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Calculadora regulatória EIRP/ERP

Calcule a potência irradiada isotrópica efetiva (EIRP) e o ERP a partir da potência de transmissão, perda de cabo e ganho de antena. Verifique a conformidade com os limites regulatórios da FCC, ETSI e banda ISM.

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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

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

P_{TX}— Potência de saída do transmissor (dBm)
L_{cable}— Perda de cabos e conectores (dB)
G_{ant}— Ganho de antena (dBi)
EIRP— Potência isotrópica irradiada efetiva (dBm)
ERP— Potência irradiada efetiva (versus dipolo) (dBm)
M— Margem regulatória (dB)

Como Funciona

A calculadora EIRP calcula a potência isotrópica irradiada equivalente a partir da potência de transmissão, perda de cabo e ganho de antena - reguladores de espectro, engenheiros de links de satélite e projetistas de sistemas sem fio usam isso para verificar os limites de potência do transmissor e calcular a intensidade do sinal recebido. EIRP (dBm) = P_tx (dBm) - L_cable (dB) + G_antenna (dBi), de acordo com a Parte 15.247 da FCC, ETSI EN 300 328 e Regulamentos de Rádio da UIT.

Uma antena isotrópica irradia igualmente em todas as direções; antenas direcionais reais concentram energia, multiplicando efetivamente a potência na direção do feixe principal. Um transmissor de 1 W (30 dBm) com antena de 20 dBi produz EIRP = 30 + 20 = 50 dBm = 100 W na direção do pico — intensidade de campo equivalente a uma fonte isotrópica de 100 W. O ERP (Potência Radiada Efetiva) faz referência a um dipolo de meia onda em vez de isotrópico: ERP (dBW) = EIRP (dBW) - 2,15 dB.

Os limites regulatórios variam de acordo com a banda e a geografia: FCC Parte 15.247 (ISM de 2,4 GHz): EIRP de 36 dBm (4 W) para ponto a multiponto, transmissor de 1 W com antena de até 6 dBi, reduzido de 1:1 para maior ganho. ETSI EN 300 328 (UE 2,4 GHz): 20 dBm (100 mW) EIRP máximo. Parte 15.407 da FCC (5 GHz U-NII): 30-36 dBm dependendo da sub-banda. Satélite de banda C da Região 2 da UIT: limite de coordenação 45 dBW EIRP em direção ao arco geoestacionário.

Exemplo Resolvido

Problema: determine a conformidade regulatória e as distâncias seguras para uma ponte WiFi ponto a ponto de 2,4 GHz com transmissor de 27 dBm e antena parabólica parabólica de 24 dBi.

Cálculo do EIRP:

  1. Potência de transmissão: P_tx = 27 dBm (500 mW)
  2. Perda de cabo (15 m LMR-400 a 2,4 GHz): L_cable = 15 * 0,115 = 1,7 dB
  3. Perda de conector (tipo 4 N): L_conn = 4 * 0,15 = 0,6 dB
  4. Ganho da antena: G_ant = 24 dBi
  5. EIRP = 27 - 1,7 - 0,6 + 24 = 48,7 dBm = 74 W
Verificação de conformidade com a FCC (Parte 15.247):
  1. Regra ponto a ponto: para antenas > 6 dBi, reduza o P_tx em 1 dB por ganho de antena de 3 dB acima de 6 dBi
  2. Ganho de antena acima de 6 dBi: 24 - 6 = 18 dB
  3. Redução de potência necessária: 18/3 = 6 dB
  4. P_tx máximo: 30 - 6 = 24 dBm (251 mW)
  5. P_tx atual: 27 dBm — NÃO COMPATÍVEL, deve ser reduzido para 24 dBm
EIRP corrigido em 24 dBm:
  1. EIRP = 24 - 2,3 + 24 = 45,7 dBm = 37 W (compatível)
Cálculo do ERP:
  1. ERP = EIRP - 2,15 = 45,7 - 2,15 = 43,55 dBm = 22,6 W
Análise de segurança de RF (FCC OET-65):
  1. Limite de exposição pública em 2,4 GHz: 1,0 mW/cm^2
  2. Distância segura: d = sqrt (EIRP_Watts/(4*pi*S_limit))
d = sqrt (37/(4*pi*0,01)) = 17,1 cm no eixo
  1. Na prática, monte a antena a mais de 2 m de áreas de acesso público — fornece margem de 100x

Dicas Práticas

  • ✓Para conformidade regulatória, calcule o EIRP na entrada da antena (depois de todas as perdas de cabo) — isso é o que a FCC e o ETSI medem; a perda excessiva de cabos pode realmente ajudar na conformidade ao reduzir a potência efetiva
  • ✓Documente o tipo, o comprimento e o número de conectores do cabo nos registros de instalação — os auditores verificam os cálculos do EIRP; ter registros evita disputas de conformidade
  • ✓Para estações base multissetoriais, calcule o EIRP por setor e o total para a análise de interferência do pior caso — setores adjacentes podem se sobrepor à cobertura, criando zonas com EIRP combinado

