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아마추어무선 자유공간경로손실 계산기

주파수와 송수신 거리를 입력해 자유공간경로손실(FSPL)을 dB로 계산합니다.

한눈에 요약

자유공간경로손실(FSPL)은 전파가 장애물이 없는 진공 공간을 전파할 때 확산에 의해 발생하는 감쇄량으로, 통신 거리나 운용 주파수가 2배가 될 때마다 손실이 약 6.02dB씩 증가합니다.

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아마추어무선 자유공간경로손실 계산기

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계산 공식 및 예시

공식자유공간경로손실 FSPL(dB) = 20 × log10(거리 d km) + 20 × log10(주파수 f MHz) + 32.45

계산 예시145MHz 주파수로 10km 거리 교신 시 자유공간경로손실은 약 95.68dB이며, 435MHz 주파수로 20km 교신 시에는 약 111.24dB입니다.

아마추어무선 자유공간경로손실 계산기 사용법

아마추어무선(HAM Radio) 운용 시 송신 신호가 공간을 거쳐 수신국 안테나에 도달할 때까지 발생하는 전력 감쇄를 정확히 파악하는 것은 통신 가능 여부를 예측하는 링크 버짓(Link Budget)의 출발점입니다.

본 계산기는 운용 주파수( $f$ )와 두 무선국 간의 직선거리( $d$ )를 입력하여 자유공간에서 발생하는 이론적인 경로손실(FSPL)을 데시벨( $\text{dB}$ ) 단위로 계산합니다. HF 단파대 원거리 교신부터 VHF/UHF 로컬 직접파 교신, 아마추어 위성 통신(LEO/OSCAR) 및 달 반사 교신(EME)에 이르기까지 신호 감쇄량을 손쉽게 검토할 수 있습니다.

계산 방법

자유공간경로손실은 무지향성(Isotropic) 안테나에서 방사된 전파가 사방으로 균일하게 확산될 때, 수신 안테나의 유효 개구면적( $A_e = \frac{\lambda^2}{4\pi}$ )이 거리에 따라 전력을 수집하는 비율에서 유도됩니다.

\text{FSPL} = \left(\frac{4\pi d}{\lambda}\right)^2 = \left(\frac{4\pi d f}{c}\right)^2

여기서 거리 단위로 킬로미터( $\text{km}$ ), 주파수 단위로 메가헤르츠( $\text{MHz}$ )를 사용하면 데시벨( $\text{dB}$ ) 공식은 다음과 같이 실용적으로 정리됩니다.

\text{FSPL(dB)} = 20 \log_{10}(d_{\text{km}}) + 20 \log_{10}(f_{\text{MHz}}) + 32.45

$d_{\text{km}}$ : 송수신 무선국 간의 직선거리 ( $\text{km}$ )
$f_{\text{MHz}}$ : 운용 반송파 주파수 ( $\text{MHz}$ )
상수 $32.45$ : 광속 $c \approx 2.9979 \times 10^8\text{ m/s}$ 및 단위 환산( $10^3 \times 10^6$ )에 따른 고정값 ( $20 \log_{10}\frac{4\pi \times 10^9}{c} \approx 32.4478$ )

6dB 법칙 (역제곱 법칙)

거리가 2배 증가하면 경로손실은 정확히 $20 \log_{10}(2) \approx 6.02\text{ dB}$ 커집니다.
주파수가 2배 높아져도 수신 안테나의 유효 개구면적이 절반으로 줄어들기 때문에 동일하게 약 $6.02\text{ dB}$ 의 손실이 추가로 발생합니다.

계산 예시

1. 145MHz VHF 대역 로컬 10km 교신

주파수: $145\text{ MHz}$
통신 거리: $10\text{ km}$
계산 과정:
- 거리 감쇄: $20 \log_{10}(10) = 20.00\text{ dB}$
- 주파수 감쇄: $20 \log_{10}(145) \approx 43.23\text{ dB}$
- 경로손실: $20.00 + 43.23 + 32.45 = 95.68\text{ dB}$

2. 435MHz UHF 대역 중거리 20km 교신

주파수: $435\text{ MHz}$
통신 거리: $20\text{ km}$
계산 과정:
- 거리 감쇄: $20 \log_{10}(20) \approx 26.02\text{ dB}$
- 주파수 감쇄: $20 \log_{10}(435) \approx 52.77\text{ dB}$
- 경로손실: $26.02 + 52.77 + 32.45 = 111.24\text{ dB}$
- VHF 145MHz 10km 대비 거리 2배(+6dB), 주파수 3배(+9.5dB)로 인해 약 $15.56\text{ dB}$ 더 큰 감쇄가 일어납니다.

