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Calculadora de EIRP (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente)

Calcula la Potencia Isotrópica Radiada Equivalente (EIRP) a partir de la potencia del transmisor, pérdidas de cable y ganancia de antena.

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Fórmula

EIRPdBm=PTX−Lcable+Gant,ERPdBm=EIRPdBm−2.15EIRP_{dBm} = P_{TX} - L_{cable} + G_{ant}, \quad ERP_{dBm} = EIRP_{dBm} - 2.15

Referencia: FCC Part 15 §15.247; ETSI EN 300 328; IEEE Std 149-1979

P_{TX}— Potencia de salida del transmisor (dBm)
L_{cable}— Pérdida de cable y conector (dB)
G_{ant}— Ganancia de antena (dBi)
EIRP— Potencia radiada isotrópica efectiva (dBm)
ERP— Potencia radiada efectiva (frente a dipolo) (dBm)
M— Margen regulatorio (dB)

Cómo Funciona

La calculadora EIRP calcula la potencia radiada isótropa equivalente a partir de la potencia de transmisión, la pérdida de cable y la ganancia de la antena; los reguladores del espectro, los ingenieros de enlaces satelitales y los diseñadores de sistemas inalámbricos la utilizan para verificar los límites de potencia del transmisor y calcular la intensidad de la señal recibida. EIRP (dBm) = p_TX (dBm) - L_cable (dB) + G_Antenna (dBi), según la parte 15.247 de la FCC, la ETSI EN 300 328 y el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT.

Una antena isótropa irradia por igual en todas las direcciones; las antenas direccionales reales concentran la energía y multiplican eficazmente la potencia en la dirección del haz principal. Un transmisor de 1 W (30 dBm) con una antena de 20 dBi produce un EIRP = 30 + 20 = 50 dBm = 100 W en la dirección máxima, una intensidad de campo equivalente a la de una fuente isotrópica de 100 W. El ERP (potencia radiada efectiva) hace referencia a un dipolo de media onda en lugar de a un dipolo isótropo: ERP (dBW) = EIRP (dBW): 2,15 dB.

Los límites reglamentarios varían según la banda y el lugar geográfico: artículo 15.247 de la FCC (ISM de 2,4 GHz): EIRP de 36 dBm (4 W) para punto a multipunto, transmisor de 1 W con antena de hasta 6 dBi, reducido 1:1 para una mayor ganancia. ETSI EN 300 328 (2,4 GHz de la UE): EIRP máximo de 20 dBm (100 mW). Parte 15.407 de la FCC (U-NII de 5 GHz): 30-36 dBm según la subbanda. Satélite de banda C de la Región 2 de la UIT: umbral de coordinación de 45 dBW EIRP hacia el arco geoestacionario.

Ejemplo Resuelto

Problema: determine el cumplimiento normativo y las distancias seguras para un puente WiFi punto a punto de 2,4 GHz con un transmisor de 27 dBm y una antena parabólica de 24 dBi.

Cálculo del EIRP:

  1. Potencia de transmisión: p_TX = 27 dBm (500 mW)
  2. Pérdida de cable (LMR-400 de 15 m a 2,4 GHz): L_cable = 15 * 0,115 = 1,7 dB
  3. Pérdida de conector (tipo 4 N): L_conn = 4 * 0.15 = 0.6 dB
  4. Ganancia de antena: G_ant = 24 dBi
  5. EIRP = 27 - 1,7 - 0,6 + 24 = 48,7 dBm = 74 W
Verificación de cumplimiento de la FCC (parte 15.247):
  1. Regla punto a punto: para antenas de más de 6 dBi, reduzca P_tx en 1 dB por cada 3 dB de ganancia de antena por encima de 6 dBi
  2. Ganancia de antena superior a 6 dBi: 24 - 6 = 18 dB
  3. Reducción de potencia requerida: 18/3 = 6 dB
  4. P_tx máximo: 30 - 6 = 24 dBm (251 mW)
  5. P_tx actual: 27 dBm: NO CUMPLE CON LOS REQUISITOS, debe reducirse a 24 dBm
EIRP corregido a 24 dBm:
  1. EIRP = 24 - 2,3 + 24 = 45,7 dBm = 37 W (compatible)
Cálculo del ERP:
  1. ERP = EIRP: 2,15 = 45,7 - 2,15 = 43,55 dBm = 22,6 W
Análisis de seguridad de radiofrecuencia (FCC OET-65):
  1. Límite de exposición pública a 2,4 GHz: 1,0 mW/cm^2
  2. Distancia segura: d = sqrt (EIRP_Watts/(4*PI*S_limit))
d = sqrt (37/(4*pi*0.01)) = 17,1 cm en el eje
  1. En la práctica, monte la antena a más de 2 m de distancia de las áreas de acceso público, lo que proporciona un margen de 100 veces

