Aktualizované: 21.9.2022
Kalkulačky - prepočet RF veličín
Na tejto stránke si môžete prepočítať úrovne intenzity elektromagnetických polí, výkony a vzdialenosti od zdrojov rádiofrekvenčného žiarenia. Vypočítané hodnoty Vám pomôžu pri meraní a pomocou nich ľahko porovnáte namerané úrovne s tabuľkami expozícií na našich stránkach.
1. Prepočet výkonu vysielača a vzdialenosti na veľkosť elektromagnetického poľa
Príklad 1: Wi-Fi router má vyžiarený RF výkon 100 mW (=20 dBm) a chceme vedieť, aká veľká bude intenzita elektromagnetického poľa vo vzdialenosti 1 m.
Do [P] teda dosadíme 100 [mW] alebo 20 [dBm] a do [d] dosadíme 1 [m]. Stlačíme [-->] v riadku [P], pretože podľa výkonu chceme vedieť ostatné hodnoty a odčítame [E] a [S].
Príklad 2: Základňová stanica mobilnej siete pracuje s vyžiareným výkonom 2 kW. V akej veľkej vzdialenosti od nej bude intenzita elektromagnetického poľa presne 1 V/m ?
Do [P] dosadíme 2 [kW] (alebo 2000 [W]) a do [E] dosadíme 1 [V/m]. Stlačíme [<--] v riadku [d], pretože chceme vedieť vzdialenosť na základe ostatných hodnôt.
Príklad 3: Aký je vyžiarený výkon mobilného telefónu, ak vo vzdialenosti 2 m je hustota toku výkonu 4 mW/m² ?
Do [d] dosadíme 2 [m] a do [S] dosadíme 4 [mW/m²]. Stlačíme [-->] v riadku [S], pretože podľa hustoty výkonu chceme vedieť ostatné hodnoty a odčítame [P] vo [W], resp. v [dBm].
| Pt = | = | dBm | ||
| d = | ||||
| E = | ||||
| S = | ||||
Legenda
[d] je vzdialenosť od zdroja (vysielača),
[Pt] je výkon zdroja buď v násobkoch [W] alebo v [dBm] (dBm je pomer absolútneho výkonu k 1 mW - viď tabuľka nižšie "Výkony niektorých zdrojov"),
[E] je intenzita elektrického poľa,
[S] je hustota riadiačného toku výkonu
2. Prepočet veľkosti nameraného výkonu a intenzity elektromagnetického poľa
Príklad 1: Na mobilnom telefóne sa zobrazuje zoznam dostupných Wi-Fi sietí, spolu s údajom o ich relatívnom nameranom výkone (-40 dBm, -48 dBm a -65 dBm). Za určitého predpokladu straty (záporného zisku) na anténe telefónu (-15 dBi) chceme zistiť, o akú veľkú absolútnu intenzitu elektromagnetického poľa ide. Nakoľko zachytávame viacero sietí, budeme uvažovať o súčte intenzít troch najsilnejších (teda tých, ktoré sa najväčšmi blížia číslu 0).
Do [f] dosadíme frekvenciu, na ktorej Wi-Fi pracujú (2.45 GHz), do [G] dosadíme zisk antény, orientačne -15 dBi a do [Pr] dosadíme prvý (-40 dBm), druhý (-48 dBm) a tretí (-65 dBm) prijímaný výkon. Stlačíme [-->] v riadku [Pr], pretože podľa výkonu chceme vedieť ostatné hodnoty a odčítame [E] a [S]. V prvom políčku [Pr] sa zobrazí sčítaný prijímaný výkon, ako keby šlo o jediný zdroj.
Príklad 2: Spektrálny analyzátor použijeme na zmeranie intenzity elektromagnetického poľa základňovej stanice GSM (920 - 960 MHz). Nájdeme dva nosné signály s výkonom -25 dBm a -40 dBm. Aká veľká je intenzita elektromagnetického poľa, ak je zisk antény analyzátora -10 dBi ?
Do [f] dosadíme strednú frekvenciu meraného rozsahu (0,94 GHz), do [G] dosadíme zisk antény (-10 dBi) a do [Pr] dosadíme prvý (-25 dBm) a druhý (-40 dBm) prijímaný výkon. Stlačíme [-->] v riadku [Pr], pretože podľa výkonu chceme vedieť ostatné hodnoty a odčítame [E] a [S]. V prvom políčku [Pr] sa zobrazí sčítaný prijímaný výkon, ako keby šlo o jediný zdroj.
| f = | GHz | |
| G = | dBi | |
| Pr = | dBm + dBm + dBm | |
| E = | ||
| S = | ||
Legenda
[f] je meraná frekvencia v GHz,
[G] je zisk antény meracieho prístroja v dBi,
[Pr] je prijímaný výkon zdroja na anténe v [dBm] (dBm je pomer absolútneho výkonu k 1 mW; môžete použiť viacero súčasne),
[E] je intenzita elektrického poľa,
[S] je hustota riadiačného toku výkonu
3. Výpočet veľkosti oblastí v okolí antén
Príklad: Základňová stanica mobilnej siete pracuje so sektorovou anténou, ktorej maximálny rozmer (výška) je 2.3 m. Anténa šíri signál frekvencie 900, 1800 a 2100 MHz. V akej najmenšej vzdialenosti môžeme merať intenzitu signálu, vyžarovaného z antény ?
