EIRP 계산기 - 유효 등방성 복사 전력
송신기 전력, 케이블 손실, 안테나 이득으로 RF, Wi-Fi, 위성 시스템의 유효 등방성 복사 전력(EIRP)을 계산합니다.
송신기 출력 전력, 케이블 및 커넥터 총 손실, dBi 단위 안테나 이득을 입력하면 EIRP를 dBm과 와트로 확인할 수 있습니다.
EIRP 계산기 - 유효 등방성 복사 전력
송신기 전력, 케이블 손실, 안테나 이득으로 RF, Wi-Fi, 위성 시스템의 유효 등방성 복사 전력(EIRP)을 계산합니다.
EIRP 계산기 소개
유효 등방성 복사 전력(EIRP)은 송신 안테나 시스템에서 가장 중요한 단일 성능 지표입니다. 실제 시스템이 최대 이득 방향에서 만드는 것과 같은 신호 세기를 얻기 위해 등방성 안테나가 얼마나 많은 전력을 복사해야 하는지를 나타냅니다. EIRP는 안테나에 전달되는 송신기 전력에 등방성 복사체 대비 안테나 이득을 곱하고, 송신기 출력 포트와 안테나 입력 포트 사이의 케이블, 커넥터, 분배기 손실을 뺀 값입니다.
로그(dB) 형식의 공식은 EIRP(dBm) = P_tx(dBm) - L_cable(dB) + G_antenna(dBi)입니다. 송신기 전력을 와트에서 dBm으로 바꾸는 식은 간단합니다. P(dBm) = 10 × log₁₀(P_watts × 1000). EIRP 결과를 다시 와트로 변환하려면 P(W) = 10^(EIRP_dBm / 10) / 1000을 사용합니다. dBW 형식은 단순히 EIRP(dBW) = EIRP(dBm) - 30입니다.
EIRP가 중요한 이유는 미국 FCC, 유럽 ETSI 및 전 세계의 동등한 규제 기관이 모든 무선 기기 유형에 대해 최대 EIRP 한도를 정하기 때문입니다. 유럽에서 2.4 GHz 대역으로 동작하는 Wi-Fi 액세스 포인트는 일반적으로 100 mW(20 dBm) EIRP로 제한됩니다. VSAT 위성 단말은 인접 위성에 간섭을 주지 않도록 EIRP 플럭스 밀도 한도를 만족해야 합니다. FM 방송국은 전력과 안테나 높이로 면허를 받으며, 이 두 요소가 EIRP와 커버리지 영역을 결정합니다.
무선 링크 버짓에서 EIRP는 출발점입니다. 이는 자유 공간 경로 손실 계산, 원단의 수신 신호 레벨, 그리고 궁극적으로 페이딩과 간섭에 대한 안전 계수인 링크 마진을 좌우합니다. 자유 공간 조건에서 EIRP가 3 dB 증가하면 수신 전력은 두 배가 되며, 동등하게 통신 거리는 √2배 늘어납니다. 셀룰러 기지국, 점대점 마이크로파 링크, RFID 리더, 레이더 시스템을 설계하는 엔지니어는 모두 송신 측 성능을 비교하는 공통 기준으로 EIRP를 사용합니다.
고이득 안테나는 EIRP를 높이는 데 특히 비용 효율적인 방법입니다. 많은 응용에서 20 dBi 포물면 접시 안테나는 송신기 전력, 발열, 배터리 소모를 늘리지 않고 EIRP에 20 dB를 더합니다. 반대로 케이블 손실은 순수한 낭비입니다. 삽입 손실 1 dB마다 송신기는 더 세게 동작해야 하거나 커버리지가 줄어듭니다. 케이블 길이를 최소화하고, 저손실 케이블을 사용하며, 커넥터를 적절한 토크로 조이고 방수·방후 처리하는 것은 현장 배치에서 높은 EIRP를 유지하기 위한 표준 관행입니다.
이 계산기는 송신기 전력을 와트 또는 dBm으로 입력받고 EIRP를 dBm, dBW, 와트로 동시에 반환하므로 규제 제출서, 데이터시트 또는 링크 버짓 스프레드시트에서 요구하는 단위 체계에 맞춰 유연하게 작업할 수 있습니다.
EIRP 계산기 예시
송신기 전력, 케이블 손실, 안테나 이득이 EIRP로 결합되는 방식을 보여 주는 현실적인 무선 시스템 시나리오 세 가지입니다.
