주파수를 만들어내는 '발진자(Oscillator)

마이크로웨이브 주파수를 만들어내는 '발진자(Oscillator)'는 주파수의 높낮이와 필요한 에너지의 양에 따라 그 종류와 원리가 완전히 다릅니다.

대표적인 3가지 핵심 발진자를 정리해 드릴게요.

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1. 압전 소자 발진기 (Piezoelectric Oscillator)

주로 사용되는 곳: 20~100kHz 초음파 세척기, 쿼츠 시계, 가습기

• 원리 (압전 효과): 특정 결정체(수정, 세라믹 등)에 전압을 걸면 모양이 변하고, 반대로 누르면 전기가 발생하는 성질을 이용합니다.
• 작동: 전기 신호를 아주 빠르게 줬다 뺐다 하면 세라믹 판이 "부르르" 떨리면서 기계적 진동(초음파)을 만들어냅니다.
• 특징: 정밀한 주파수를 일정하게 유지하는 데 매우 유리합니다.

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2. LC 발진기 및 반도체 소자 (LC Oscillator & RF Transistor)

주로 사용되는 곳: 13.56MHz(NFC), 라디오, 무선 통신 장비

• 원리 (전기적 공진): 인덕터(L, 코일)와 커패시터(C, 축전기)를 연결하면 에너지가 두 소자 사이를 왔다 갔다 하며 특정 주파수로 진동합니다.
• 작동: 이 진동이 멈추지 않도록 트랜지스터(반도체)가 에너지를 계속 보충해 주면 일정한 고주파 신호가 유지됩니다.
• 특징: 회로 설계에 따라 주파수를 넓은 범위에서 조절할 수 있습니다.

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3. 마그네트론 (Magnetron)

주로 사용되는 곳: 2.45GHz 전자레인지, 레이더

• 원리 (전자 회전): 진공관 내부에서 전자가 강력한 자기장을 따라 회전할 때 발생하는 에너지를 이용합니다.
• 작동: 1. 중앙의 음극에서 전자가 튀어나옵니다.

2. 강력한 자석이 전자를 휘게 만들어 원형 궤도로 돌게 합니다.

3. 전자가 주변의 금속 구멍(공동)을 지나갈 때 마치 휘파람을 불 듯 고주파(마이크로웨이브)가 발생합니다.

• 특징: 매우 높은 출력(수백~수천 W)의 마이크로웨이브를 만드는 데 가장 효율적입니다.

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요약 비교

종류	주요 주파수 대역	핵심 원리	용도 예시
압전 발진자	20kHz ~ 수 MHz	결정체의 물리적 떨림	초음파 세척기, 시계
LC 회로	수 MHz ~ 수 GHz	코일과 콘덴서의 전기 공진	13.56MHz 카드, Wi-Fi
마그네트론	2GHz 이상 (고출력)	진공관 내 전자의 회전 운동	전자레인지, 레이더