Pre správny výpočet musíme uvažovať všetky 3 frekvencie. Najmenšia vzdialenosť pre meranie bude tá, ktorá pri danej frekvencii určí najväčšiu vzdialenosť [r2]. Do [d] dosadíme veľkosť 2.3 [m] a do [f] dosadzujeme postupne všetky pracovné frekvencie 900 [MHz], 1800 [MHz], 2100 [MHz]. Najväčšiu vzdialenosť [r2] = 74.11 [m] pri frekvencii 2100 MHz budeme považovať za začiatok oblasti vzdialeného poľa a teda najmenšiu vzdialenosť od antény, v ktorej môžeme realizovať meranie.
| d = | ||
| f = | ||
| r1 = | ||
| r2 = | ||
Legenda
[d] je maximálny rozmer antény,
[f] je frekvencia signálu,
[r1] je vzdialenosť, do ktorej siaha reaktívna oblasť blízkeho poľa (červená)
[r2] je vzdialenosť, do ktorej siaha radiačná oblasť blízkeho poľa (žltá; Fresnelov región)
Vzdialenosť [r2] určuje hranicu oblasti vzdialeného poľa (modrá)
4. Výpočet izotropickej straty signálu vo voľnom priestore
Príklad 1: Rozhlasový vysielač, pracujúci na frekvencii 100 MHz má vyžiarený výkon 80 dBm (= 100 kW). Aká veľká bude strata signálu vo vzdialenosti 50 km od vysielača ?
Do [d] dosadíme vzdialenosť 50 [km] a do [f] dosadíme frekvenciu signálu 100 [MHz]. Stlačíme [<--] v riadku [A], pretože chceme vedieť veľkosť straty signálu na základe ostatných údajov. Po odčítaní staty 106.43 dBi od celkového výkonu 80 dBm dostaneme výsledný prijímaný výkon -26.43 dBm, čo postačí na spoľahlivé zachytenie signálu bežným prijímačom.
Príklad 2: Mobilný telefón v sieti 3G (2.1 GHz) počíta s maximálnou stratou signálu 102 dBi. Do akej veľkej vzdialenosti vo voľnom priestore bude siahať pokrytie signálom ?
Do [f] dosadíme frekvenciu 2.1 [GHz] a do [A] dosadíme stratu 102 dBi. Stlačíme [<--] v riadku [d], pretože chceme vedieť vzdialenosť na základe ostatných údajov.
| d = | ||
| f = | ||
| A = | dBi | |
Legenda
[d] je vzdialenosť medzi vysielačom a prijímačom vo voľnom priestore,
[f] je frekvencia signálu,
[A] je veľkosť izotropickej straty signálu v dBi (pomer medzi vyslaným a prijatým výkonom vo všetkých smeroch)
5. Prepočet útlmu
Príklad 1: Tieniaci materiál má útlm 38 dB. Koľkokrát sa zmenší hustota výkonu elektromagnetického poľa po prechode týmto materiálom ?
Do [dB] dosadíme 38. Stlačíme [-->] v tom istom riadku, pretože z tejto hodnoty chceme odvodiť ostatné. Výsledkom je, že hustota výkonu sa zmenší 6300-násobne (čo je asi o 99.98% menej než bola pôvodná úroveň).
Príklad 2: Air-tube handsfree slúchadlá znižujú expozíciu hlavy o 98%. Koľko-násobne to je ?
Do [%] dosadíme 98. Stlačíme [-->] v tom istom riadku, pretože z tejto hodnoty chceme odvodiť ostatné. Výsledkom je, že ide o 50-násobne menšiu úroveň (teda útlm je 17 dB).
