EIRP-Rechner - Effektive isotrope Strahlungsleistung
Berechnen Sie die effektive isotrope Strahlungsleistung (EIRP) aus Senderleistung, Kabelverlust und Antennengewinn für HF-, Wi-Fi- und Satellitensysteme.
Geben Sie die Ausgangsleistung des Senders, den gesamten Kabel- und Steckerverlust sowie den Antennengewinn in dBi ein, um die EIRP in dBm und Watt zu erhalten.
EIRP-Rechner - Effektive isotrope Strahlungsleistung
Berechnen Sie die effektive isotrope Strahlungsleistung (EIRP) aus Senderleistung, Kabelverlust und Antennengewinn für HF-, Wi-Fi- und Satellitensysteme.
Über den EIRP-Rechner
Die effektive isotrope Strahlungsleistung (EIRP) ist die wichtigste einzelne Kennzahl eines Sendeantennensystems. Sie gibt an, welche Leistung eine isotrope Antenne abstrahlen müsste, um in Richtung des maximalen Gewinns dieselbe Signalstärke zu erzeugen wie Ihr reales System. Die EIRP ist das Produkt aus der an die Antenne gelieferten Senderleistung und dem Antennengewinn relativ zu einem isotropen Strahler, nachdem Kabel-, Stecker- und Verteilerverluste zwischen Senderausgang und Antenneneingang abgezogen wurden.
Die Formel in logarithmischer (dB-)Form lautet: EIRP (dBm) = P_tx (dBm) - L_cable (dB) + G_antenna (dBi). Die Umrechnung der Senderleistung von Watt in dBm ist einfach: P(dBm) = 10 × log₁₀(P_watts × 1000). Die Rückrechnung des EIRP-Ergebnisses in Watt erfolgt mit P(W) = 10^(EIRP_dBm / 10) / 1000. Die dBW-Form lautet schlicht EIRP(dBW) = EIRP(dBm) - 30.
EIRP ist wichtig, weil Regulierungsbehörden — die FCC in den USA, ETSI in Europa und entsprechende Stellen weltweit — maximale EIRP-Grenzwerte für jede Art von Funkgerät festlegen. Wi-Fi-Zugangspunkte im 2.4-GHz-Band sind in Europa typischerweise auf 100 mW (20 dBm) EIRP begrenzt. VSAT-Satellitenterminals müssen EIRP-Flussdichtegrenzen einhalten, um benachbarte Satelliten nicht zu stören. UKW-Rundfunksender werden nach Leistung und Antennenhöhe lizenziert; zusammen bestimmen sie EIRP und Versorgungsgebiet.
Für Funk-Linkbudgets ist die EIRP der Ausgangspunkt. Sie bestimmt die Berechnung des Freiraumdämpfungsverlusts, den empfangenen Signalpegel am entfernten Ende und letztlich die Link-Marge, also den Sicherheitsfaktor gegen Fading und Störungen. Eine Erhöhung der EIRP um 3 dB verdoppelt die Empfangsleistung oder verlängert unter Freiraumbedingungen äquivalent die Reichweite um den Faktor √2. Ingenieure, die Mobilfunk-Basisstationen, Punkt-zu-Punkt-Mikrowellenlinks, RFID-Lesegeräte und Radarsysteme entwickeln, nutzen EIRP als gemeinsame Bezugsgröße zum Vergleich der Sendeleistung.
Antennen mit hohem Gewinn sind eine besonders kosteneffiziente Möglichkeit, die EIRP zu erhöhen, weil ihr Gewinn ohne höhere Senderleistung, Wärmeabgabe oder Batterieverbrauch hinzukommt; eine Parabolantenne mit 20 dBi addiert 20 dB zur EIRP. Kabelverlust ist dagegen reiner Verlust: Jeder dB Einfügedämpfung zwingt den Sender zu mehr Arbeit oder verkleinert die Abdeckung. Kurze Kabellängen, verlustarme Kabeltypen sowie korrekt angezogene und wettergeschützte Steckverbinder sind Standardverfahren, um im Feldeinsatz eine hohe EIRP zu erhalten.
Dieser Rechner akzeptiert Senderleistung entweder in Watt oder dBm und gibt EIRP gleichzeitig in dBm, dBW und Watt aus. So können Sie flexibel mit dem Einheitensystem arbeiten, das Ihre regulatorische Einreichung, Ihr Datenblatt oder Ihre Linkbudget-Tabelle verlangt.
