안테나 이득 dBi dBd 그리고 S 미터

안테나 이득 표기 dB (데시벨) 에 대해 잘 알고 있는 경우도 있고 모르고 있는 경우도 있을 것이다.

 

안테나의 이득은 메이커에 따라서 두가지로 표시한다.

 

dBi   : 자유공간에서의 등방성 안테나(Isotropic) 기준으로 상대 이득 표기 이다.  

dBd : 자유공간에서의 다이폴(Dipole) 기준으로 상대 이득 표기 이다. 

 

현재 사용중인 안테나의 이득 표기가 +3dBi 라면 등방성 안테나 기준 값이고 +3dBd 라면 다이폴 안테나 기준 값이다. 

다이폴 안테나는 등방성 안테나(무지향)에 비해 +2.15dB 이득을 가지고 있으므로(지향성 때문에) 이득이 +3dBd 라면 등방성 안테나 기준으로 하면 5.15dBi (3 dBd + 2.15 = 5.15 dBi) 가 된다.  (제조사 입장으로는 수치가 더 크게 보이는 dBi 표기를 선호 할 수 밖에 없게 된다. )

 

아래는 이와 같은 dBi, dBd 차이를 도표로 정리한 값이다. 

 

1W 출력시 상대 출력이라는 것은  전계강도가 얼마나 더 높아지는지에 대한 상대적인 값이다.(dB 로만 써 놓으면 잘 느껴지지 않기 때문에 출력으로 환산해본 것이다)

 

실제로 출력이 높아지는 것이 아니라는 것을 명심해야 한다.  1W 를 보내서 10W(+10dB 이득) 가 나간다고 하면 에너지 보존 법칙에 위배된다. 그런 안테나는 존재하지 않는다. 

이득의 차이라는 것은 쉽게 말해서,  360 도 방향으로 1W 를 펼쳐서 보내는 것과 그것의 1/10 면적에만 1W 를 모아서 보내는 것의 차이이다.   즉, 이득이 발생했다는 의미는 안테나에 지향성(패턴) 이 발생했다는 의미와 같다. 

 

필요한 방향으로만 보내면 결과적으로 전계강도가 증가하므로 이것이 "이득" 으로 표기되고, 수신측에서는 마치 상대방의 출력이 올라간 것처럼 보인다. 

 

참고로, S 미터 한칸은 6dB 이므로 상대방의 S 미터 1 칸을 올리려면 안테나 이득을 +6dB 더 올리든가 아니면 +6dB 에 해당하는 출력(4배)으로 올려야 한다.

 

dB 규칙은 간단하다.  +3dB 마다 출력이 두배,  +10dB 마다 출력이 10배 이다. 

3dB + 10dB 면 표기는 13 dB 가 되고 출력비는 2x10 으로 약 20 배 이다. (더하기가 아니고 곱하기 이다) 

3dB + 3dB + 3dB 면 표기는 9 dB 가 되고 출력비는 2x2x2 으로 약 8 배가 된다.

 

전술한대로 S 미터는 한칸이 6dB 이므로 아래와 같다. 

 

10W 에서 100W 로 올리면 +10dB 이고 S 미터 한칸 반 조금 더 올라간다(S 미터 기준 +1.67  칸)

100W 에서 1000W(1KW) 로 올리면 엄청난것 같겠지만  S 미터 기준으로 위와 같이 +1.67 칸 오른다.

50W 에서 100W 로 올리면 S 미터 반칸이 올라간다. (출력 두배, +3dB)

 

100W 에서 150W 올리고 잘 들리냐고 물어본다면 아직 갈 길이 멀다. (+1.5dB 증가 S 미터 약 1/4 칸) 

물론 안올린 것보다는 낫겠지만.. 

 

S 미터와 출력과의 관계는 아래 글도 참고한다.

https://ds1orj.tistory.com/138

S 미터의 비밀