사용 시 주의사항 및 활용 팁

실제 지상 통신 환경의 차이점: 본 계산기는 장애물이 없는 진공 상태를 가정한 최소치입니다. 실제 지상에서는 대지 반사에 의한 상쇄 간섭(2-Ray Ground Reflection), 건물과 수목에 의한 차폐, 지형 회절 손실로 인해 실제 손실이 $10\sim 30\text{ dB}$ 이상 증가할 수 있습니다.
링크 버짓(Link Budget) 완성하기:

P_{rx}\text{(dBm)} = P_{tx}\text{(dBm)} + G_{tx}\text{(dBi)} + G_{rx}\text{(dBi)} - L_{tx}\text{(dB)} - L_{rx}\text{(dB)} - \text{FSPL(dB)}

수신 전력( $P_{rx}$ )이 무전기의 수신 감도(통상 12dB SINAD 기준 $-120\text{ dBm}\sim -123\text{ dBm}$ )보다 커야 정상 교신이 성립합니다.

주파수가 높을 때의 안테나 이득 이점: UHF/SHF 대역은 FSPL이 크지만, 파장이 짧아 작은 크기로도 고이득 빔 안테나(야기, 파라볼라 등)를 제작할 수 있어 안테나 이득으로 경로손실을 충분히 보상할 수 있습니다.
S-미터(S-Meter) 판독 기준: IARU 규격상 VHF/UHF 대역에서 $S9$ 신호는 $-93\text{ dBm}$ , HF 대역에서는 $-73\text{ dBm}$ 기준입니다. $1\text{ S-Unit}$ 은 약 $6\text{ dB}$ 차이이므로, 계산된 수신 신호 레벨을 통해 대략적인 신호 보고(RS 리포트)를 예측할 수 있습니다.

최종 내용 검토일: 2026-09-16

Q&A

자주 묻는 질문

자유공간경로손실(FSPL)이란 무엇인가요?

자유공간경로손실(Free Space Path Loss)은 전파가 장애물, 지표면 반사, 대기 흡수가 전혀 없는 진공 이상 공간에서 사방으로 균일하게 퍼져나갈 때 구면파 확산으로 인해 수신 안테나에 도달하는 전력이 줄어드는 현상을 dB 단위로 나타낸 수치입니다.

주파수가 높아지면 왜 자유공간 경로손실이 커지나요?

동일한 이득(예: 0dBi 무지향성)을 갖는 수신 안테나의 물리적 유효 개구면적(Effective Aperture)은 파장의 제곱에 비례합니다. 주파수가 높아지면 파장이 짧아져 안테나가 전파를 포획하는 면적이 줄어들기 때문에 수신 전력이 감소하여 손실이 크게 계산됩니다.

실제 지상 아마추어무선 교신에서도 FSPL만 적용되나요?

아닙니다. FSPL은 이론적인 최소 감쇄량입니다. 지상 교신에서는 지형 및 건물에 의한 회절과 차폐, 지표면 반사에 의한 2-Ray 간섭 페이딩, 안테나 고도, 동축케이블 급전선 손실, 안테나 이득(dBi)을 종합적으로 고려하는 링크 버짓(Link Budget)을 수립해야 합니다.

통신 거리가 2배 멀어지면 신호는 얼마나 약해지나요?

역제곱 법칙에 따라 거리가 2배가 되면 전파 수신 전력 밀도는 1/4로 줄어들며, 이는 데시벨(dB)로 정확히 약 6.02dB의 추가 손실에 해당합니다. 일반적인 통신 수신기에서 1개 S-단위(S-Unit)는 6dB 차이이므로, 거리가 2배 늘어나면 신호 강도가 약 1 S-unit 감소합니다.