. 단거리에 쓰는 것은 동조 급전이다

정재파비

급전선과 부하(안테나)의 임피던스가 다르면 반사계수 Γ 가 생긴다.

Γ = \frac{Z_{L} - Z_{0}}{Z_{L} + Z_{0}}, V S W R = \frac{1 + | Γ |}{1 - | Γ |}

Z₀ 는 급전선의 특성 임피던스, Z_L 은 안테나 임피던스다. 완전히 정합되면 Γ = 0, 전압 정재파비(VSWR) = 1 이고 진행파만 흐른다. 반사가 클수록 VSWR 이 커진다. 송신기는 보통 VSWR 이 1.5 이하가 되도록 조정한다.

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