Technical Data

Tech Blog

Far Field vs Near Field - 안테나 전자기장 이해와 CATR 시스템의 혁신

  • 이레테크
  • 2025-07-23 16:02:53
  • 109

안녕하세요, ㈜이레테크 입니다. 

오늘은 저희 네이버 블로그 기술 정보 카테고리에 게재된 '파필드 vs 니어필드, 안테나의 두 얼굴과 CATR 시스템'에 대해 이야기해보려 합니다.

안테나 기술의 핵심 개념인 근접장(Near Field) 과 원거리장(Far Field) 의 차이를 짚어보고, 
최근 주목받고 있는 CATR(Compact Antenna Test Range) 시스템의 기술적 특징까지 함께 살펴볼 예정입니다.


 


 



근접장 (Near Field)

근접장은 안테나의 바로 인접한 영역으로, 전자기장이 매우 복잡하고 예측하기 어려운 특성을 보입니다. 
이 영역에서는 전기장(E)과 자기장(H)이 90°의 위상차를 가지며, 반응성 필드(Reactive Field) 가 지배적입니다. 
에너지가 주로 저장되지만 방사되지 않는 것이 특징입니다.

근접장은 NFC(Near Field Communication)무선 충전 시스템RFID 태그 등과 같이
짧은 거리에서의 데이터 전송이나 에너지 전달이 필요한 기술에 주로 응용됩니다.


원거리장 (Far Field)

원거리장은 안테나로부터 충분히 떨어진 영역으로, 전자기파가 평면파(Plane Wave) 형태를 띠게 됩니다. 
이 영역에서는 전기장과 자기장이 서로 수직이고 위상이 일치하며, 방사 필드(Radiating Field) 가 지배적입니다. 
안테나의 방사 패턴은 바로 이 원거리장에서 정의됩니다.

원거리장은 전자기파가 평면파 형태로 멀리 전파되는 특성을 이용해, 무선 통신, 레이더 시스템, 전파 천문학과 같은 다양한 분야에서 응용되고 있습니다.


근접장 (Near Field) vs. 원거리장 (Far Field) 차이를 정리해보겠습니다.

 특성

 근접장 (Near Field)

 원거리장 (Far Field)

 거리

 안테나에 매우 가까운 영역

 안테나에서 매우 떨어진 영역

 필드 특성

 복잡하고 예측이 어려움

 단순하고 예측 가능

 에너지

 저장됨

 방사됨

 응용 분야

 NFC, 무선 충전, RFID

 무선 통신, 레이더, 전파 천문학

 

 

CATR(Compact Antenna Test Range) 시스템


근접장과 원거리장의 특성을 이해하는 것은 안테나 설계와 측정에 매우 중요합니다. 

하지만 실제 측정 환경에서는 원거리장 조건을 만족시키기 위해 매우 큰 공간이 필요할 수 있어요. 

이런 문제를 해결하기 위해 등장한 혁신적인 기술이 바로 CATR(Compact Antenna Test Range) 시스템입니다. 

CATR은 작은 공간에서도 원거리장 조건을 시뮬레이션할 수 있게 해주는 놀라운 기술이랍니다. 

 

CATR 시스템은 유전체 렌즈를 사용하여 평면파를 만들어냅니다. 그런데 왜 이게 대단할까요?

 

 

CATR(Compact Antenna Test Range) 시스템의 기술적 특징과 장점을 알아보겠습니다.


1. 측정 거리 대폭 감소
기존의 DFF(Direct Far Field) 방식은 안테나의 성능을 정확하게 측정하기 위해 최소 10m 이상의 거리가 필요했습니다. 

하지만 CATR(Compact Antenna Test Range) 시스템은 반사판(parabolic reflector)이나 유전체 렌즈를 활용하여, 

매우 짧은 거리에서도 원거리장(Far Field) 조건을 구현할 수 있습니다.

예를 들어, CATR 시스템에서는 300mm의 측정 거리만으로도 충분한 테스트가 가능합니다. 

이 덕분에 특히 대형 안테나나 고주파 대역의 안테나를 실험실 환경에서도 효율적으로 측정할 수 있습니다.

 

2. 비용 효율성
CATR 시스템은 기존의 금속 반사판 대신 유전체 렌즈를 사용하여 제작됩니다. 

이 방식은 표면 정밀도에 대한 요구사항이 상대적으로 낮기 때문에, 전체적인 제작 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
또한, 테스트에 필요한 공간이 줄어들어 실험실 공간의 활용도를 높일 수 있다는 점도 중요한 장점입니다.

 

3. 시스템 사양
CATR 시스템은 소형이지만 고성능을 자랑합니다. 주요 사양은 다음과 같습니다:

  • 주파수 범위: 18 ~ 110 GHz

  • 렌즈 직경: 600 mm

  • Quiet Zone(QZ): ±100 mm

  • 측정 거리: 렌즈 상단에서 300 mm

  • QZ 품질: 위상 ±11도(일반), 진폭 ±1.0 dB(일반)

  • 전체 크기: 1600 x 1200 x 1800 mm (W x D x H)

 

이러한 사양 덕분에 밀리미터파(mmWave) 대역 안테나의 정밀한 테스트가 가능하며, 제한된 공간에서도 높은 신뢰도의 측정 환경을 제공합니다.

 

 

이 결과는 CATR 시스템의 뛰어난 정확성을 보여줍니다!

 

 

CATR 시스템은 제한된 공간에서도 대형 안테나를 정밀하게 측정할 수 있는 뛰어난 공간 효율성을 자랑합니다. 

금속 반사판 대신 유전체 렌즈를 사용해 제작 비용을 낮추었고, 실험실 환경에서도 손쉽게 적용할 수 있어 비용 절감 효과가 큽니다.

 

또한 18GHz부터 110GHz까지의 넓은 주파수 범위를 커버하며, Quiet Zone 내에서 위상과 진폭의 편차를 최소화해 높은 정확도의 측정 품질을 제공합니다. 

 

이러한 특징 덕분에 CATR 시스템은 5G와 6G 등 차세대 이동통신 기술 개발을 비롯해 

위성통신과 레이더 시스템 등 다양한 분야에서 필수적인 안테나 테스트 솔루션으로 각광받고 있어, 앞으로 통신 기술 발전에 어떤 영향을 미칠지 정말 기대됩니다. 

 

전화문의 : 031-345-1100 (직통 1134)

메일문의 : eretec@eretec.com