[LoRa] 3편. 통신을 위한 안테나 정리

0. 진행상황

안테나 배송이 왔다. 제품명은

YOTENKO 10 dBi 433Mhz Antenna 

Half-Wave Dipole SMA Male Antenna Cable-3M with Magnetic Stand Base for Ham Radio Signal ...

이다.

Amazon.com: YOTENKO 10 dBi 433Mhz Antenna Half-Wave Dipole SMA Male Antenna Cable-3M with Magnetic Stand Base for Ham Radio Signal Booster Wireless Repeater Walkie Talkie : Electronics

 

뜯어보니 다음과 같았다.

안테나

 

안테나 사진 (전체)

 

 

SMA타입 (안테나), ipex타입(로라 모듈), 비교샷

실제로 봐도 SMA, ipex타입의 규격이 다르다.

 

또, SMA타입과 RPSMA타입이 헷갈릴 수 있는데

우리는 확실히 SMA타입임을 알 수 있다.

 

 

 

해당 안테나의 특징은

- 10dBi이다.

- SMA타입이라 ipex타입 변환 커넥터가 필요하다.

(지훈오빠한테 물어보기)-> 디바이스마트에서 구입 예정

- 자석으로 부착한다. (자석이 약하다)

- Half-Wave Dipole이라고 한다.

- 케이블이 3M라서 연장선이 따로 필요 없다.

 

 

 

 

안테나 선정의 장단점

안테나의 이득이 크면

장점은

1. 전파를 멀리 쏠 수 있다.

2. 송신 출력이 줄어든다.

 

단점은

- 그에 따라 빔폭이 줄어든다.

 

 

 

식으로 나타내면

P(안테나 복사전력) = Pt * Gt (송신기 출력 * 안테나 이득)

같은 안테나 복사전력 P에 대해서 

안테나이득이 클수록 전파가 멀리 가므로 

그에 따라 안테나 송신기 출력이 줄어들게 된다. 

그 경우 안테나가 소모하는 전력이 같이 줄어들기 때문에 

액세서리 배터리의 전력 절약에 도움이 된다.

하지만,

그에 따른 빔폭이 감소가 되어 두 안테나의 교류가 잘 안되는 모순이 생긴다.

 

헷갈리는 부분은 

dipole타입이면 이득을 나타내는 단위가 dB에 d를 붙여서 dB가 된다고 알고 있는데

제품명에는 dBi라고 한다.어떤 차이인지?

 

살짝 걱정되는 부분은..

우리 안테나의 이득이 10dBi인데, 빔폭이 얼마나 줄어들지, 교류가 얼마나 안 될지 걱정이다.

 

 

 

 

안테나의 원리는...

 

http://www.rfdh.com/bas_rf/begin/antenna.php3

RF 회로개념 잡기 - PART 10 ▶ Antenna (안테나)

 

요약해보자면

- 안테나는 수동소자이다.

- 원하는 한 방향으로 

 

 

안테나에서의 이득(antenna gain)은 이런 능동회로의 이득과 다른 문제이며, 입력신호에 대비하여 출력신호가 더 커진다는 의미의 이득이 아닙니다. 안테나 이득은, 방향성(directivity)로 인해 파생되는 상대적 이득을 의미하는 안테나만의 용어입니다. 안테나의 이득이란 최대전계 방향을 기준으로 isotropic한 복사패턴에 대비한 안테나 복사패턴의 비율을 의미합니다. 말로 표현하면 좀 거시기한데 그림으로 표시하면 아래와 같이 됩니다.

 

즉 안테나로 인해 신호가 커지는게 아니라, 사방으로 고르게 퍼져나가야 할 에너지가 일정방향으로 몰리는 경우 그 쏠리는 비율을 의미하는 셈이 됩니다. 단위로는 dB를 사용하며, isotropic 안테나를 기준으로 하는 (일반적인) 경우는 dBi라고 표현합니다. 반면 dipole 안테나를 기준으로 하여 이득을 계산할 때는 dBd 라는 단위를 쓰기도 합니다. Dipole 안테나의 이득은 2.15 dBi 이므로, dBd와 dBi는 아래와 같은 관계를 가집니다.

 

결국 안테나의 이득이 크다는 얘기는, 특정방향(즉 신호를 보내기 위한 방향)으로 더욱 샤프하게 전자파가 쏠린다는 의미입니다. 결국 안테나의 이득이 높다는 말은, 전자파를 전달하기를 원하는 특정방향으로 더욱 강한 전자파를 보낼 수 있다는 의미가 됩니다