지향성(Directivity)이란?
현 생활 속에서 사용되는 안테나는, 가능한 모든 방향으로 균일한 전력을 전달하도록 설계된 안테나가 있는 반면에 특정 방향에 집중해서 전력을 전달하도록 설계된 안테나가 있습니다.
이처럼 안테나가 특정 방향으로 전력을 얼마나 집중해서 보내는가를 나타내는 지표 중에는 지향성(Directivity) 이라는 항목이 있습니다.
Directivity 계산식
Directivity = 특정방향의 방사세기 / 평균방사세기
Directivity = U / Uo
즉, 지향성이 높은 안테나일수록 특정 방향으로 치우쳐 전력을 전달합니다.
반대로 지향성이 낮을수록 여러 방향으로 전력을 전달하는 특성을 보입니다.
지향성이 높으면 항상 좋은 안테나일까?
지향성은 이처럼 안테나의 특성을 설명해주는 중요한 파라미터입니다.
그러나 지향성이 높거나 낮다고 해서 좋은 안테나라고 말할 수는 없습니다.
목적과 그 용도에 따라 높은 지향성을 가진 안테나가 좋을 수가 있고, 반대로 낮은 지향성을 가진 안테나가 더 적합할 수도 있기 때문입니다.
통신 환경에 따른 지향성 선택
가령 송신지와 수신지 간의 위치와 방향이 일정하지 않은 핸드폰과 기지국과의 통신의 경우에는 가능한 전력을 전 방향으로 방사하는 안테나, 즉 무지향성 안테나가 유리합니다.
반면 위성 통신 시스템처럼 송·수신지의 위치가 비교적 일정한 경우에는 가능한 전력의 낭비 없이 특정 방향으로 전력을 전달하는 것이 유리합니다.
따라서 안테나를 설계할 때에는 용도를 분명히 하고, 설계 목적에 부합하도록 지향성을 결정짓는 것이 좋습니다.
EIRP와 ERP에서의 지향성 기준
이전에 소개된 EIRP와 ERP를 다시 보면, isotropic source를 기준으로 한 EIRP는 무지향성, 즉 모든 방향으로 전력이 동일하게 전달되는 경우를 가정하였습니다.
따라서 일정 지향성을 갖는 반파장 다이폴을 기준으로 한 ERP보다 그 기준이 되는 크기가 작게 됩니다.
이 두 개의 기준값의 차이는 2.15dB이며, 따라서 아래와 같은 식이 성립하게 됩니다.
EIRP = ERP + 2.15dB
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