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광학의 분류 목차 1. 광학의 분류 2. 기하 광학 (Geometric Optics) 3. 파동 광학 (Wave Optics) 4. 전자기파 광학(Electromagnetic Optics) 5. 양자 광학 1. 광학의 분류 광학 분야는 크게 3개로 분류가 가능해요. 기하광학, 파동광학, 그리고 양자광학이 그것이에요. 그리고, 좀 더 깊숙히 들어가면 파동광학을 다시 파동광학과 전자기파로 나눌수 있어요. 과거에는 '빛이 입자인가 혹은 파동인가'라는 주제로 갑론을박이 있었죠. 하지만, 빛은 입자와 파동의 성질을 모두 가지고 있어요. 그리고 여기서 입자의 성질의 성질을 가진 빛을 다루는 학문이 기하광학, 파동의 성질을 가진 빛을 다루는 학문이 파동광학이에요. 그렇다면, 양자광학은 뭘까요? 말 그대로 입자와 파동의 한계를 넘.. 2021. 4. 24.
안테나 공학 : 3. 안테나의 종류 (주파수 구분) 목차 0. 무선통신 1. 무선 통신의 주파수 대역 ① VLF(Very Low Frequency), 장파(long wave) & LF(Low Frequency),저주파 ② MF(Medium Frequency), 중파(Medium Wave) ③ HF(High Frequency), 단파(Short wave) ④ VHF(Very High Frequency), 초단파 ⑤ UHF(Ultra High Frequency), 극초단파 ⑥ SHF(Super High Frequency), 마이크로웨이브(Microwave) ⑦ EHF(Extreme High Frequency), 밀리미터파(Millimeter wave) 안테나는 그 안테나가 사용하는 주파수 대역에 따라 용도가 구분된다. (이름도 구분된다.) 그래서, 각각의 주.. 2021. 2. 27.
안테나 공학 : 3. 안테나의 종류(주파수 대역에 따른 구분, 안테나 형태) 목차 0. 안테나 구분 기준 : 주파수 대역 1. 주파수 대역에 따른 안테나 구분 2. 장·중파용 안테나 종류 3. 단파용 안테나 종류 4. 초단파용 안테나 종류 5. 극초단파용 안테나 종류 6. 이동통신용 안테나 종류 0. 안테나 구분 기준 안테나는 사용 무선 주파수 대역에 따라 구분할 수 있다. 무선 주파수 대역은 위의 그림처럼 구분이 되는데, 어떤 대역의 주파수를 사용하느냐에 따라 장·중파용 안테나(3kHz~3MHz), 단파용 안테나(3MHz~30MHz), 초단파용 안테나(30MHz~300MHz), 극초단파대 이상(300MHz~)의 안테나로 구분할 수 있다. 참고로, 무선 통신은 주로 RF(Radio Frequency, ~300MHz)대역과 마이크로파(300MHz~300GHz) 대역을 주로 사용한다.. 2021. 2. 27.
맥스웰 방정식, 쿨롱의 법칙을 통한 전기장의 가우스 법칙 유도 목차 1. 쿨롱의 법칙 2. 쿨롱의 법칙에서 도출된 전기장의 크기 3. 쿨롱의 법칙으로 전기장의 가우스 법칙 유도 *참고하면 좋은 내용 - 맥스웰 방정식의 적분형/미분형, 각 방정식의 의미 맥스웰 방정식은 물리학의 기초가 되는 중요한 방정식이며, 그렇기 때문에 한번에 확 등장한 식이 아니다. 많은 사람들의 실험들과 수식들이 하나로 정립되어 맥스웰 방정식이 발표됐다. 그렇다면, 맥스웰 방정식의 시작은 무엇이었을까. 전기장의 가우스 법칙은 쿨롱의 법칙에서부터 시작했다. 1. 쿨롱의 법칙 쿨롱의 법칙은 '전하를 띠고 있는 입자 사이에는 전기력이라는 힘이 존재한다.' 는 것이다. 이때, X는 두 입자의 위치 벡터를 나타대며, F21 은 X2이 X1에 가해주는 힘을 의미한다. q는 각각의 전하를 의미하며, 쿨롱 .. 2021. 2. 16.
맥스웰 방정식의 적분형/미분형, 각 방정식의 의미 목차 0. 맥스웰 방정식 개요 1. 쿨롱의 법칙(전기장의 가우스 법칙) 2. 비오-사바르 법칙(자기장의 가우스 법칙) 3. 패러데이의 법칙(+렌츠의 법칙) 4. 수정된 앙페르의 법칙 0. 맥스웰 방정식 개요 맥스웰 방정식은 물리학의 기초가 되는 가장 중요한 방정식이다. 영국의 물리학자 제임스 클러크 맥스웰이 여러가지 실험들을 집대성하여 식을 제안했다. -맥스웰 방정식의 미분형 -맥스웰 방정식의 적분형 1. 쿨롱의 법칙(전기장의 가우스 법칙) 쿨롱의 법칙은 두 점전하 사이의 힘(전자기력)을 정량적으로 나타내는 법칙이다. 이러한 쿨롱의 법칙을 공간으로 확장하면 전기장의 가우스 법칙을 얻을 수 있다. 자세한 내용은 따로 포스팅하도록 한다. 전기장의 가우스 법칙의 의미는 쉽게 말하면, '전기장의 근원은 전하'라.. 2021. 2. 14.
