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Calculateur réglementaire EIRP/ERP

Calculez la puissance rayonnée isotrope effective (EIRP) et l'ERP à partir de la puissance d'émission, de la perte de câble et du gain d'antenne. Vérifiez la conformité aux limites réglementaires de la FCC, de l'ETSI et de la bande ISM.

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Formule

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

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

P_{TX}— Puissance de sortie de l'émetteur (dBm)
L_{cable}— Perte de câble et de connecteur (dB)
G_{ant}— Gain d'antenne (dBi)
EIRP— Puissance rayonnée isotrope effective (dBm)
ERP— Puissance rayonnée effective (par rapport au dipôle) (dBm)
M— Marge réglementaire (dB)

Comment ça marche

Le calculateur EIRP calcule la puissance isotrope rayonnée équivalente à partir de la puissance d'émission, de la perte de câble et du gain d'antenne. Les régulateurs de spectre, les ingénieurs en liaisons satellites et les concepteurs de systèmes sans fil l'utilisent pour vérifier les limites de puissance de l'émetteur et calculer la puissance du signal reçu. EIRP (dBm) = p_TX (dBm) - L_câble (dB) + antenne G (dBi), conformément à la partie 15.247 de la FCC, à l'ETSI EN 300 328 et à la réglementation des radiocommunications de l'UIT.

Une antenne isotrope rayonne de manière égale dans toutes les directions ; les antennes directionnelles réelles concentrent l'énergie, multipliant ainsi la puissance dans la direction du faisceau principal. Un émetteur de 1 W (30 dBm) avec une antenne de 20 dBi produit un EIRP = 30 + 20 = 50 dBm = 100 W dans la direction maximale, soit une intensité de champ équivalente à celle d'une source isotrope de 100 W. L'ERP (puissance rayonnée effective) fait référence à un dipôle demi-onde au lieu d'un isotrope : ERP (dBW) = EIRP (dBW) - 2,15 dB.

Les limites réglementaires varient selon la bande et la zone géographique : FCC Part 15.247 (2,4 GHz ISM) : 36 dBm (4 W) EIRP pour un émetteur point à multipoint de 1 W avec une antenne jusqu'à 6 dBi, réduit de 1:1 pour un gain plus élevé. ETSI EN 300 328 (UE 2,4 GHz) : EIRP de 20 dBm (100 mW) maximum. Partie 15.407 de la FCC (5 GHz U-NII) : 30 à 36 dBm selon la sous-bande. Satellite en bande C de la Région 2 de l'UIT : seuil de coordination EIRP de 45 dBW vers l'arc géostationnaire.

Exemple Résolu

Problème : Déterminez la conformité réglementaire et les distances de sécurité pour un pont WiFi point à point 2,4 GHz avec un émetteur de 27 dBm et une antenne parabolique de 24 dBi.

Calcul de l'EIRP :

  1. Puissance d'émission : P_tx = 27 dBm (500 mW)
  2. Perte de câble (15 m LMR-400 à 2,4 GHz) : L_câble = 15 * 0,115 = 1,7 dB
  3. Perte de connecteur (type 4 N) : L_conn = 4 * 0,15 = 0,6 dB
  4. Gain d'antenne : G_ant = 24 dBi
  5. EIRP = 27 - 1,7 - 0,6 + 24 = 48,7 dBm = 74 W
Contrôle de conformité FCC (partie 15.247) :
  1. Règle point à point : pour les antennes > 6 dBi, réduisez p_TX de 1 dB par gain d'antenne de 3 dB au-dessus de 6 dBi
  2. Gain d'antenne supérieur à 6 dBi : 24 - 6 = 18 dB
  3. Réduction de puissance requise : 18/3 = 6 dB
  4. P_tx maximal : 30 - 6 = 24 dBm (251 mW)
  5. Courant P_tx : 27 dBm — NON CONFORME, doit être réduit à 24 dBm
EIRP corrigé à 24 dBm :
  1. EIRP = 24 - 2,3 + 24 = 45,7 dBm = 37 W (conforme)
Calcul de l'ERP :
  1. PAR = EIRP - 2,15 = 45,7 - 2,15 = 43,55 dBm = 22,6 W
Analyse de sécurité RF (FCC OET-65) :
  1. Limite d'exposition du public à 2,4 GHz : 1,0 mW/cm^2
  2. Distance de sécurité : d = sqrt (EIRP_Watts/(4*PI*S_Limit))
d = carré (37/(4*pi*0,01)) = 17,1 cm sur l'axe
  1. Dans la pratique, installez l'antenne à plus de 2 m des zones d'accès public, pour une marge de 100x

