아마추어무선 ERP 계산기

아마추어무선 ERP 계산기 사용법

아마추어무선(HAM) 송수신 시스템에서 송신기의 정격 출력과 실제 공중으로 방사되는 실효 전력은 다릅니다. 송신기에서 송출된 고주파(RF) 신호는 동축케이블과 각종 커넥터를 거치면서 감쇠되고, 이후 지향성 안테나를 통해 특정 방향으로 집중되어 방사됩니다.

본 계산기는 송신기 출력($P_{\text{tx}}$), 급전선 및 커넥터 손실($L_{\text{cable}}$), 안테나 이득($G_{\text{ant}}$)을 종합하여 안테나 주 방사 방향으로 실효 방사되는 유효복사전력(ERP, Effective Radiated Power) 및 등가등방복사전력(EIRP, Effective Isotropic Radiated Power)을 정밀하게 산출합니다.

계산 방법

유효복사전력(ERP)은 송신기의 공중선 전력에서 급전선 손실을 차감한 뒤 안테나 이득(dBd)을 적용하여 계산합니다.

1. 계통 순이득 계산 ($\text{Net Gain}$):

2. 유효복사전력 (ERP) 계산:

3. 등가등방복사전력 (EIRP) 계산: 아이소트로픽(등방성) 안테나 기준 이득($\text{dBi}$)은 반파장 다이폴($\text{dBd}$)보다 $2.15\text{dB}$ 높습니다 ($\text{dBi} = \text{dBd} + 2.15$). 따라서 EIRP는 다음과 같이 유도됩니다.

4. 안테나 실제 공급 전력 ($P_{\text{ant}}$산출):

계산 예시

• 상황 1: VHF/UHF 모빌 또는 베이스 스테이션 (50W 출력 + 3소자 야기 안테나)

  • 송신기 출력: 50W
  • 급전선 손실: 1.5dB (5D-FB 케이블 약 15m 및 커넥터 손실)
  • 안테나 이득: 6.0dBd (약 8.15dBi)
  • 계통 순이득: +4.5dB ($6.0 - 1.5 = 4.5$)
  • 안테나 도달 전력: 약 35.4W
  • 유효복사전력(ERP): 약 140.9W (EIRP 약 231.2W)

• 상황 2: HF 대역 표준 기지국 (100W 출력 + 다이폴 안테나)

  • 송신기 출력: 100W
  • 급전선 손실: 2.0dB
  • 안테나 이득: 0.0dBd (기본 반파장 다이폴)
  • 계통 순이득: -2.0dB
  • 안테나 도달 전력: 약 63.1W
  • 유효복사전력(ERP): 약 63.1W (EIRP 약 103.5W)

사용 시 주의사항 및 활용 팁

• dBi와 dBd 단위 구분: 안테나 카탈로그 표기 단위를 주의 깊게 확인해야 합니다. 상용 안테나 스펙에 dBi로 적혀 있다면 반드시 dBi - 2.15를 적용하여 dBd 단위로 변환해 입력해야 오차가 발생하지 않습니다.
• 주파수별 케이블 감쇠율: 동일한 동축케이블(예: RG-58, 5D-2V 등)이라도 HF(7~28MHz) 대역에 비해 VHF(144MHz) 및 UHF(430MHz) 대역으로 갈수록 전송 손실이 급격히 증가합니다. UHF 대역 운용 시에는 저손실 케이블(8D-FB, LMR-400 이상) 사용을 권장합니다.
• SWR 반사 손실: 본 계산기는 안테나 계통의 임피던스가 양호하게 정합(SWR 1.5 이하)된 환경을 가정합니다. 높은 SWR로 인한 반사 손실이 크다면 실제 복사 전력은 계산값보다 줄어들 수 있습니다.
• 법적 규제 및 전자파 안전: 고이득 지향성 안테나(야기, 파라볼릭 등)를 사용할 경우 송신기 출력이 50W~100W 수준이더라도 빔 정면의 복사 전력(ERP/EIRP)은 수백 와트 이상으로 대폭 증가하므로, 인체 전자파 방호 안전거리 기준을 반드시 준수해야 합니다.