뉴스 - 안테나 이득의 원리, 안테나 이득 계산 방법

안테나 이득은 이상적인 점 음원 안테나를 기준으로 특정 방향에서 안테나가 방사하는 전력 이득을 나타냅니다. 이는 특정 방향에서의 안테나 방사 능력, 즉 해당 방향에서의 신호 수신 또는 송신 효율을 의미합니다. 안테나 이득이 높을수록 특정 방향에서 안테나 성능이 우수하고 신호를 더욱 효율적으로 수신 또는 송신할 수 있습니다. 안테나 이득은 일반적으로 데시벨(dB)로 표시되며 안테나 성능을 평가하는 중요한 지표 중 하나입니다.

다음으로는 안테나 이득의 기본 원리와 안테나 이득 계산 방법 등을 설명해 드리겠습니다.

1. 안테나 이득의 원리

이론적으로 안테나 이득은 동일한 입력 전력에서 특정 공간 위치에서 실제 안테나와 이상적인 점 소스 안테나가 생성하는 신호 전력 밀도의 비율입니다. 여기서 점 소스 안테나라는 개념이 언급되는데, 이는 신호를 균일하게 방출하는 안테나를 상상한 것입니다. 즉, 신호 방사 패턴이 균일하게 확산된 구형인 안테나입니다. 하지만 실제 안테나는 방사 이득 방향(이하 방사면)을 가지고 있습니다. 방사면 위의 신호는 이론적인 점 소스 안테나의 방사 값보다 강하고, 다른 방향의 신호는 약해집니다. 여기서 실제 값과 이론 값의 비교가 안테나 이득입니다.

사진은 다음을 보여줍니다RM-SGHA42-10제품 모델 데이터 획득

일반인들이 흔히 접하는 수동 안테나는 송신 전력을 증폭시키지 못할 뿐만 아니라 오히려 송신 전력을 소모한다는 점에 유의해야 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 안테나가 이득을 얻는다고 여겨지는 이유는 다른 방향으로의 방사를 희생하고 특정 방향으로 방사를 집중시켜 신호 이용률을 향상시키기 때문입니다.

2. 안테나 이득 계산

안테나 이득은 실제로 무선 전력의 집중 방사 정도를 나타내므로 안테나 방사 패턴과 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 안테나 방사 패턴에서 주엽이 좁고 측엽이 작을수록 이득이 높다고 알려져 있습니다. 그렇다면 안테나 이득은 어떻게 계산할까요? 일반적인 안테나의 경우, 공식 G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)}를 사용하여 이득을 추정할 수 있습니다.
2θ3dB, E와 2θ3dB, H는 각각 두 주요 평면에서의 안테나 빔 폭이며, 32000은 통계적 경험 데이터입니다.

그렇다면 100mW 무선 송신기에 +3dBi 이득의 안테나가 장착되어 있다는 것은 무엇을 의미할까요? 먼저 송신 전력을 신호 이득(dBm)으로 변환해 보겠습니다. 계산 방법은 다음과 같습니다.

100mw=10lg100=20dbm

다음으로 송신 전력과 안테나 이득의 합인 총 송신 전력을 계산합니다. 계산 방법은 다음과 같습니다.

20dbm+3dbm=23dbm

마지막으로, 등가 송신 전력은 다음과 같이 재계산됩니다.

10^(23/10)≈200mw

즉, +3dBi 이득을 가진 안테나는 동일한 송신 전력을 두 배로 늘릴 수 있습니다.

3. 공통 이득 안테나

우리가 흔히 사용하는 무선 공유기의 안테나는 무지향성 안테나입니다. 안테나의 방사면은 안테나에 수직인 수평면에 위치하여 방사 이득이 최대가 되며, 안테나 위쪽과 아래쪽으로는 방사량이 크게 약해집니다. 마치 신호용 배트를 약간 납작하게 만든 것과 같습니다.

안테나 이득은 신호의 "형태"를 조절하는 것이며, 이득의 크기는 신호의 활용률을 나타냅니다.

또한 흔히 볼 수 있는 판형 안테나도 있는데, 이는 일반적으로 지향성 안테나입니다. 방사면은 판 바로 앞쪽의 부채꼴 모양 영역에 집중되어 있으며, 다른 영역의 신호는 완전히 약화됩니다. 마치 전구에 스포트라이트 덮개를 씌운 것과 같은 원리입니다.

요약하자면, 고이득 안테나는 더 긴 수신 거리와 더 나은 신호 품질을 제공하지만, 특정 방향(일반적으로 낭비되는 방향)으로의 방사량은 감소합니다. 저이득 안테나는 일반적으로 넓은 지향성 범위를 가지지만 수신 거리가 짧습니다. 무선 제품은 일반적으로 제조사에서 사용 시나리오에 따라 설정을 구성하여 출고됩니다.

모두에게 좋은 이득을 제공하는 안테나 제품 몇 가지를 더 추천해 드리고 싶습니다.