Consejos Prácticos

  • ✓Para cumplir con la normativa, calcule el EIRP en la entrada de la antena (después de todas las pérdidas de cable); esto es lo que miden la FCC y el ETSI; una pérdida excesiva de cable puede contribuir al cumplimiento al reducir la potencia efectiva
  • ✓Documente el tipo de cable, la longitud y el número de conectores en los registros de instalación: los auditores verifican los cálculos del EIRP; tener registros evita las disputas de cumplimiento
  • ✓Para las estaciones base multisectoriales, calcule el EIRP por sector y el total para el análisis de interferencia en el peor de los casos; los sectores adyacentes pueden superponerse a la cobertura, creando zonas con EIRP combinado.

Errores Comunes

  • ✗Olvídese de las pérdidas de cable: un LMR-400 de 30 m que funcione a 5,8 GHz pierde 5,3 dB; si ignora esto, se exagera el EIRP en 5,3 dB y puede infringir los límites reglamentarios
  • ✗Ganancia de antena confusa en dBi y dBd: dBi hace referencia a isótropos, dBd hace referencia a dipolo; dBi = dBd + 2,15; al mezclarlos, se produce un error EIRP de 2,15 dB
  • ✗Suponiendo que los límites reglamentarios son simples límites de potencia, la parte 15.247 de la FCC tiene reglas complejas: antena de 1 W base más 6 dBi, con compensaciones de ganancia de potencia para antenas de mayor ganancia; el punto a punto permite un EIRP más alto que el punto a multipunto
  • ✗Uso del EIRP para cálculos no relacionados con el haz principal: el EIRP se aplica a la dirección de la ganancia máxima; la potencia del lóbulo lateral o del lóbulo posterior es el EIRP menos el valor del patrón de antena en ese ángulo

