⚡ RF 전력 밀도 계산기

RF 전력 밀도는 특정 지점에서 전자파 에너지가 얼마나 집중되어 있는지를 나타내는 값입니다. 단위 면적을 통과하는 전력으로 정의되며 보통 mW/cm², W/m², µW/cm²로 표기합니다. 송신기가 자유공간으로 방사하면 전력이 구면 위로 퍼지므로, 등방성 복사기에서 거리 r만큼 떨어진 지점의 밀도는 S = EIRP / (4πr²)입니다. 실제 안테나는 에너지를 집중시키므로 EIRP(등가 등방성 복사 전력) 안에 안테나 이득이 이미 포함되어 있습니다.

이 공식은 서로 다른 세 분야에서 똑같이 쓰입니다. 전자파 인체 보호 평가(기준 미만인가?), 링크 설계(수신기에 어떤 신호가 도달하는가?), 레이더(표적 지점의 에코 전력 밀도)가 그것입니다. 국내에서는 전파법에 따라 전자파 인체 보호 기준을 과학기술정보통신부 고시로 운영하고 있습니다. 계산기는 EIRP(또는 송신 출력과 이득)와 거리를 받아 밀도를 산출하고, 해당 대역의 노출 기준과의 비교도 함께 제공합니다. 설치 지점의 링크 설계가 함께 필요하다면 프리스 경로 손실 계산기를 이어서 사용하세요.

계산기는 먼저 송신 출력과 안테나 이득으로 EIRP를 구성합니다(EIRP만 알고 있으면 직접 입력). 그다음 S = EIRP/(4πr²)를 적용하고 mW/cm², W/m², µW/cm² 단위 사이를 환산합니다. 1 W/m² = 100 µW/cm²입니다. 선택 입력인 주파수 대역을 고르면 해당 대역의 ICNIRP 일반인·작업자 노출 기준이 함께 표시되어 빠른 검산이 가능합니다.

설치자와 시설 관리자에게 가장 실용적인 파생 출력은 안전 이격 거리, 즉 밀도가 일반인 기준 아래로 내려가는 거리입니다. 사람이 얼마나 떨어져 있어야 하는지에 직접 답해 주기 때문입니다. 레이더 시설의 노출 검토가 필요하면 레이더 범위 방정식 계산기를 참고하세요.

1. EIRP를 dBm으로 입력하거나, 송신 출력과 안테나 이득을 각각 입력합니다.
2. 안테나로부터의 거리를 미터 또는 피트 단위로 입력합니다.
3. 필요하면 주파수 대역을 선택해 ICNIRP 기준과 비교합니다.
4. 계산 버튼을 눌러 mW/cm², W/m², µW/cm² 단위의 밀도를 확인합니다.
5. 시설 계획에는 안전 이격 거리 출력을 활용합니다.

전력 밀도와 전계 강도의 차이는 무엇인가요?

전력 밀도 S(W/m²)와 전계 강도 E(V/m)는 같은 파동을 서술합니다. 자유공간에서 S = E²/377입니다. 전력 밀도는 평면파와 보고서에 자연스러운 단위이고, E/H는 근역장과 측정기의 준수 확인에 쓰입니다. 이 계산기는 대부분의 기준에서 사용하는 원역장 밀도에 초점을 맞춥니다.

내 안테나의 원역장은 어디부터인가요?

대략 2D²/λ입니다. D는 안테나 개구, λ는 파장입니다. 5GHz에서 60cm 접시는 약 1.2m이고, 900MHz의 높은 기지국 패널은 5~15m에 이를 수 있습니다. 그보다 가까우면 단순 역제곱 법칙이 실제 밀도를 과대 또는 과소 평가합니다.

여러 송신기를 합산하나요?

아닙니다. 한 번에 하나의 발생원만 평가합니다. 다중 안테나 사이트에서는 각 발생원을 따로 계산한 뒤 밀도를 더하세요. 전력이므로 선형 합산입니다. 안전 거리 출력은 지배적인 발생원을 기준으로 합니다.

옥상의 셀룰러 안테나에 왜 출입 제한 구역이 필요한가요?

기지국 패널은 좁은 빔에 수백 와트의 EIRP를 실어 보냅니다. 패널 정면 5~10m에서는 밀도가 일반인 기준에 근접하거나 초과할 수 있습니다. 몇 미터 옆에서는 밀도가 미미하더라도 빔 영역은 펜스로 차단하는 이유입니다.

이 수치로 보면 WiFi 공유기는 위험한가요?

아닙니다. 일반적인 100mW EIRP 공유기는 1m 거리에서 약 0.8 µW/cm²로, 2.4GHz 대역 ICNIRP 일반인 기준(200~450 µW/cm²)보다 수백 배 낮습니다. 계산기에서 이 비교를 직접 확인할 수 있습니다.

준수 보고서에는 어떤 단위가 필요한가요?

대부분의 규제 기관은 W/m² 또는 mW/cm²를 받아들입니다. ICNIRP 2020은 W/m², FCC는 전통적으로 mW/cm²를 사용했습니다. 계산기는 두 단위와 µW/cm²를 모두 출력하고, 기준 비교표는 W/m²로 표시합니다.

지향성 안테나 근처의 노출을 계산할 때는 반드시 EIRP(안테나 이득 포함)를 사용하세요. 송신 출력만 쓰면 주 빔의 밀도가 이득만큼 과소평가됩니다. 1 W/m² = 100 µW/cm² 환산을 자주 틀리므로 꼭 기억해 두세요. S = EIRP/4πr²는 원역장(far-field) 근사이며, 안테나에서 약 2D²/λ보다 가까운 근역장에서는 이 단순 법칙이 성립하지 않습니다. 안테나가 여러 개인 옥상에서는 관심 지점에서 각 발생원의 기여를 모두 더하세요. 일반인 기준은 보행로와 창문 근처에서 구속력이 있고, 작업자 기준은 출입이 통제된 인력에게만 적용됩니다.