기술

나선형 위상 배열 안테나

Trinity의 나선형 위상 배열 안테나 는 아르키메데스 나선 기하학, 다층 PCB 구조, RF 튜닝 개념과 스칼라 방식 미세 에너지 송출 이론에 기반한 Trinity Radionics 안테나 설계입니다.

나선형 위상 배열 안테나: 개념과 기술

폭넓은 연구와 실험을 진행한 주파수는 5MHz~8MHz 범위입니다. 이를 바탕으로 Trinity Radionics는 라디오닉스 방식 신호 작업에서 스틱 패드, 브로드캐스터 또는 외장 안테나로 사용할 아르키메데스 다중 위상 안테나를 개발했습니다.

안테나 개념 자체는 더 넓은 주파수 범위에서 탐구할 수 있지만, 설계의 계산과 최적화는 5MHz~8MHz 작동 구간을 중심으로 진행했습니다. 이 범위는 일부 Trinity Radionics 설계에서 에너지 균형 작업, 의도 송출과 미세 에너지 활용에 사용합니다.

아르키메데스 나선과 지수 나선 연구

개발 과정에서 아르키메데스 나선과 지수 나선 패턴을 모두 연구했습니다. 각 유형에는 서로 다른 수학적 특성, 실용적 장점과 설계상의 절충점이 있습니다.

아르키메데스 나선의 팔은 길어질 수 있어 낮은 주파수에서 회로 손실이 커질 수 있습니다. 감김 각도 또한 중심에서 외경으로 갈수록 달라집니다. 안쪽 영역은 높은 주파수에서 고차 모드를 여기할 수 있고 바깥 영역은 낮은 주파수에서 패턴 특성을 개선할 수 있습니다.

지수 나선은 더 넓은 주파수 범위에서 균일한 특성을 제공할 수 있습니다. 다만 Trinity Radionics가 목표로 한 단파 중심 작업 구간인 5MHz~8MHz에서는 아르키메데스 나선을 선호 구조로 선택했습니다.

4층 나선형 PCB 구조

안테나 설계에는 4층 PCB 적층 구조를 사용하며, 세심하게 계산한 나선 구조 4개를 각 층에 배치했습니다.

나선 패턴의 폭, 간격, 나선 수, 층 배치와 PCB 적층 특성을 개발 과정에서 계산했습니다. 층 사이의 얇은 유전체는 안테나 내부의 위상 상호작용을 돕기 위한 작은 정전용량 구조를 형성합니다.

이 다층 구조로 라디오닉스 방식 송출, 스틱 패드 활용과 미세 에너지 실험을 위한 아담한 다중 위상 안테나를 구현합니다.

급전 브리지와 정전용량 결합

안테나 설계에서 중요한 부분 중 하나는 나선 급전 브리지입니다. 나선의 중심에 위치하며 목표 주파수 범위와 송출 방식에 따라 저항성 또는 정전용량성 결합으로 구성할 수 있습니다.

테스트에서는 정전용량성 급전 브리지를 이 설계의 선호 방식으로 선택했습니다. 커패시터 값은 피타고라스의 황금비인 φ = 1.618에서 영감을 받은 관계로 계산하여 선택한 정전용량 값 사이에 비례 차이를 만드는 것을 목표로 했습니다.

부품 선택도 중요했습니다. 일반 세라믹 SMD 커패시터가 이 설계에서 원하는 특성을 내지 않아 개발 과정에서는 고품질 RF 커패시터와 운모 유전체 커패시터를 선호했습니다.

근접장의 위상 상호작용

나선형 위상 배열 안테나는 근접장의 위상 상호작용 개념을 중심으로 설계했습니다. Trinity Radionics 용어로는 여러 나선 층과 위상 관계를 배치하여 집중된 스칼라 방식 송출장을 만드는 것을 뜻합니다.

라디오닉스 작업과 의도 송출을 위한 더 강하고 일관된 송출 구조가 목표입니다.

설계 및 개발 도구

안테나 설계 과정에서는 수학적 계산, RF 설계 개념, PCB 배치 개발과 실제 실험을 함께 활용했습니다.

주파수 스펙트럼 계산에는 MATLAB을 사용했습니다.
황금비와 비례 정전용량 계산에는 MATLAB을 사용했습니다.
PCB 설계와 블라인드 비아 배치에는 Altium을 사용했습니다.
초기 나선 기하 구조는 SolidWorks로 개발했습니다.
물리적 테스트와 라디오닉스 방식 평가를 통해 최종 설계 특성을 다듬었습니다.

기술 요약

나선형 위상 배열 안테나에는 다음 요소를 결합했습니다.

아르키메데스 나선 안테나 기하 구조
4층 PCB 구조
다중 위상 나선 배치
정전용량성 급전 브리지 설계
고품질 RF 또는 운모 커패시터
5MHz~8MHz 중심 튜닝
근접장의 위상 상호작용 개념
스틱 패드와 라디오닉스 브로드캐스터 활용

사용 목적

이 안테나 개념은 나선 기하학, 위상 배열 안테나 구조, 스칼라 방식 송출과 의도 기반 에너지 작업에 관심 있는 라디오닉스 실무자, 미세 에너지 연구자와 사용자를 위한 것입니다.

라디오닉스 기기, 외장 안테나 시스템, 스틱 패드 구성 또는 실험적 미세 에너지 송출 플랫폼의 일부로 사용할 수 있습니다.

개념적 배경 논문과 참고 문헌

다음 논문과 참고 문헌은 나선형 위상 배열 안테나의 설계 언어를 개발하는 과정에서 개념적 배경으로 활용했습니다.

중요 안내

Trinity Radionics 안테나 콘텐츠는 라디오닉스, 상징적 활용, 교육과 개인 실습을 위해 제공합니다. 이 안테나 설계는 의료기기가 아니며 어떠한 질병의 진단, 처치, 치료 또는 예방을 목적으로 하지 않습니다. 과학 및 기술 자료는 개념적 배경이며 임상적 증거나 보장된 물리적 효과로 해석해서는 안 됩니다.