Antenna Gain   안테나 이득, 안테나 게인, 공중선 이득

(2017-04-07)

안테나 이득 단위, dBi, 안테나 절대이득, dBd, 안테나 상대이득

1. 안테나 이득전송선로에서 안테나 급전점으로 공급된 전력을 원하는 공간 방사 전력으로 변환하는 능력
     - 때로는, 안테나공간 증폭기(공간 변환기)라고 표현하기도 함
 
  ※ 통상, 이득이란 원 신호 또는 전력을 키우는 것을 의미하나, 
     - 이와달리, 안테나 이득은 기준 안테나(등방성안테나 등) 대비 얼마나 큰지를 의미함
        . 따라서, 기준되는 안테나 종류에 따라 절대 이득[dBi] 또는 상대 이득[dBd]으로 구분됨


2. 안테나 이득(Gain), 방사효율, 지향성(Directivity) 간의 차이지향성  D
     - 지향성은 순전히 방향에 만 관련되는 비
        . 주어진 방향의 복사세기 대비 전방향의 평균 복사세기 와의 비

  ㅇ 방사효율 η
     - 안테나 공급 전력안테나로부터 복사된 전력과의 比

  ㅇ 안테나 이득  G 
     - 주어진 방향으로 지향성(D) 및 복사효율(η)을 곱한 것
        . G = D × η

  ※ 안테나 이득지향성 모두가 방향에 따라 변화되므로 특별한 언급이 없으면,
     - 이 둘 모두가 최대값(최대복사방향)을 의미함


3. 안테나 이득은 포괄적인 개념임

  ㅇ 단지 방향 만 고려하는 지향성(도) 보다 이를 포괄하는 입출력 전력 比 까지도 다룸
     - 안테나 내부구조로 인한 저항손실(도전율,유전체 손실 등)도 포함하는 개념
        . 즉, 에너지를 주어진 방향으로 기준되는 안테나에 비해 얼마나 집중시킬 수 있는 능력
          에다가 손실까지를 포함하는 개념이라고 할 수 있음

  ㅇ 안테나 형상에 따라 다르며, 결국 이득이 클 수록 송신 출력을 줄일 수 있음


4. 안테나 이득 정의 및 공식안테나 이득의 정의
     - 최대 복사 방향(Boresight)에서의 기준 안테나와의 단위 입체각방사 전력 比
        . 주어진 방향으로  안테나단위 입체각방사 전력과 이와 동일 전력을 사용하
          여 등방성 안테나 또는 반파장 다이폴 안테나단위 입체각방사 전력과의 비

  ㅇ 안테나 절대이득 公式
     -  (단위 입체각안테나 방사 전력) / (단위 입체각등방성 안테나 방사 전력)

  ※ 참고로, 안테나에서 송신 및 수신 안테나 이득은 같음


5. 안테나 이득의 종류 및 단위안테나 이득의 구분은, 
     - 기준 안테나가 무엇인가에 따라 절대 이득(Gh)과 상대 이득(Ga)으로 구분

  ㅇ 절대 이득 (Gh)                                             ☞ E.I.R.P 참조
     - 기준 안테나   : 이론적으로 만 가능한 등방성 안테나(Isotropic Antenna)
        . (등방성 안테나 : 상하좌우 사방으로 전력이 똑같이 나오는 안테나)
     - 절대이득 단위 : dBi (i = Isotropic)                   (대부분 1 GHz 이상)

  ㅇ 상대 이득 (Ga)                                               ☞ E.R.P 참조
     - 기준 안테나   : 무손실 λ/2 안테나(Half-wave Dipole Antenna)
        . (λ/2 안테나 : 단일 수평면 상에서 똑같은 전력이 나오는 안테나)
     - 상대이득 단위 : dBd (d = Dipole)                      (대부분 1 GHz 이하)

  ㅇ 양자간의 관계 
       
     - `0 dBd (다이폴안테나 기준)` = `2.15 dBi (등방성안테나 기준)` = `단위 이득(Unity Gain)`
        . 상대이득 (dBd) = 절대이득 (dBi) + 2.15 dB


6. (안테나 복사전력,송신기 출력,안테나이득), (안테나 이득,실효 개구면적,파장) 간의 관계식 

  ㅇ `안테나 복사 전력`과 `송신기 출력,안테나이득` 간의 관계
      -   P =  Pt × Gt  [W] = 10 [ log Gt + log Pt ]  [dB]
         . ( P : 안테나복사전력,  Pt : 송신기 출력,  Gt : 안테나이득)
         . 즉, 송신기 안테나 가용 출력 중 안테나 이득 범위 만큼이 실제 방사됨

  ㅇ `안테나 이득`과 `실효적인 면적(실효개구면적),파장` 간의 관계  
     -   Ge = (4π/λ2)Ae
        . 즉, 안테나이득 Ge실효개구면적 Ae이 클수록, 
              짧은 파장 λ(높은 주파수)일수록 커짐


[안테나 성능]1. 안테나 파라미터  2. 복사 패턴  3. 복사 전력  4. EIRP,ERP  5. 안테나이득(Gain)  6. 지향성(Directivity)  7. 개구효율  8. 실효고,실효개구면적  9. 반전력 빔폭(HPBW)  10. 안테나 대역폭  
  1.   기술공통
  2.   기초과학
  3.   파동/광학/음향
  4.   방송/멀티미디어/정보이론
  5.   전자/전기/제어
  6.   통신/네트워킹
    1.   통신이론
    2.   선로/전송
    3.   통신망 일반
    4.   회선교환(PSTN)
    5.   무선/이동통신
      1.   무선 전파
      2.   안테나
            1. 안테나
            2. 안테나 종류
        1.   안테나 전파복사
        2.   안테나 패턴
        3.   안테나 성능
              1. 안테나 파라미터
              2. 복사 패턴
              3. 복사 전력
              4. EIRP,ERP
              5. 안테나이득(Gain)
              6. 지향성(Directivity)
              7. 개구효율
              8. 실효고,실효개구면적
              9. 반전력 빔폭(HPBW)
              10. 안테나 대역폭
          1.   안테나 효율,임피던스,저항
          2.   안테나 편파
        4.   도선형(Wire) 안테나
        5.   배열 안테나
        6.   개구면 안테나
        7.   광대역 안테나
        8.   안테나(기타일반)
        9.   다중 안테나 기술
      3.   위성통신
      4.   이동통신
      5.   무선 LAN
      6.   IoT,RFID,USN,WPAN
      7.   무선/이동통신(기타)
    6.   광통신
    7.   인터넷/데이터통신
  7.   정보기술(IT)
  8.   기계/재료/공업일반
  9.   표준/계측/품질
  10.   기술경영

 
        최근수정     모바일웹     참고문헌