안테나 dBi·dBd 차이

안테나 사양서를 보면 3 dBi, 5 dBi, 8 dBi처럼 표시된 수치를 자주 볼 수 있습니다. 일부 제품에서는 dBd라는 단위도 사용합니다.

두 단위 모두 안테나 이득(Gain)을 나타내지만 비교 기준이 다르기 때문에 숫자를 그대로 비교하면 안 됩니다.

dBi란?

dBi는 안테나 이득을 등방성 안테나(Isotropic Radiator)와 비교해 나타낸 값입니다.

등방성 안테나는 모든 방향으로 동일한 세기의 전파를 방사한다고 가정하는 이론적인 기준 안테나입니다.

즉, dBi = 등방성 안테나를 기준으로 한 안테나 이득 이라고 이해하면 됩니다.

현재 안테나 제품 사양에서는 dBi가 가장 흔하게 사용되는 단위 중 하나입니다. CommScope 역시 현대의 많은 안테나 제조사가 제품 이득을 dBi로 표시한다고 설명합니다.

dBd란?

dBd는 기준이 다릅니다.

dBd는 이상적인 반파장 다이폴(Half-wave Dipole) 안테나를 기준으로 측정한 안테나 이득입니다.

즉,

dBd = 반파장 다이폴을 기준으로 한 안테나 이득

입니다.

안테나 이득을 표시할 때 단순히 dB라고만 적는 것보다 dBi 또는 dBd처럼 어떤 기준을 사용했는지 명확하게 표시하는 것이 중요합니다.

dBi와 dBd는 얼마나 차이 날까?

이상적인 반파장 다이폴 안테나는 등방성 안테나보다 약 2.15 dB 높은 이득을 가집니다.

따라서 두 단위의 관계는 다음과 같이 볼 수 있습니다.

0 dBd ≈ 2.15 dBi

즉 동일한 안테나를 표현한다면 dBi 숫자가 dBd보다 약 2.15 크게 표시됩니다.

간단하게 비교하면 다음과 같습니다.

dBd	약 dBi
0 dBd	2.15 dBi
2 dBd	4.15 dBi
3 dBd	5.15 dBi
5 dBd	7.15 dBi
8 dBd	10.15 dBi

따라서 제품 A가 8 dBi, 제품 B가 7 dBd라면 단순히 8이 7보다 높다고 비교해서는 안 됩니다.

7 dBd를 dBi로 환산하면 약 9.15 dBi가 되므로 오히려 제품 B의 표시 이득이 더 높습니다.

안테나 이득이 높으면 출력도 강해질까?

여기에서 많이 오해하는 부분이 있습니다.

안테나는 자체적으로 새로운 RF 전력을 만들어내는 장치가 아닙니다.

안테나 이득이 증가한다는 것은 일반적으로 특정 방향으로 에너지를 더 집중해서 방사하거나 수신한다는 의미에 가깝습니다.

예를 들어 모든 방향으로 넓게 방사하던 에너지를 수평 방향으로 더 집중시키면 해당 방향에서 더 높은 이득을 얻을 수 있습니다.

따라서 높은 안테나 이득은 보통 더 좁은 방사패턴과 연결됩니다. 안테나 이득이 증가할수록 빔폭이 좁아질 수 있다는 점은 방향성 안테나 설계에서도 중요한 특성입니다.

dBi가 높으면 항상 좋은 안테나일까?

그렇지는 않습니다.

안테나에서 가장 중요한 것은 사용 목적에 맞는 방사패턴입니다.

예를 들어 넓은 공간 전체를 커버해야 하는 무선 시스템에서는 지나치게 높은 이득으로 빔이 좁아지는 것이 오히려 불리할 수 있습니다.

반대로 특정 방향으로 장거리 통신을 해야 한다면 높은 이득의 지향성 안테나가 유리할 수 있습니다.

따라서 안테나 선택에서는 다음을 함께 확인해야 합니다.

• 사용 주파수
• 안테나 이득
• 방사패턴
• 수평·수직 빔폭
• 임피던스
• VSWR
• 커넥터 종류
• 설치 방향

특히 dBi 숫자 하나만으로 안테나 성능 전체를 판단해서는 안 됩니다.

안테나 사양서는 어떻게 읽을까?

예를 들어 다음과 같은 사양이 있다고 가정해보겠습니다.

Frequency: 2.4 GHz
Gain: 5 dBi
Impedance: 50Ω

이는 2.4GHz 대역용 안테나이며, 이상적인 등방성 안테나와 비교해 최대 방향에서 약 5 dBi의 이득을 가진다는 의미입니다.

여기에서 5 dBi를 dBd 기준으로 바꾸면 약

5 – 2.15 = 2.85 dBd

가 됩니다.

반대로 5 dBd라고 표시된 안테나라면

5 + 2.15 = 약 7.15 dBi

로 환산할 수 있습니다.

dBi와 dBm은 완전히 다르다

또 하나 많이 혼동하는 것이 dBi와 dBm입니다.

둘은 의미가 전혀 다릅니다.

dBi = 안테나 이득

dBm = 1mW를 기준으로 한 실제 전력 수준

즉 5 dBi 안테나는 안테나의 방향성과 이득을 나타내는 것이고, 20 dBm 송신출력은 송신기가 내보내는 RF 전력을 나타냅니다. dBi와 dBm은 동일한 종류의 수치가 아닙니다.

무선 시스템에서는 송신출력과 안테나 이득, 케이블 손실 등을 함께 계산하여 실제 방사 조건을 판단합니다.

정리

dBi와 dBd는 모두 안테나 이득을 표현하지만 기준 안테나가 다릅니다.

dBi = 등방성 안테나 기준

dBd = 반파장 다이폴 안테나 기준

두 단위의 관계는 대략

0 dBd = 2.15 dBi

이며, 같은 안테나라면 dBi 값이 dBd보다 약 2.15 크게 표시됩니다.

따라서 안테나 사양을 비교할 때는 이득 숫자만 보는 것이 아니라 dBi인지 dBd인지 먼저 확인하고, 주파수·방사패턴·빔폭·VSWR까지 함께 살펴보는 것이 중요합니다.