Conseils Pratiques

  • ✓Pour vous conformer à la réglementation, calculez l'EIRP à l'entrée de l'antenne (après toutes les pertes de câble). C'est ce que mesurent la FCC et l'ETSI ; une perte de câble excessive peut réellement contribuer à la conformité en réduisant la puissance effective
  • ✓Consignez le type de câble, la longueur et le nombre de connecteurs dans les dossiers d'installation : les auditeurs vérifient les calculs de l'EIRP ; le fait de disposer de registres permet d'éviter les litiges de conformité
  • ✓Pour les stations de base multisectorielles, calculez l'EIRP par secteur et le total pour l'analyse des interférences dans le pire des cas. Les secteurs adjacents peuvent chevaucher la couverture, créant ainsi des zones avec EIRP combiné

Erreurs Fréquentes

  • ✗Oubliez les pertes de câble : un LMR-400 de 30 m fonctionnant à 5,8 GHz perd 5,3 dB ; ignorer cela surestime l'EIRP de 5,3 dB et peut enfreindre les limites réglementaires
  • ✗Gain d'antenne confus en dBi et en dBd : le dBi fait référence à un isotrope, le dBd fait référence à un dipôle ; dBi = dBd + 2,15 ; le mélange entraîne une erreur EIRP de 2,15 dB
  • ✗En supposant que les limites réglementaires sont de simples plafonds de puissance, la partie 15.247 de la FCC contient des règles complexes : base 1 W + antenne 6 dBi, avec des compromis de gain de puissance pour les antennes à gain de puissance plus élevé ; le point à point permet un EIRP plus élevé que le point à multipoint
  • ✗Utilisation de l'EIRP pour les calculs hors faisceau principal : l'EIRP s'applique à la direction du gain maximal ; la puissance du lobe latéral ou du lobe arrière est égale à l'EIRP moins la valeur du diagramme d'antenne à cet angle

