SCIENCE 3D | 전파를 보내고 받는 도선 (안테나)

무슨 일이 일어났나

안테나는 전류가 빠르게 오가는 도선입니다. 보낼 때는 도선 속 전하의 떨림이 전파가 되어 퍼져 나가고, 받을 때는 지나가는 전파가 도선 속 전하를 흔들어 아주 작은 전류를 만듭니다.

헤르츠는 1886~1888 년 가운데에서 불꽃이 튀는 쌍극자 안테나(양 끝에 지름 30 cm 아연판 공)로 전파를 보내고, 둥근 도선 고리 안테나로 18 m 떨어진 곳까지 받아 냈습니다(IEEE 기록).

안테나 길이는 전파의 파장과 짝을 이룹니다. 야기 안테나에서 송신기에 이은 급전 소자는 보통 반 파장이고, 반사기 · 도파기를 더해 전파를 한쪽으로 모은 좋은 안테나는 이득이 7 dB 쯤 됩니다(IEEE 기록).

시뮬레이터에서 빠르기 0.200 m/s 물결의 파장은 2 Hz 일 때 100 mm, 4 Hz 일 때 50.0 mm 입니다. 진동수가 높을수록 파장이 짧아져 알맞은 안테나도 짧아지며, 물결과 달리 진짜 전파는 물 같은 매질 없이 퍼집니다.

📸 진짜 모습

화성 탐사선 «2001 마스 오디세이» 의 UHF 안테나를 가까이서 찍었습니다 — 발사 전 시험 중입니다.
출처: NASA/KSC · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

자동차 지붕의 짧은 막대나 상어 지느러미 모양 덮개 속에는 라디오 · 위성 위치 전파를 받는 안테나 도선이 들어 있습니다.
옛 텔레비전 위 «토끼 귀» 안테나를 길게 뽑았다 줄였다 하면 화면이 맑아졌다 흐려졌는데, 안테나 길이가 받는 전파의 파장과 잘 맞을수록 신호가 세지기 때문입니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

전파 망원경은 빛을 보는 망원경보다 작아도 된다 — 전파는 보이지 않으니까.
NASA 에 따르면 같은 선명도를 얻으려면 전파 망원경이 광학 망원경보다 커야 합니다. 미국 VLA 는 안테나 27 개를 지름 36 km 까지 Y 자로 늘어놓습니다. 출처

누가 왜 찾았나

하인리히 헤르츠는 맥스웰이 예언한 전자기파가 정말 있는지 확인하려고 1886~1888 년 독일 카를스루에에서 불꽃 쌍극자 안테나와 고리 안테나를 만들었고, 450 MHz 송신기 · 수신기로 높은 진동수 기술의 바탕을 보였습니다(IEEE 기록). 1924 년부터는 일본 도호쿠 제국 대학의 야기 히데쓰구와 조수 우다 신타로가 전파를 한쪽으로 모으는 방향성 안테나를 만들었습니다.

확인된 값

헤르츠가 전자기파를 처음 만들고 검증한 해 (카를스루에): 1886–1888 출처
송신 — 쌍극자 안테나 가운데의 불꽃 방전: spark-gap dipole 출처
쌍극자 양 끝의 아연판 공 지름: 0.3 m 출처
수신 — 둥근 도선 고리 안테나: loop antenna 출처
헤르츠가 파를 잡아낸 거리: 18 m 출처
헤르츠 송신기 · 수신기의 진동수: 450000000 Hz 출처
야기 · 우다가 방향성 안테나(야기-우다 안테나)를 만들기 시작한 해 (도호쿠 제국 대학): 1924 출처
급전 소자(송신기에 이은 도선)의 길이 — 보통 반 파장: λ/2 출처
좋은 야기 안테나의 이득: 7 dB 출처
미국 VLA 전파 망원경 — 안테나 27 개를 지름 36 km 까지 Y 자로: 27 출처
전파 망원경은 같은 선명도를 얻으려면 광학 망원경보다 커야 한다: larger than optical 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 고급 물리학 · 전자기학 [12고물02-04]
잉글랜드 · KS4 Physics: Wave motion

출처

https://ethw.org/Milestones:First_Generation_and_Experimental_Proof_of_Electromagnetic_Waves,_1886-1888(확인 2026-11-12)
https://ethw.org/Milestones:Directive_Short_Wave_Antenna,_1924(확인 2026-11-12)
https://science.nasa.gov/ems/05_radiowaves/(확인 2026-11-12)

전파를 보내고 받는 도선 (안테나)