⚡ Calcolatore della Densità di Potenza RF

La densità di potenza RF descrive quanto è concentrata l’energia elettromagnetica in un punto: la potenza che attraversa un’unità di area, di solito espressa in mW/cm², W/m² o µW/cm². Per un trasmettitore che irradia nello spazio libero la potenza si distribuisce su una sfera, quindi la densità a distanza r da un radiatore isotropo è S = EIRP / (4πr²), dove EIRP è la potenza efficace irradiata isotropicamente. Le antenne reali concentrano l’energia, quindi l’EIRP include già il guadagno dell’antenna.

La stessa formula viene usata in tre contesti molto diversi: la valutazione della sicurezza EMF (quest’esposizione è al di sotto del limite ICNIRP o FCC?), la pianificazione dei collegamenti (quale segnale arriva al ricevitore?) e il radar (la densità di potenza dell’eco sul bersaglio). Il calcolatore accetta l’EIRP (oppure la potenza TX e il guadagno) più una distanza e restituisce la densità nelle unità preferite dai rapporti EMF, insieme al confronto con i limiti di esposizione pertinenti.

Il calcolatore ricava prima l’EIRP dalla potenza TX e dal guadagno dell’antenna (se si dispone solo dell’EIRP, inserirlo direttamente). Applica quindi S = EIRP/(4πr²) e converte il risultato tra mW/cm², W/m² e µW/cm² (1 W/m² = 100 µW/cm²). La selezione facoltativa della banda di frequenza riporta il corrispondente limite pubblico e professionale ICNIRP per una rapida verifica di plausibilità.

La distanza di esclusione sicura derivata (la distanza alla quale la densità scende al di sotto del limite pubblico) è il risultato più utile per installatori e responsabili di sito: risponde direttamente alla domanda «quanta distanza devono mantenere le persone?». Abbinare il risultato della densità al calcolatore delle perdite di percorso Friis per una visione completa del collegamento.

1. Inserire l’EIRP in dBm, oppure la potenza TX e il guadagno dell’antenna separatamente.
2. Inserire la distanza dall’antenna in metri o piedi.
3. Facoltativo: scegliere la banda di frequenza per il confronto con il limite ICNIRP.
4. Fare clic su Calcola per vedere la densità in mW/cm², W/m² e µW/cm².
5. Usare la distanza di esclusione sicura restituita per la pianificazione del sito.

Qual è la differenza tra densità di potenza e intensità di campo?

La densità di potenza S (W/m²) e l’intensità di campo E (V/m) descrivono la stessa onda: nello spazio libero S = E²/377. La densità di potenza è l’unità naturale per le onde piane e per i rapporti, mentre E/H si usano per il campo vicino e per gli strumenti di conformità. Il calcolatore si concentra sulla densità di campo lontano impiegata nella maggior parte delle norme.

Dove inizia il campo lontano per la mia antenna?

A circa 2D²/λ, dove D è l’apertura dell’antenna e λ la lunghezza d’onda. Per una parabola da 60 cm a 5 GHz si tratta di circa 1,2 m; per un pannello di stazione radio base a 900 MHz può arrivare a 5–15 m. A distanze minori la semplice legge dell’inverso del quadrato sovrastima o sottostima la densità reale.

Il calcolatore somma più trasmettitori?

No. Valuta una sorgente alla volta. Per un sito multi-antenna calcolare ogni sorgente separatamente e sommare le densità (si tratta di potenze, quindi si sommano linearmente). La distanza di sicurezza restituita si riferisce quindi alla sorgente dominante.

Perché le antenne cellulari richiedono zone di esclusione sui tetti?

I pannelli delle stazioni radio base possono erogare centinaia di watt di EIRP in un fascio ristretto. A 5–10 m davanti al pannello la densità può avvicinarsi o superare il limite pubblico, quindi gli operatori recintano l’area del fascio anche se la densità a pochi metri di lato è trascurabile.

I router WiFi sono un rischio secondo questi numeri?

Un router tipico da 100 mW EIRP produce circa 0,8 µW/cm² a 1 m: centinaia di volte al di sotto del limite pubblico ICNIRP di 200–450 µW/cm² nella banda dei 2,4 GHz. Il calcolatore mostra direttamente questo confronto.

Quali unità servono per un rapporto di conformità?

La maggior parte degli enti di regolamentazione accetta W/m² o mW/cm². L’ICNIRP 2020 usa W/m², la FCC storicamente mW/cm². Il calcolatore fornisce entrambe oltre a µW/cm², e la tabella di confronto dei limiti usa W/m².

Per calcolare l’esposizione vicino a un’antenna direttiva usare sempre l’EIRP (che include il guadagno dell’antenna): usare solo la potenza TX sottostima la densità nel lobo principale dell’intero valore del guadagno. Ricordare che 1 W/m² = 100 µW/cm², una conversione spesso fraintesa. L’approssimazione di campo lontano S = EIRP/4πr² è valida solo oltre circa 2D²/λ dall’antenna; nel campo vicino la densità non è descritta da questa semplice legge. Per un tetto con più antenne, sommare i contributi di ciascuna sorgente nel punto di interesse. Regole di frequentabilità: vicino a passaggi e finestre vale il limite pubblico; il limite professionale si applica solo dove l’accesso è riservato al personale addestrato.