전자파 및 평면파

전기기사 필기 2015년 3회 4번

Q문제

특성 임피던스가 각각

η_{1}, η_{2}

인 두 매질의 경계면에 전자파가 수직으로 입사할 때 전계가 무반사로 되기 위한 가장 알맞은 조건은?

유사 문제 링크

선택지 분석

η_{2} = 0

매질의 특성 임피던스가 0이 되는 것은 물리적으로 무반사 조건과 일치하지 않습니다.

η_{1} = 0

입사 매질의 임피던스가 0이면 반사 계수가 -1이 되어 전계가 전반사됩니다.

η_{1} = η_{2}

두 매질의 특성 임피던스가 같을 때 반사 계수가 0이 되어 무반사 조건이 성립합니다.

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Step 1: 반사 계수(

Γ

)의 정의를 확인합니다. 서로 다른 두 매질의 경계면에 전자파가 수직으로 입사할 때의 전계 반사 계수는

Γ = \frac{η _{2} - η _{1}}{η _{2} + η _{1}}

입니다.

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Step 2: 무반사 조건을 적용합니다. 전계가 무반사가 되기 위해서는 반사 계수

Γ

가 0이 되어야 합니다.

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Step 3: 수식을 정리합니다.

\frac{η _{2} - η _{1}}{η _{2} + η _{1}} = 0

이 성립하려면 분자인

η_{2} - η_{1} = 0

이어야 하므로, 최종적으로

η_{1} = η_{2}

가 되어야 합니다.

η_{1} \cdot η_{2} = 0

두 임피던스의 곱은 반사 계수 결정에 직접적인 영향을 주지 않는 조건입니다.

반사 계수가 0이라는 것은 무엇을 의미하나요?

입사한 전자파가 경계면에서 반사되지 않고 모두 다음 매질로 투과됨을 의미합니다.

특성 임피던스가 다르면 어떻게 되나요?

두 매질의 특성 임피던스가 다르면 임피던스 불일치가 발생하여 경계면에서 에너지의 일부가 반사됩니다.

무반사 조건을 실생활에서 어디에 응용하나요?

안테나와 송신선로의 임피던스 정합을 통해 신호 손실을 최소화하는 데 응용합니다.