안테나는 금속 막대처럼 단순해 보이지만, 실제로는 전류의 빠른 진동을 공간 속의 전자기파로 바꾸어 내보내는 중요한 장치입니다. 이 페이지에서는 안테나가 전파를 송신하는 과정과 사람이 인위적으로 전파를 만드는 방법을 함께 살펴봅니다. (수신 안테나가 신호를 받는 원리는 전파망원경 원리 편에서 살펴봅니다.)
송신기에서 만들어진 교류 전류가 안테나를 따라 위아래로 빠르게 흔들리면, 안테나 안의 전자도 함께 앞뒤로 가속됩니다. 전하가 가속되면 주변 전기장과 자기장이 시간에 따라 변하고, 그 변화가 바깥 공간으로 퍼져 나가면서 전파가 됩니다. 즉, 안테나는 진동하는 전류를 전자기파로 바꾸는 변환기라고 볼 수 있습니다.
송신 안테나의 전류 진동이 공간으로 퍼지고, 수신 안테나에서 다시 전류가 생기는 모습
위 진동 시작 버튼을 누르면 왼쪽 송신 안테나가 먼저 진동하며 전파가 오른쪽으로 퍼져 나가고, 전파가 도착하는 순간 오른쪽 수신 안테나의 전자도 시간차를 두고 흔들리기 시작합니다.
전파를 만들기 위해서는 먼저 매우 규칙적으로 흔들리는 전기 신호가 필요합니다. 보통은 발진기(oscillator)가 기준 주파수를 만들고, 여기에 전달할 정보(소리, 영상, 데이터)를 실은 뒤, 증폭기로 에너지를 키워 안테나로 보냅니다. 그러면 안테나가 그 신호를 전파로 바꾸어 내보냅니다.
정해진 주파수로 매우 규칙적인 전기 진동을 만듭니다. 라디오 방송국, 휴대전화 기지국, Wi-Fi 공유기 모두 이 기준 신호가 필요합니다.
음성, 음악, 영상, 데이터 같은 정보를 반송파에 실어 주는 장치입니다. AM, FM, 디지털 변조가 모두 여기에 해당합니다.
약한 고주파 신호를 더 멀리 보내기 위해 세기를 키웁니다. 방송 송신기와 레이더는 특히 강한 증폭이 필요합니다.
장비 내부의 전기 신호를 공간의 전파로 바꾸고, 반대로 날아온 전파를 다시 전기 신호로 받아들이는 마지막 관문입니다.
발진기 → 변조기 → 증폭기 → 안테나 순서로 전파가 만들어지는 흐름
규칙적인 진동을 만들고, 정보를 싣고, 세기를 키운 뒤, 안테나를 통해 전파로 방출합니다.