Preguntas Frecuentes

Potencia radiada isótropa equivalente: la potencia que necesitaría una antena isótropa (omnidireccional) teórica para producir la misma intensidad de campo máxima que el sistema de antenas real. El EIRP tiene en cuenta tanto la potencia del transmisor como la ganancia de la antena, y proporciona un número único para los límites reglamentarios y los cálculos del presupuesto de enlaces. Ejemplo: 1 W (30 dBm) con una antena de 10 dBi produce un EIRP de 10 W (40 dBm), la misma intensidad de campo máxima que la de 10 W en una antena isótropa.
El EIRP tiene tres propósitos: (1) Regulación: las autoridades del espectro (FCC, ETSI, ITU) establecen los límites del EIRP para controlar las interferencias; la comparación de los valores del EIRP determina si los sistemas cumplen con los requisitos independientemente de sus combinaciones específicas de potencia y antena. (2) Presupuestos de enlace: la intensidad de la señal del receptor depende del EIRP del transmisor, la pérdida de ruta y la ganancia de la antena receptora; el EIRP simplifica el lado de transmisión a un número. (3) Seguridad: límites de exposición a RF se calculan a partir del EIRP mediante fórmulas de densidad de potencia; conocer el EIRP determina las distancias seguras desde las antenas.
La pérdida de cable se resta del EIRP: EIRP = p_TX - L_cable + G_antenna. Una mayor pérdida de cable significa un EIRP más bajo. Un transmisor de 100 mW con antena de 6 dBi y pérdida de cable de 3 dB: EIRP = 20 - 3 + 6 = 23 dBm (200 mW). El mismo sistema con una pérdida de cable de 0 dB: EIRP = 26 dBm (400 mW), el doble del EIRP. Para cumplir con los límites reglamentarios, utilice valores precisos de pérdida de cable extraídos de las hojas de datos del fabricante con la frecuencia de funcionamiento, incluidos todos los conectores.
El EIRP hace referencia a una antena isótropa (0 dBi); el ERP hace referencia a un dipolo de media onda (2,15 dBi). Relación: EIRP (dBm) = ERP (dBm) + 2,15 dB. Contexto histórico: el ERP se utilizó antes de que el EIRP se convirtiera en estándar porque los dipolos eran la antena de referencia práctica. Práctica moderna: la UIT y la mayoría de los reguladores utilizan el EIRP; algunos reglamentos de radiodifusión siguen utilizando el ERP. Compruebe siempre qué referencia se especifica: un EIRP de 40 dBm equivale a un ERP de 37,85 dBm; si se confunden, se produce un error de 2,15 dB.
No, los límites varían según la banda, la aplicación y la región. Ejemplos: ISM (FCC) de 2,4 GHz: EIRP punto a multipunto de 36 dBm, superior para antenas punto a punto con alta ganancia. U-NII-3 (FCC) de 5,8 GHz: EIRP de 36 dBm como máximo. ISM (FCC) de 915 MHz: EIRP de 36 dBm con salto de frecuencia. 868 MHz (ETSI): ERP de 14 dBm (EIRP de 16,15 dBm) con un ciclo de trabajo del 1%. Satélite de banda C (UIT): se requiere coordinación por encima de 45 dBW EIRP hacia el arco geoestacionario. Consulte siempre la normativa específica para su frecuencia, geografía y aplicación.
Normas de la Parte 15.247 de la FCC para el espectro ensanchado de 2,4 GHz: Base: potencia de transmisor de 1 W (30 dBm) con antena de 6 dBi = EIRP de 36 dBm. Punto a multipunto: EIRP máximo de 36 dBm, independientemente de la ganancia de la antena; reduzca la potencia del transmisor en 1:1 para obtener una ganancia superior a 6 dBi. Punto a punto (dirección fija): pueden utilizar antenas de mayor ganancia con una reducción de potencia de 1 dB por cada 3 dB de ganancia por encima de los 6 dBi; un EIRP efectivo puede alcanzar aproximadamente 53 dBm con una antena de 30 dBi con una potencia reducida. Las antenas punto a punto con más de 6 dBi requieren una instalación profesional. La mayoría de los puntos de acceso de consumo funcionan a entre 20 y 23 dBm con antenas de 3 a 5 dBi: EIRP = 23 a 28 dBm, muy por debajo de los límites.
Cada aumento del EIRP de 6 dB duplica el alcance (en el espacio libre, donde la pérdida de ruta sigue la ley del cuadrado inverso). Al pasar de 0 dBi omnidireccionales a 12 dBi direccionales, se obtiene un EIRP de 12 dB, lo que equivale a un aumento de 4 veces el alcance en la dirección del haz principal. Sin embargo, la ganancia direccional concentra la energía: una antena de 12 dBi tiene un ancho de haz de aproximadamente 60 grados y cubre 1/6 del horizonte en lugar de 360 grados. Para los enlaces punto a punto (puentes WiFi, backhaul), las antenas de alta ganancia son ideales para maximizar el alcance en una dirección. Para la cobertura de área (puntos de acceso, estaciones base), las antenas omnidireccionales o sectoriales distribuyen la energía por toda el área de servicio.

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