안테나 복사 전력의 개념

1. 개요

  특정한 안테나는 형태에 따라 각각의 안테나 이득을 갖고 있기 때문에 이득이 큰 안테나를 사용하면 송신출력을 줄일 수 있다.    송신출력과 안테나의 이득을 곱한 값을 안테나 복사전력이란 용어로 규정하고 있다.

2. 산출식

o. 안테나의 복사전력 P는 아래와 같다.
P = Pt × Gt [W] = 10[ log Gt + log Pt] [dB]
주) P : 복사전력,   Pt : 송신기 출력,  Gt : 안테나의 이득

3. 안테나의 이득

가. 이득

o. 안테나의 이득은 절대이득(G_h)과 상대이득(G_a)으로 구분한다.

- 절대이득은 이론적으로만 가능한 등방성 안테나를 기준으로 하는 경우이며, 대부분 1GHz 이상에서 많이 사용한다.
   ∙ 절대이득(G_h) : dBi (i = isotropic)

- 상대이득은 기준안테나인 무손실 λ/2 (반파장) 안테나(지향성 안테나)를 기준으로 하는 경우이며,
   대부분 1GHZ 이하에서 많이 사용한다.
   ∙ 상대이득(G_a) : dBd (d = dipole)

나. 절대이득과 상대이득의 관계
o 절대이득(dBi) = 상대이득(dBd) + 2.15dB
주) 이 식은 0dBd가 지향성을 갖고 있기 때문에 0dBi보다 1.64배(2.15dB) 더 멀리 전파가 진행했다고 보면된다.

4. ERP와 EIRP

가. 정의

o EIRP : 실효등방성복사전력(EIRP : Effective Isotropic Radiated Power)
            안테나에 공급되는 송신기의 전력과 등방성 안테나에 대한 절대이득의 곱

o. ERP : 실효복사전력(ERP : Effective Radiated Power)
             안테나에 공급되는 송신기의 전력과 주어진 방향에서의 반파장 다이폴 안테나에 대한 상대이득의 곱

나. 관계식  ;  EIRP = ERP + 2.15dB.

o 계산 예

안테나 이득 : 10dBd 이고 송신기 출력 : 1W (30dBm) , Pt=10log(1W/1mW)=30dBm
일 경우
∴ ERP(실효복사전력) = 10dBd + 30dBm = 40dBm (=10W)
              (10dBd의 이득을 가진 안테나는 송신출력 1W가 10W의 효과)
∴ EIRP(실효등방성복사전력) = 40dBm + 2.15dB = 42.15dBm  (=16.4W)
              (ERP보다 2.15dB더큼.  즉 42.15dBm은 40dBm보다 1.64배 더 크다)

안테나 이득이 6dBd인 안테나는 무손실 λ/2 (반파장) 안테나 보다 4배의 이득을 기지며,
1/4의 전력을 사용한 것과 같은 결과가 된다.

다. ERP와 EIRP의 비교표      계산기      계산기