| dB | ||
| x | ||
| % | ||
Výkony niektorých zdrojov rádiofrekvenčných polí
|
dBm |
VÝKON |
POPIS |
| 90 | 1 MW | Typický vyžiarený výkon zameriavacieho radarového systému v letovej prevádzke |
| 80 | 100 kW | Typický vyžiarený výkon vysielača rozhlasovej stanice FM s 50 km dosahom |
| 62 | 1.6 kW | Typický vyžiarený výkon základňovej stanice mobilnej siete (BTS) na 1 sektor (1 anténa/služba) |
| 60 | 1 kW | Vysokofrekvenčný výkon magnetrónu v mikrovlnnej rúre (2450 MHz) |
| 50 | 100 W | Intenzita tepelného žiarenia ľudského tela (31.5 THz) |
| 36 | 4 W | Maximálny výkon občianskej rádiostanice (27 MHz) |
| 33 | 2 W | Maximálny výkon mobilného telefónu v režime GSM (2G) |
| 30 | 1 W | Intenzita úniku vysokofrekvenčného žiarenia z mikrovlnnej rúry Maximálny výkon Wi-Fi 802.11a (šírka kanála 20 MHz) v II.pásme 5 GHz (5470 - 5725 MHz) |
| 24 | 250 mW | Maximálny výkon bezdrôtového telefónu DECT (1880 – 1900 MHz, šírka kanála 1728 kHz) Maximálny výkon Wi-Fi 802.11a (šírka kanála 20 MHz) v I.pásme 5 GHz (5180 – 5320 MHz) |
| 23 | 200 mW |
Maximálny výkon mobilného telefónu v režime UMTS (3G) a LTE (4G) |
| 20 | 100 mW | Maximálny výkon Wi-Fi 802.11b/g (šírka kanála 20 MHz) v pásme 2.4 GHz Maximálny výkon Bluetooth (trieda 1), dosah 100 m |
| 15 | 32 mW | Typický výkon Wi-Fi klienta (notebook, mobil, tablet, apod.) |
| 4 | 2.5 mW | Minimálny výkon mobilného telefónu v režime GSM (2G) Maximálny výkon Bluetooth (trieda 2), dosah 10 m |
| 0 | 1 mW | Maximálny výkon Bluetooth (trieda 3), dosah 1 m |
| -50 | 10 nW | Minimálny výkon mobilného telefónu v režime UMTS (3G) |
| -80 | 10 pW | Typická intenzita signálu v lokalite s dobrým Wi-Fi pokrytím (od -70 do -90 dBm) |
| -90 | 1 pW | Typická citlivosť rádioprijímača FM |
| -106 | 25 fW | Typická citlivosť mobilného telefónu, zóna pokrytia signálom |
| -127 | 200 aW | Typická intenzita signálu z navigačného satelitu GPS (od -120 do -155 dBm) |
| -136 | 25 aW | Typická citlivosť základňovej stanice mobilnej siete v režime UMTS (3G) a LTE (4G) |
| -174 | 4 zW | Úroveň tepelného šumu pri šírke pásma 1 Hz a teplote 20°C |
|
-192 |
56 yW | Úroveň tepelného šumu pri šírke pásma 1 Hz a teplote -270°C v medzihviezdnom priestore |
|
-? |
0 | Nulový výkon |
| ZDROJ | Frekvencia (MHz) |
Vyžiarený výkon EIRP |
hustota výkonu (µW/m²) vo vzdialenosti | |||||
| 30 cm | 1 m | 5 m | 20 m | 300 m | 5 km | |||
| Letecký prehľadový radar | 2700 - 2900 | 100 - 1000 kW * | 900 000 | 3 000 | ||||
| FM rádio vysielač DVB-T vysielač |
88 - 108 470 - 790 |
10 W - 100 kW * 10 W - 50 kW * |
90 000 45 000 |
300 150 |
||||
| Základňová stanica GSM (2G), UMTS (3G), LTE (4G), NR (5G) |
700, 800, 900, 1800, 2100, 2600, 3700 |
2 - 16 kW * | 400 000 - 3 000 000 |
2 000 - 14 000 |
6 - 50 | |||
| Mikrovlnná rúra (únik mimo rúry) | 2450 | 1 W | 750 000 | 75 000 | 3 000 | 200 | ||
| Mobilný telefón/modem v sieti 2G (volanie/internet) |
900 | 2.5 mW - 2 W | 2000 - 1 600 000 |
200 - 160 000 |
8 - 6 300 | 0,5 - 400 | ||
|
Mobilný telefón/modem v sieti 3G |
1900 | 10 nW - 200 mW | 0,01 - 160 000 |
0,001 - 16 000 |
0 - 630 | |||
|
Mobilný telefón/modem v sieti 4G |
800/1700/2500 | 100 nW - 200 mW | 0,1 - 160 000 |
0,01 - 16 000 |
0 - 630 | |||
| WiFi (WLAN) router | 2400 5600 |
100 mW | 80 000 | 8 000 | 320 630 |
|||
| WiFi klient (notebook, mobil, tablet, TV, tlačiareň, domáce spotrebiče ...) | 2400 5600 |
100 mW | 80 000 | 8 000 | 320 630 |
|||
| Bluetooth (notebook, mobil, handsfree, autorádio ...) | 2400 | 1 - 100 mW ** |
800 - |
80 - 8 000 |
3 - 320 | |||
| Bezdrôtová PC myš (+ USB kľúč) Bezdrôtová PC klávesnica (+ USB kľúč) |
2400 | 5 mW | 4 000 | 400 | 16 | |||
| Bezdrôtový telefón DECT/DECT2 (základňa/slúchadlo) |
1890 5800 |
250 mW | 200 000 | 20 000 | 800 | |||
| Bezdrôtový telefón Eco DECT/Eco DECT2 (ak je slúchadlo v základni) |
1890 5800 |
10 mW | 8 000 | 800 | 30 | |||
| Bezdrôtový telefón Eco DECT+/Eco DECT2+ (ak je slúchadlo v základni) |
1890 5800 |
- | - | - | - | |||
* - intenzita EMP v smere vyžarovania antény pri maximálnom výkone
** - intenzita EMP pri maximálnom výkone