⚡ HF-Leistungsdichte-Rechner

Die HF-Leistungsdichte beschreibt, wie konzentriert elektromagnetische Energie an einem Punkt ist: die Leistung, die durch eine Flächeneinheit tritt, üblicherweise angegeben in mW/cm², W/m² oder µW/cm². Strahlt ein Sender in den freien Raum, verteilt sich die Leistung über eine Kugel; die Dichte im Abstand r von einem isotropen Strahler ist S = EIRP / (4πr²), wobei EIRP die effektiv abgestrahlte Leistung ist. Reale Antennen bündeln die Energie, daher ist der Antennengewinn in der EIRP bereits enthalten.

Dieselbe Formel findet an drei sehr unterschiedlichen Stellen Anwendung: bei der EMF-Sicherheitsbewertung (liegt die Exposition unter dem ICNIRP- oder BNetzA-Grenzwert?), bei der Linkplanung (welches Signal erreicht den Empfänger?) und beim Radar (die Echo-Leistungsdichte am Ziel). Der Rechner nimmt EIRP (oder Sendeleistung und Gewinn) plus eine Entfernung und liefert die Dichte in den für EMF-Berichte üblichen Einheiten, ergänzt um den Vergleich mit dem passenden Grenzwert. Die komplette Streckenbetrachtung liefert der Friis-Pfadverlust-Rechner.

Der Rechner bildet zunächst die EIRP aus Sendeleistung und Antennengewinn (wenn nur die EIRP bekannt ist, wird sie direkt eingegeben). Anschließend wendet er S = EIRP/(4πr²) an und rechnet das Ergebnis zwischen mW/cm², W/m² und µW/cm² um (1 W/m² = 100 µW/cm²). Die optionale Auswahl des Frequenzbands liefert den zugehörigen ICNIRP-Grenzwert für die Allgemeinbevölkerung und für Berufstätige als schnelle Plausibilitätsprüfung.

Der abgeleitete sichere Schutzabstand (die Entfernung, bei der die Dichte unter den Grenzwert für die Allgemeinbevölkerung fällt) ist die nützlichste Ausgabe für Monteure und Standortbetreiber – er beantwortet direkt die Frage, wie weit sich Personen von der Antenne fernhalten müssen.

1. Geben Sie die EIRP in dBm ein oder alternativ Sendeleistung und Antennengewinn getrennt.
2. Tragen Sie die Entfernung von der Antenne in Metern oder Fuß ein.
3. Optional: Frequenzband wählen, um mit dem ICNIRP-Grenzwert zu vergleichen.
4. Klicken Sie auf Berechnen, um die Dichte in mW/cm², W/m² und µW/cm² zu sehen.
5. Nutzen Sie den sicheren Schutzabstand für die Standortplanung.

Was ist der Unterschied zwischen Leistungsdichte und Feldstärke?

Leistungsdichte S (W/m²) und Feldstärke E (V/m) beschreiben dieselbe Welle: Im Freiraum gilt S = E²/377. Die Leistungsdichte ist die natürliche Größe für ebene Wellen und Berichte, während E/H für Nahfeld- und Konformitätsmessgeräte verwendet werden. Der Rechner konzentriert sich auf die in den meisten Normen verwendete Fernfelddichte.

Wie weit ist das Fernfeld meiner Antenne?

Etwa 2D²/λ, wobei D die Antennenöffnung und λ die Wellenlänge ist. Für eine 60-cm-Schüssel bei 5 GHz sind das etwa 1,2 m; für ein hohes Basisstationspanel bei 900 MHz können es 5–15 m sein. Näher dran überschätzt oder unterschätzt das einfache Abstandsgesetz die wahre Dichte.

Summiert der Rechner mehrere Sender?

Nein. Er bewertet jeweils eine Quelle. An einem Standort mit mehreren Antennen rechnen Sie jede Quelle einzeln und addieren die Leistungsdichten (Leistungen addieren sich linear). Der Schutzabstand bezieht sich dann auf die dominierende Quelle.

Warum brauchen Mobilfunkantennen auf Dächern Absperrbereiche?

Basisstationspanels können hunderte Watt EIRP in einem schmalen Bündel abgeben. 5–10 m vor dem Panel kann die Dichte an den Grenzwert für die Allgemeinbevölkerung heranreichen oder ihn überschreiten – deshalb sperren Betreiber den Strahlbereich ab, obwohl die Dichte wenige Meter daneben vernachlässigbar ist.

Sind WLAN-Router nach diesen Zahlen ein Risiko?

Ein typischer Router mit 100 mW EIRP erzeugt in 1 m Entfernung etwa 0,8 µW/cm² – einige Hundert Male unter dem ICNIRP-Grenzwert von 200–450 µW/cm² im 2,4-GHz-Band. Der Rechner zeigt Ihnen diesen Vergleich direkt.

Welche Einheiten brauche ich für einen Konformitätsbericht?

Die meisten Regulierungsbehörden akzeptieren W/m² oder mW/cm². ICNIRP 2020 verwendet W/m², die FCC historisch mW/cm². Der Rechner gibt beide plus µW/cm² aus, die Grenzwerttabelle arbeitet in W/m².

Verwenden Sie für die Expositionsbewertung nahe einer Richtantenne immer die EIRP (inklusive Antennengewinn) – mit der reinen Sendeleistung unterschätzen Sie die Dichte im Hauptstrahl um genau den Gewinnwert. Merken Sie sich: 1 W/m² = 100 µW/cm², eine Umrechnung, die ständig falsch gemacht wird. Die Fernfeld-Näherung S = EIRP/4πr² gilt erst ab etwa 2D²/λ Abstand von der Antenne; im Nahfeld beschreibt dieses einfache Gesetz die Dichte nicht. Auf einem Dach mit mehreren Antennen summieren Sie die Beiträge aller Quellen am betrachteten Punkt. Belegungsregeln: Der Grenzwert für die Allgemeinbevölkerung ist in der Nähe von Wegen und Fenstern maßgeblich; der Berufsgrenzwert gilt nur dort, wo geschultes Personal den Zutritt kontrolliert.