Foire Aux Questions

Puissance rayonnée isotrope équivalente : puissance dont une antenne isotrope (omnidirectionnelle) théorique aurait besoin pour produire la même intensité de champ maximale que le système d'antennes réel. L'EIRP prend en compte à la fois la puissance de l'émetteur et le gain d'antenne, fournissant un chiffre unique pour les limites réglementaires et les calculs du budget de liaison. Exemple : 1 W (30 dBm) avec une antenne de 10 dBi produit 10 W (40 dBm) EIRP, soit la même intensité de champ maximale que 10 W dans une antenne isotrope.
L'EIRP a trois objectifs : (1) Réglementation — les autorités du spectre (FCC, ETSI, ITU) fixent des limites EIRP pour contrôler les interférences ; la comparaison des valeurs EIRP permet de déterminer si les systèmes sont conformes quelle que soit leur combinaison puissance/antenne. (2) Budgets de liaison : la puissance du signal du récepteur dépend de l'EIRP de l'émetteur, de la perte de trajet et du gain de l'antenne de réception ; l'EIRP simplifie le côté émission à un chiffre. (3) Sécurité — Les limites d'exposition aux RF sont calculées à partir de l'EIRP en utilisant formules de densité de puissance ; la connaissance de l'EIRP permet de déterminer les distances de sécurité par rapport aux antennes.
La perte de câble est déduite de l'EIRP : EIRP = p_TX - L_câble + G_antenne. Une perte de câble plus élevée signifie un EIRP plus faible. Un émetteur de 100 mW avec une antenne de 6 dBi et une perte de câble de 3 dB : EIRP = 20 - 3 + 6 = 23 dBm (200 mW). Le même système avec une perte de câble de 0 dB : EIRP = 26 dBm (400 mW), soit le double de l'EIRP. Pour une conformité proche des limites réglementaires, utilisez des valeurs de perte de câble précises figurant dans les fiches techniques du fabricant à la fréquence de fonctionnement, y compris pour tous les connecteurs.
L'EIRP fait référence à une antenne isotrope (0 dBi) ; l'ERP fait référence à un dipôle demi-onde (2,15 dBi). Relation : EIRP (dBm) = ERP (dBm) + 2,15 dB. Contexte historique : L'ERP était utilisé avant que l'EIRP ne devienne la norme, car les dipôles constituaient l'antenne de référence pratique. Pratique moderne : l'UIT et la plupart des régulateurs utilisent l'EIRP ; certaines réglementations en matière de diffusion utilisent toujours l'ERP. Vérifiez toujours quelle référence est spécifiée : 40 dBm EIRP équivaut à 37,85 dBm ERP ; les confondre entraîne une erreur de 2,15 dB.
Non, les limites varient en fonction de la bande, de l'application et de la région. Exemples : ISM (FCC) 2,4 GHz : 36 dBm EIRP point à multipoint, plus élevé pour les antennes point à point à gain élevé. U-NII-3 (FCC) 5,8 GHz : 36 dBm EIRP maximum. 915 MHz ISM (FCC) : 36 dBm EIRP avec saut de fréquence. 868 MHz (ETSI) : ERP 14 dBm (EIRP 16,15 dBm) avec rapport cyclique de 1 %. Satellite en bande C (UIT) : coordination requise au-dessus de 45 dBW EIRP vers l'arc géostationnaire. Vérifiez toujours la réglementation spécifique à votre fréquence, à votre zone géographique et à votre application.
Règles FCC Part 15.247 pour le spectre étalé à 2,4 GHz : Base : puissance d'émetteur de 1 W (30 dBm) avec antenne 6 dBi = 36 dBm EIRP. Point à multipoint : EIRP maximum de 36 dBm quel que soit le gain de l'antenne ; réduire la puissance de l'émetteur de 1:1 pour un gain supérieur à 6 dBi. Point à point (directionnel fixe) : peut utiliser des antennes à gain plus élevé avec une réduction de puissance de 1 dB pour un gain de 3 dB supérieur à 6 dBi ; l'EIRP effectif peut atteindre environ 53 dBm avec une antenne de 30 dBi à puissance réduite. Une installation professionnelle est requise pour les antennes point à point de plus de 6 dBi. La plupart des points d'accès grand public fonctionnent à 20-23 dBm avec des antennes de 3 à 5 dBi : EIRP = 23-28 dBm, bien en deçà des limites.
Chaque augmentation de 6 dB EIRP double la plage (en espace libre, où la perte de trajet suit la loi du carré inverse). Passer de 0 dBi omnidirectionnel à 12 dBi directionnel ajoute 12 dB EIRP, soit 4 fois plus de portée dans la direction du faisceau principal. Cependant, le gain directionnel concentre l'énergie : une antenne de 12 dBi a une largeur de faisceau d'environ 60 degrés, couvrant 1/6 de l'horizon au lieu de 360 degrés. Pour les liaisons point à point (ponts WiFi, backhaul), les antennes à gain élevé sont idéales : maximisez la portée dans une direction. Pour la couverture de zone (points d'accès, stations de base), des antennes omnidirectionnelles ou sectorielles répartissent l'énergie sur la zone de service.

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