며칠 전에 HL2IGG 오엠님이 리쯔선을 구했다고 하면서 안테나선으로 사용해도 되겠냐는 질문을 주셨습니다.
이에 대해 저는 짧게 "HF 안테나에는 사용하기 부적합합니다"라는 말씀을 드렸습니다.
그 이유는 "코일 자체 공진"이 존재하고, 따라서 코일 손실이 크기 때문입니다.
리쯔선을 쉽게 찾아 볼 수 있던 용처로는 AM 라디오의 바 안테나이고, 요즘은 무선 충전기, 인턱션 쿡커 등이 있습니다.
이 정도 상식에 더하여 저도 리쯔선에 대해 더 알고 싶어서 인터넷 검색을 통해 리쯔선에 좀 더 알아 보았습니다.
대체적으로 사용 주파수 범위는 100 kHz~1 MHz 정도이며, 그 이상이 되면 사용할 수 없다는 것이고,
아마추어 무선용 HF 안테나로는 사용하지 말라는 것이 대세적 의견 이었습니다.
어느 사이트에서는 고주파에서 사용하는 리쯔선은 특별 제작된다(아마도 꼬지 않는 절연세선 다발)는 언급이 있기는 했습니다.
AC 전송 선로에서는 소위 표피 효과라는 것이 발생하는데,
이는 같은 전송선로내에서 전자간 반발 등에 의해 도선의 표피로 흐르는 것을 말합니다.
위에 그램에서 왼쪽은 선로의 단면을 보이며, 오른쪽 테이블은 주파수 대역별 전자 통과 두께(깊이)를 나타냅니다.
우측 그림에서 안쪽의 흰색 영역은 전자가 통과하지 않는 중심(코어) 영역이고 그 둘레의 오렌지색은 전자가 통과하는 영역입니다.
전자가 통과하는 영역은 주파수가 높아 질수롤 그 두께(깊이)가 얇아 집니다. 결론적으로 송전선에서 중앙의 코어 부분은 불필요한 부분입니다.
그래서, 고압 송전선 등에는 위와 같은 표피효과를 이용한 리쯔선을 당연하게 사용하고 있습니다.
문제는 주파수가 올라 갈수록 아래와 같이 급전선 저항이 커진다는 것입니다.
위의 그래프를 보면 주파수가 올라 갈 수 록 저항치가 2차 함수적으로 증가함을 알 수 있습니다.
위의 그래프에서 청색 라인의 리쯔선의 경우 불과 300 kHz 에서 저항이 30배 이상 증가하였습니다.
이것은 리쯔선 자체가 꼬여 있는 관계로 여기에 유도성분이 크게 발생하기 때문입니다.
유도성분은 리즈 코일이 가지는 일정한 상수이나, 이 유도 성분에 따르면 주파수가 높아질수록 교류저항(임피던스)가 급격히 높아집니다. 이러한 리쯔선은 중파 대역의 탑밴드용 (비버리지)안테나로는 유용할 것으로 보이며, 그리고 그 이상의 HF 용으로는 부적합하다는 것이 중론입니다.
인터넷 상에 많은 자료가 존재하므로 궁금하신 오엠님은 참고해 보시기 바랍니다.