1/4파장 안테나란?
1/4파장 안테나(예: 1/4파장 모노폴 또는 다이폴의 한쪽 엘리먼트)는 물리적 길이가 동작 파장의 4분의 1인 안테나입니다. 설계 주파수에서 자연스럽게 공진하기 때문에 효율이 좋고 직접 만들기도 쉬워, 햄(아마추어 무선), CB, Wi-Fi, FM 등 다양한 RF 프로젝트에서 널리 쓰입니다. 이 계산기는 목표 주파수를 입력하면 전선이나 로드를 어느 길이로 잘라야 하는지 알려줍니다.
사용 방법
동작 주파수를 메가헤르츠(MHz) 단위로 입력하고, 사용하는 도체의 속도 계수를 함께 넣어 주세요. 속도 계수는 실제 전선 속에서 신호가 자유 공간보다 약간 느리게 전달된다는 점을 반영한 값입니다. 피복이 없는 일반 전선은 보통 0.95~0.97 정도이고, 절연 전선이나 동축 케이블은 이보다 낮을 수 있습니다. 잘 모르겠다면 0.95에서 시작하면 무난합니다. 계산기는 1/4파장 길이를 미터, 센티미터, 인치로 보여 주고, 자유 공간 기준의 전체 파장도 함께 제공합니다.
공식 설명
빛의 속도를 이용하면 간단한 계산이 가능합니다: 파장(m) = 300 / 주파수(MHz). 여기에 0.25를 곱해 4분의 1을 구하고, 다시 속도 계수를 곱합니다:
$$L_{1/4} = \frac{300}{\text{Frequency (MHz)}} \times 0.25 \times \text{Velocity Factor}$$
여기서 300은 빛의 속도(약 300,000,000 m/s)를 MHz 단위에 맞춰 편하게 표현한 값입니다.
계산 예시
속도 계수 0.95인 도체로 100 MHz 신호를 다룬다고 가정해 봅시다. 전체 파장은 \(300 / 100 = 3\) m입니다. 이것의 4분의 1은 0.75 m이고, 여기에 속도 계수를 적용하면 \(0.75 \times 0.95 = 0.7125\) m, 즉 약 71.25 cm(28.05인치)가 됩니다.
자주 묻는 질문
왜 속도 계수를 넣어야 하나요? 전파는 실제 도체 안에서 약간 더 느리게 이동하므로, 공진하는 길이가 자유 공간 기준의 1/4파장보다 조금 짧아집니다.
어떤 속도 계수를 써야 하나요? 피복이 없는 구리선은 보통 0.95~0.97 정도로 봅니다. 굵은 엘리먼트에서는 단부 효과(end effect)로 값이 더 낮아질 수 있으니, 가장 좋은 SWR이 나오도록 잘라 가며 튜닝하세요.
이 값이 정확한가요? 아주 좋은 출발점을 제공합니다. 다만 전선 굵기, 절연, 주변 물체 같은 실제 환경 요인이 있으므로 SWR 미터나 안테나 분석기로 미세 조정하는 것이 좋습니다.