| 시스템 | EIRP | 참고 |
|---|---|---|
| Wi-Fi AP: P_tx = 100 mW (0.1 W), 케이블 손실 = 3 dB, 안테나 이득 = 3 dBi | 20.0 dBm = 100 mW | P_tx = 20 dBm; EIRP = 20 - 3 + 3 = 20 dBm. 이는 EU의 2.4 GHz 실내 Wi-Fi 20 dBm EIRP 한도와 정확히 일치합니다. |
| FM 송신기: P_tx = 1000 W, 케이블 손실 = 2 dB, 안테나 이득 = 6 dBi | 64.0 dBm ≈ 2512 W | P_tx = 10 × log₁₀(1 000 000) = 60 dBm. EIRP = 60 - 2 + 6 = 64.0 dBm. 일반적인 커뮤니티 FM 방송국으로, 평탄 지형에서 커버리지 반경은 약 20 km입니다. |
| 소형 VSAT 단말: P_tx = 1 W, 케이블 손실 = 0.5 dB, 안테나 이득 = 14 dBi(0.3 m 접시 안테나) | 43.5 dBm ≈ 22.4 W | P_tx = 30 dBm; EIRP = 30 - 0.5 + 14 = 43.5 dBm. 소형 접시 안테나를 갖춘 컴팩트 VSAT 단말로 일반적인 위성 플럭스 밀도 한도를 만족합니다. |
| Bluetooth LE: P_tx = 1 mW (0 dBm), 케이블 손실 = 0 dB, 안테나 이득 = 0 dBi(칩 안테나) | 0 dBm = 1 mW | 최소 복잡도의 BLE 설계입니다. Class 3 기기이며 일반적인 실내 범위는 1–10 m입니다. |
EIRP 계산기 사용 방법
- 송신기 출력 전력을 입력하고 단위를 선택합니다. 데이터시트의 직접 전력 값에는 와트(W)를, 스펙트럼 분석기나 링크 버짓 표의 값에는 dBm을 선택하세요.
- 케이블 및 커넥터의 총 손실을 dB로 입력합니다. 송신기 출력 포트와 안테나 급전점 사이의 모든 요소, 즉 동축 케이블, 커넥터, 낙뢰 보호기, 분배기를 포함하세요.
- 안테나 이득을 dBi로 입력합니다. 사용 주파수와 링크 편파 각도에서 제조사가 제시한 정격 이득을 사용하세요.
- EIRP 계산을 클릭합니다. 도구는 EIRP를 dBm, dBW, 와트로 반환합니다. 결과를 해당 주파수 대역과 국가의 규제 EIRP 한도와 비교하세요.
- 규제 한도 내에서 EIRP를 최대화하려면 안테나 이득을 높이거나 케이블 손실을 줄이세요. 두 방법 모두 발열과 전력 소비를 늘리는 송신기 전력 증가보다 비용 효율적입니다.
EIRP 계산기 FAQ
EIRP와 ERP의 차이는 무엇인가요?
EIRP(유효 등방성 복사 전력)는 등방성 안테나 대비 이득(dBi)을 기준으로 하고, ERP(유효 복사 전력)는 반파장 다이폴 대비 이득(dBd)을 기준으로 합니다. 다이폴은 2.15 dBi의 이득을 가지므로 같은 시스템에서 ERP는 항상 EIRP보다 2.15 dB 낮습니다. 방송 규제 기관은 ERP를 자주 사용하고, 마이크로파 및 위성 엔지니어는 EIRP를 사용합니다.
송신기 전력을 와트에서 dBm으로 어떻게 변환하나요?
P(dBm) = 10 × log₁₀(P_watts × 1000)을 사용합니다. 예를 들어 1 W = 10 × log₁₀(1000) = 30 dBm, 0.1 W = 20 dBm, 10 W = 40 dBm입니다. 반대로 P(W) = 10^(P_dBm/10) / 1000입니다.
케이블 손실은 왜 EIRP를 줄이나요?
송신기 출력과 안테나 사이의 모든 수동 소자는 송신 전력의 일부를 열로 흡수합니다. 케이블 손실 1 dB마다 EIRP는 1 dB 감소하며, 케이블 손실 3 dB마다 EIRP가 절반이 되는 것과 같습니다. 더 짧고 직경이 큰 저손실 케이블을 사용하고 커넥터 수를 최소화하면 EIRP가 직접 개선됩니다.
Wi-Fi 장비에는 어떤 EIRP 한도가 적용되나요?
한도는 국가와 대역에 따라 다릅니다. EU의 ETSI EN 300 328에서는 2.4 GHz 실내 Wi-Fi가 100 mW(20 dBm) EIRP로 제한되고, 실외 5 GHz 채널은 200 mW(23 dBm)로 제한됩니다. 미국 FCC Part 15 규칙은 최대 1 W(30 dBm) 송신 전력을 허용하지만 점대다점 시스템의 EIRP를 약 36 dBm으로 제한합니다.
EIRP는 링크 버짓과 어떤 관계가 있나요?
EIRP는 링크 버짓의 출발점입니다. 수신 전력 = EIRP - 자유 공간 경로 손실 + 수신 안테나 이득 - 수신 시스템 손실. 더 높은 EIRP는 수신 신호 세기를 직접 개선하거나 더 긴 거리에서 같은 링크 마진을 유지할 수 있게 합니다. 자유 공간 경로 손실 조건에서 EIRP가 6 dB 증가할 때마다 통신 거리는 두 배가 됩니다.
규제 한도를 넘는 고이득 안테나로 EIRP를 높일 수 있나요?
아니요. 규제 기관은 송신기 전력만이 아니라 총 EIRP를 제한합니다. 규제 제출에서 EIRP가 36 dBm으로 제한되어 있고 6 dBi 안테나를 10 dBi 안테나로 바꾸면, 한도 안에 머물기 위해 송신기 전력을 4 dB 줄여야 합니다. 허용된 것보다 높은 이득의 안테나를 사용하면서 송신기 전력을 줄이지 않는 것은 불법 개조이며 벌금과 장비 압수로 이어질 수 있습니다.