아마추어무선 EIRP 계산기

아마추어무선 EIRP 계산기 사용법

아마추어무선(HAM Radio) 운용 시 송신기(Transmitter)에서 발생한 고주파(RF) 에너지는 동축케이블과 커넥터를 거치며 일부 손실되고, 최종적으로 안테나를 통해 공간으로 방사됩니다. 안테나는 특정 방향으로 전파 에너지를 집중시키는 이득(Gain)을 가집니다.

이 계산기는 송신기 원출력, 급전선 손실, 안테나 이득을 종합하여 전파가 실제로 방사되는 방향의 실효 전력인 등가등방복사전력(EIRP)과 반파장 다이폴 기준인 실효복사전력(ERP)을 정밀하게 계산해 줍니다.

1. 송신기 출력 (TX Power): 무전기나 선형 증폭기(리니어 앰프)의 RF 출력 전력($\text{W}$)을 입력합니다. (예: 핸디 QRP $5\text{ W}$, 차량용 모빌 $50\text{ W}$, 기지국 $100\text{ W} \sim 1,000\text{ W}$)
2. 케이블 및 커넥터 손실: 송신기 출력단부터 안테나 급전점까지의 동축케이블 감쇠량 및 커넥터 접점 손실의 총합($\text{dB}$)을 입력합니다.
3. 안테나 이득: 장착된 안테나의 절대 이득($\text{dBi}$)을 입력합니다. 안테나 사양표에 $\text{dBd}$로 적혀 있다면 $+2.15\text{ dB}$를 더해 입력합니다.

계산 방법

EIRP는 데시벨($\text{dBm}$) 단위로 계산한 후 물리적인 전력 단위인 와트($\text{W}$)로 환산합니다.

송신기 출력 전력($\text{W}$)을 데시벨-밀리와트($\text{dBm}$)로 변환하는 공식은 다음과 같습니다.

급전계통의 케이블 손실($L_{\text{cable}}$)과 안테나 절대이득($G_{\text{antenna}}$)을 반영한 EIRP($\text{dBm}$) 공식은 다음과 같습니다.

이를 다시 와트($\text{W}$) 단위 전력으로 역환산하면 다음과 같은 선형 공식이 됩니다.

국내 전파법 규제 및 무선국 허가 검사에서 자주 사용되는 반파장 다이폴 안테나 기준 실효복사전력(ERP)은 등방성 안테나 기준 EIRP보다 $2.15\text{ dB}$ 낮으므로 다음 공식으로 상호 환산할 수 있습니다.

계산 예시

• 차량용 144/430MHz 모빌 리그 운용:
  • 송신기 출력: $50\text{ W}$ ($46.99\text{ dBm}$)
  • 동축케이블(RG-58 5m 및 커넥터): 손실 $1.5\text{ dB}$
  • 모빌 안테나 이득: $6.0\text{ dBi}$
  • 계통 순이득: $6.0 - 1.5 = +4.5\text{ dB}$ (전력 약 $2.82\text{배}$ 증가)
  • 최종 EIRP: 약 $140.92\text{ W}$ ($51.49\text{ dBm}$)
  • 실효복사전력(ERP): 약 $85.90\text{ W}$
• QRP 야외 포터블 운용 (핸디 무전기 + 로드 안테나):
  • 송신기 출력: $5\text{ W}$ ($36.99\text{ dBm}$)
  • 케이블 손실: 본체 직결로 커넥터 손실만 약 $0.2\text{ dB}$
  • 1/4 파장 휩 안테나 이득: $2.15\text{ dBi}$
  • 최종 EIRP: 약 $7.78\text{ W}$ ($38.94\text{ dBm}$)
• 430MHz 기지국 고이득 빔 야기(Yagi) 안테나 운용:
  • 송신기 출력: $50\text{ W}$
  • 고품질 에어 동축케이블 20m: 손실 $2.0\text{ dB}$
  • 15소자 야기 안테나 이득: $14.0\text{ dBi}$
  • 계통 순이득: $14.0 - 2.0 = +12.0\text{ dB}$ ($10^{1.2} \approx 15.85\text{배}$)
  • 최종 EIRP: 약 $792.45\text{ W}$ ($58.99\text{ dBm}$)
  • 높은 지향성 안테나를 통해 $50\text{ W}$ 출력으로도 특정 방향에 $800\text{ W}$에 육박하는 등가 에너지를 집중 투사할 수 있습니다.

사용 시 주의사항 및 활용 팁

• 안테나 이득 단위 확인: 안테나 카탈로그에 표기된 단위가 dBi(등방성 기준)인지 dBd(반파장 다이폴 기준)인지 확인하세요. $$\text{dBi} = \text{dBd} + 2.15$$ 공식을 통해 손쉽게 상호 변환할 수 있습니다.
• 주파수에 따른 감쇠율 차이: 동일한 두께의 동축케이블이라도 사용 주파수가 높아질수록(HF 7MHz < VHF 144MHz < UHF 430MHz) 급전선 손실이 급격히 증가합니다. UHF 이상 고주파 대역에서는 손실이 적은 저손실 케이블(예: LMR-400, 10D-FB)을 사용하는 것이 유리합니다.
• 전자파 인체보호 기준(SAR) 준수: 고이득 빔 안테나와 고출력 송신기를 사용할 경우 빔 중심 방향으로 매우 강력한 EIRP가 형성됩니다. 거주 공간과의 안전 이격 거리를 확인하고 전파 인체안전 기준을 준수해야 합니다.