⚡ RF電力密度計算機

RF電力密度は、ある地点の電磁エネルギーの濃さ、つまり単位面積を通過する電力を表します。単位はmW/cm²、W/m²、µW/cm²がよく使われます。送信機が自由空間に放射する場合、電力は球面上に広がるため、等方性放射器から距離rの地点での密度はS＝EIRP／(4πr²)です。EIRP（等価等方放射電力）にはアンテナ利得が織り込まれているので、指向性アンテナの主ビーム上の評価にもそのまま使えます。

この式は3つのまったく異なる場面で使われます。1つ目は電磁波防護（EMF）の安全評価。ICNIRPや日本の電波防護指針（総務省）の基準値以下かどうかの判定です。2つ目はリンク設計。受信点にどれだけの信号が届くかの見積もりです。3つ目はレーダー。目標位置でのエコー電力密度の計算です。本ツールはEIRP（または送信電力と利得）と距離から密度を求め、EMF報告でよく使われる単位と基準値との比較をまとめて出力します。レーダーの目標評価ではレーダー方程式計算ツールもご覧ください。

送信電力とアンテナ利得からEIRPを組み立て（EIRPが分かっている場合は直接入力）、S＝EIRP／(4πr²)を適用します。結果はmW/cm²、W/m²、µW/cm²の3単位で表示します（1W/m²＝100µW/cm²）。周波数帯を選ぶと、ICNIRPの一般公衆・職業暴露の限度値を参照し、簡易チェックができます。

最も実用的な出力が安全離隔距離です。密度が一般公衆限度値を下回る距離のことで、設置業者やサイト管理者にとって「人はどこまで近づいてよいか」への直接の答えになります。リンク全体の検討にはFriis伝搬損失計算ツールもあわせてご利用ください。

1. EIRPをdBmで入力するか、送信電力とアンテナ利得を個別に入力します。
2. アンテナからの距離をメートルまたはフィートで入力します。
3. 任意項目として、ICNIRP限度値と比較する周波数帯を選びます。
4. 「計算」を押すと、mW/cm²・W/m²・µW/cm²で密度が表示されます。
5. 安全離隔距離の出力をサイト計画に利用します。

電力密度と電界強度の違いは何ですか？

電力密度S（W/m²）と電界強度E（V/m）は同じ波を表します。自由空間ではS＝E²/377の関係があります。電力密度は平面波と報告書の自然な単位で、E/Hは近傍界やコンプライアンス測定器で使われます。本ツールは多くの規格が前提とする遠方界密度に焦点を当てています。

私のアンテナでは遠方界はどのくらい先ですか？

おおよそ2D²/λです。Dはアンテナ開口径、λは波長です。5GHzの60cmパラボラなら約1.2m、900MHzの背の高い基地局パネルなら5〜15mに達します。これより近いと、単純な逆二乗則は実際の密度を過大または過小評価します。

複数の送信機の合算はできますか？

できません。本ツールは一度に1つの送信源を評価します。複数アンテナのサイトでは各送信源を個別に計算し、密度を足し合わせてください（電力なので線形加算です）。安全離隔距離の出力は支配的な送信源を基準にします。

なぜ携帯電話基地局のアンテナに屋上の立入禁止ゾーンがあるのですか？

基地局パネルは細いビームに数百WのEIRPを集中させます。パネル正面5〜10mでは密度が一般公衆限度値に接近・超過することがあるため、数m横にずれれば密度は無視できる程度でも、ビーム正面はフェンスで囲むのです。

これらの数値で見るとWiFiルーターは危険ですか？

典型的な100mW EIRPのルーターは、1mの距離で約0.8µW/cm²です。2.4GHz帯のICNIRP一般公衆限度値200〜450µW/cm²の数百分の1に過ぎません。本ツールでこの比較を直接確認できます。

コンプライアンス報告書にはどの単位が必要ですか？

多くの規制当局はW/m²またはmW/cm²を受理します。ICNIRP 2020はW/m²、米国FCCは従来mW/cm²を使ってきました。本ツールは両方とµW/cm²を出力し、限度値比較表はW/m²で統一しています。日本の電波防護指針（総務省）もW/m²系の評価が基本です。

指向性アンテナの近傍評価では必ずEIRP（利得込み）を使ってください。送信電力だけを使うと、主ビーム上の密度を利得の分だけ過小評価します。1W/m²＝100µW/cm²という換算はよく間違えるので注意しましょう。遠方界近似S＝EIRP／4πr²はアンテナからおよそ2D²/λ以上でしか成り立ちません。近傍界ではこの単純な法則は使えません。複数のアンテナが載った屋上では、評価地点で各送信源の寄与を合算してください。一般公衆限度値は歩道や窓際で拘束力を持つ値です。職業暴露限度値は、訓練された作業員だけが立ち入れる区域にのみ適用されます。