Erros Comuns

  • ✗Esquecendo as perdas de cabo — um LMR-400 de 30 m executado a 5,8 GHz perde 5,3 dB; ignorar isso exagera o EIRP em 5,3 dB e pode violar os limites regulatórios
  • ✗Ganho confuso de antena de dBi e dBd — dBi faz referência a isotrópicos, dBd faz referência a dipolo; dBi = dBd + 2,15; misturá-los causa erro EIRP de 2,15 dB
  • ✗Supondo que os limites regulatórios sejam limites de energia simples, a Parte 15.247 da FCC tem regras complexas: antena de 1 W base + 6 dBi, com compensações de ganho de potência para antenas de maior ganho; ponto a ponto permite maior EIRP do que ponto a multiponto
  • ✗Usando o EIRP para cálculos que não são do feixe principal — o EIRP se aplica à direção do ganho de pico; a potência do lóbulo lateral ou do lóbulo traseiro é EIRP menos o valor do padrão da antena nesse ângulo

Perguntas Frequentes

Potência isotrópica irradiada equivalente — a potência que uma antena isotrópica teórica (omnidirecional) precisaria para produzir a mesma intensidade máxima de campo que o sistema de antenas real. O EIRP é responsável pela potência do transmissor e pelo ganho da antena, fornecendo um único número para limites regulatórios e cálculos de orçamento de links. Exemplo: 1 W (30 dBm) com antena de 10 dBi produz 10 W (40 dBm) EIRP — a mesma intensidade de campo de pico de 10 W em uma antena isotrópica.
O EIRP tem três propósitos: (1) Regulamentação — autoridades de espectro (FCC, ETSI, ITU) definem limites de EIRP para controlar a interferência; comparar os valores de EIRP determina se os sistemas são compatíveis, independentemente de suas combinações específicas de potência/antena. (2) Orçamentos de link — a intensidade do sinal do receptor depende do EIRP do transmissor, da perda de caminho e do ganho da antena de recepção; o EIRP simplifica o lado da transmissão para um número. (3) Segurança — RP Os limites de exposição ao EIRP são calculados a partir do EIRP usando fórmulas de densidade de potência; conhecer o EIRP determina distâncias seguras das antenas.
A perda de cabo é subtraída da EIRP: EIRP = P_tx - L_cable + G_antenna. Maior perda de cabo significa menor EIRP. Um transmissor de 100 mW com antena de 6 dBi e perda de cabo de 3 dB: EIRP = 20 - 3 + 6 = 23 dBm (200 mW). O mesmo sistema com perda de cabo de 0 dB: EIRP = 26 dBm (400 mW) — o dobro do EIRP. Para obter conformidade próxima aos limites regulatórios, use valores precisos de perda de cabo das folhas de dados do fabricante na frequência de operação, incluindo todos os conectores.
O EIRP faz referência a uma antena isotrópica (0 dBi); o ERP faz referência a um dipolo de meia onda (2,15 dBi). Relação: EIRP (dBm) = ERP (dBm) + 2,15 dB. Contexto histórico: O ERP foi usado antes do EIRP se tornar padrão porque os dipolos eram a antena de referência prática. Prática moderna: a UIT e a maioria dos reguladores usam EIRP; alguns regulamentos de transmissão ainda usam ERP. Sempre verifique qual referência está especificada — 40 dBm EIRP é igual a 37,85 dBm ERP; confundi-las causa um erro de 2,15 dB.
Não — os limites variam de acordo com a banda, o aplicativo e a região. Exemplos: ISM de 2,4 GHz (FCC): 36 dBm EIRP ponto a multiponto, maior para antenas ponto a ponto com antenas de alto ganho. 5,8 GHz U-NII-3 (FCC): máximo de 36 dBm EIRP. ISM de 915 MHz (FCC): 36 dBm EIRP com salto de frequência. 868 MHz (ETSI): ERP de 14 dBm (16,15 dBm EIRP) com 1% de ciclo de trabalho. Satélite de banda C (ITU): coordenação necessária acima de 45 dBW EIRP em direção ao arco geoestacionário. Sempre verifique o regulamento específico para sua frequência, geografia e aplicação.
Regras da Parte 15.247 da FCC para espectro espalhado de 2,4 GHz: Base: potência do transmissor de 1 W (30 dBm) com antena de 6 dBi = 36 dBm EIRP. Ponto a multiponto: máximo de 36 dBm EIRP, independentemente do ganho da antena; reduza a potência do transmissor em 1:1 para obter ganhos acima de 6 dBi. Ponto a ponto (direcional fixo): pode usar antenas de maior ganho com 1 dB de redução de energia por 3 dB de ganho acima de 6 dBi; o EIRP efetivo pode atingir aproximadamente 53 dBm com uma antena de 30 dBi com potência reduzida. É necessária instalação profissional para antenas ponto a ponto com antenas > 6 dBi. A maioria dos APs de consumo opera a 20-23 dBm com antenas de 3-5 dBi: EIRP = 23-28 dBm, bem abaixo dos limites.
Cada aumento de EIRP de 6 dB duplica o alcance (no espaço livre, onde a perda de caminho segue a lei do inverso do quadrado). Passar de 0 dBi omnidirecional para 12 dBi direcional adiciona 12 dB EIRP — aumento de alcance de 4x na direção do feixe principal. No entanto, o ganho direcional concentra energia: uma antena de 12 dBi tem aproximadamente 60 graus de largura de feixe, cobrindo 1/6 do horizonte em vez de 360 graus. Para links ponto a ponto (pontes WiFi, backhaul), antenas de alto ganho são ideais — maximize o alcance em uma direção. Para cobertura de área (APs, estações base), antenas omnisetoriais ou setoriais distribuem energia pela área de serviço.

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