복소수 기초 복소수는 방정식의 해를 구할 때, 실수만 고려하면 해가 존재하지 않는 경우가 발생하여 모든 방정식의 해를 구할 수 있도록 도입한 상상의 숫자이다. 복소 평면(가우스 평면) 일반적으로 i 또는 j 로 표시하며 복소수를 좌표계에 표시할 때는 복소평면을 사용한다. 이때, x축(Re)은 실수부(Real number), y축(Im)은 허수부(Imaginary number)를 나타낸다. 켤레 복소수 복소수 z=x+jy에 대해 x-jy를 z의 켤레복소수라고 하며 이를 , 바z로 나타낸다. 복소수의 극형식(절대값, 편각(argument)) 복소수는 극 좌표계로 나타낼 수 있는데 이때는 복소수Z의 크기(절대값)와 Z와 실수부가 이루는 각도(θ, 위상각(phase angle))로 값을 나타낼 수 있다. 이를 복소수 Z의 .. 2021. 1. 28.
안테나 공학 : 2. 안테나 이론 - 반파장 다이폴, λ/4 수직접지 안테나 2. 반파장 다이폴 반파장 다이폴 안테나는 일반적으로 많이 사용되는 안테나이다. 반파장 다이폴 안테나의 길이는 파장의 절반이다. 전송선을 기준으로 λ/4 길이의 안테나가 있다. 가. 반파장 dipole의 전파복사 복사 전계는 다음과 같다. 이때, 반파장 다이폴 안테나(λ/2 다이폴 안테나)에서의 실효고는 λ/π 이다. 실효고는 안테나에서 임의의 전류 분포를 균일 전류 분포로 환산한 높이이다. rms값을 생각하면 편하다. 실효고가 클수록 수신 또는 방사되는 전계강도 및 유기 전압이 커진다. 나. 반파장 dipole의 복사전력과 복사저항 (1) 복사전력 (2) 복사저항 복사저항과 동일한 약 75옴 동축케이블과의 임피던스 정합이 용이하다. (3) 실효길이 전류분포가 일정한 안테나 높이를 실요길이(수직접지 안테.. 2021. 1. 27.
안테나 공학 : 2. 안테나 이론 - 미소 dipole 안테나(Antenna) 특정 주파수 영역의 전자기파를 송수신하기 위한 변환장치(transducer)이다. 대부분의 안테나는 사용하는 전자기파의 파장길이에 따라 그 길이가 정해진다. 안테나가 전자기파를 복사하려면 그 전자기파와 동일한 공진 특성을 가져야 한다. 즉, 동일한 공진주파수를 가져야 한다. 그네를 예로 생각하면 편하다. 그네가 잘 흔들리게 하려면 그네의 움직임에 맞춰서 힘을 가해주어야 한다. 안테나 통신도 마찬가지다. 입력 전자기파와 안테나가 동일한 공진 특성을 가져야 통신이 가능하다. 가장 간단한 것은 전파 파장의 1/4크기의 전도체 막대이다. 이러한 반파장 다이폴 안테나는 무지향성이며 송수신에 특별한 제약이 없다는 장점이 있지만, 안테나 양끝 방향이 수신지 되지 않는 음영지역이라는 단점이 있다.. 2021. 1. 24.
안테나 공학 : 1. 전자파 기초 이론 - 편파, 무선 주파수 대역의 분류 6. 편파 편파는 전자기장이 입사평면에서 그리는 특정한 모양에 따라 결정된다. 이 모양은 전기력과 자기력 성분의 백터합에 따라 결정된다. 가. 직선편파 전기력선의 진동 진폭과 방향이 일정한 것(단일 방향)으로 (전자파가 대지를 기준으로 수평이냐 수직이냐에 따라) 수평 편파와 수직 편파로 구분된다. (빛의 경우 편파보다는 보통 '편광'이라고 표현한다. 여기서는 의미가 없다.) 직선 편파의 경우 위의 그림처럼 전기장과 자기장의 위상차가 없고 진폭이 같은 경우를 예로 들 수 있다. 전자기장의 벡터합이 시간에 따라 직선으로 진동한다. (1) 수평편파 전자파가 대지에 대해 수평인 파이다. 수평으로 설치된 안테나에서 복사(방사)되는 전파는 수평편파가 된다. 대충 위의 그림처럼 생각하면 편할듯 하다. (2) 수직편파.. 2021. 1. 24.
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