Beispiele für den EIRP-Rechner
Drei realistische Szenarien für Funksysteme zeigen, wie Senderleistung, Kabelverlust und Antennengewinn zur EIRP kombiniert werden.
| System | EIRP | Hinweise |
|---|---|---|
| Wi-Fi-AP: P_tx = 100 mW (0.1 W), Kabelverlust = 3 dB, Antennengewinn = 3 dBi | 20.0 dBm = 100 mW | P_tx = 20 dBm; EIRP = 20 - 3 + 3 = 20 dBm. Dies erfüllt exakt den EU-Grenzwert von 20 dBm EIRP für 2.4-GHz-Wi-Fi in Innenräumen. |
| UKW-Sender: P_tx = 1000 W, Kabelverlust = 2 dB, Antennengewinn = 6 dBi | 64.0 dBm ≈ 2512 W | P_tx = 10 × log₁₀(1 000 000) = 60 dBm exakt. EIRP = 60 - 2 + 6 = 64.0 dBm. Typischer lokaler UKW-Sender; Versorgungsradius ~20 km in flachem Gelände. |
| Kleines VSAT-Terminal: P_tx = 1 W, Kabelverlust = 0.5 dB, Antennengewinn = 14 dBi (0.3-m-Spiegel) | 43.5 dBm ≈ 22.4 W | P_tx = 30 dBm; EIRP = 30 - 0.5 + 14 = 43.5 dBm. Kompaktes VSAT-Terminal mit kleinem Spiegel, das typische Satelliten-Flussdichtegrenzen einhält. |
| Bluetooth LE: P_tx = 1 mW (0 dBm), Kabelverlust = 0 dB, Antennengewinn = 0 dBi (Chipantenne) | 0 dBm = 1 mW | BLE-Design mit minimaler Komplexität. Gerät der Klasse 3; typische Innenraumreichweite 1–10 m. |
So verwenden Sie den EIRP-Rechner
- Geben Sie die Ausgangsleistung des Senders ein und wählen Sie die Einheit: Watt (W) für direkte Leistungsangaben aus einem Datenblatt oder dBm für Werte aus einem Spektrumanalysator oder einer Linkbudget-Tabelle.
- Geben Sie den gesamten Kabel- und Steckerverlust in dB ein. Berücksichtigen Sie alle Quellen zwischen Senderausgang und Antennenspeisepunkt: Koaxialkabel, Steckverbinder, Blitzschutzkomponenten und Verteiler.
- Geben Sie den Antennengewinn in dBi ein. Verwenden Sie den vom Hersteller angegebenen Gewinn bei Ihrer Betriebsfrequenz und dem Polarisationswinkel Ihres Links.
- Klicken Sie auf EIRP berechnen. Das Tool gibt EIRP in dBm, dBW und Watt aus. Vergleichen Sie das Ergebnis mit dem geltenden regulatorischen EIRP-Grenzwert für Ihr Frequenzband und Land.
- Um die EIRP innerhalb des regulatorischen Grenzwerts zu maximieren, erhöhen Sie den Antennengewinn oder reduzieren Sie den Kabelverlust. Beides ist kosteneffizienter als eine höhere Senderleistung, die Wärmeabgabe und Stromverbrauch erhöht.
Häufige Fragen zum EIRP-Rechner
Was ist der Unterschied zwischen EIRP und ERP?
EIRP (effektive isotrope Strahlungsleistung) bezieht den Gewinn auf eine isotrope Antenne (dBi), während ERP (effektive Strahlungsleistung) den Gewinn auf einen Halbwellendipol (dBd) bezieht. Da ein Dipol 2.15 dBi Gewinn hat, ist ERP beim gleichen System immer 2.15 dB niedriger als EIRP. Rundfunkregulierer verwenden häufig ERP, während Mikrowellen- und Satelliteningenieure EIRP verwenden.
Wie wandle ich Senderleistung von Watt in dBm um?
Verwenden Sie P(dBm) = 10 × log₁₀(P_watts × 1000). Zum Beispiel: 1 W = 10 × log₁₀(1000) = 30 dBm; 0.1 W = 20 dBm; 10 W = 40 dBm. Umgekehrt gilt P(W) = 10^(P_dBm/10) / 1000.
Warum reduziert Kabelverlust die EIRP?
Jedes passive Element zwischen Senderausgang und Antenne absorbiert einen Teil der Sendeleistung als Wärme. Jeder 1 dB Kabelverlust reduziert die EIRP um 1 dB, was einer Halbierung der EIRP pro 3 dB Kabelverlust entspricht. Kürzere, dickere verlustarme Kabel und möglichst wenige Steckverbinder verbessern die EIRP direkt.
Welche EIRP-Grenzwerte gelten für Wi-Fi-Geräte?
Grenzwerte variieren nach Land und Band. In der EU ist 2.4-GHz-Wi-Fi in Innenräumen gemäß ETSI EN 300 328 auf 100 mW (20 dBm) EIRP begrenzt; 5-GHz-Außenkanäle sind auf 200 mW (23 dBm) begrenzt. Die FCC-Part-15-Regeln in den USA erlauben bis zu 1 W (30 dBm) Sendeleistung, begrenzen die EIRP für Punkt-zu-Multipunkt-Systeme jedoch auf etwa 36 dBm.
Wie hängt EIRP mit dem Linkbudget zusammen?
EIRP ist der Ausgangspunkt eines Linkbudgets: Empfangsleistung = EIRP - Freiraumdämpfung + Empfangsantennengewinn - Empfangssystemverluste. Eine höhere EIRP verbessert direkt die empfangene Signalstärke oder ermöglicht dieselbe Link-Marge über eine größere Entfernung. Jede Erhöhung der EIRP um 6 dB verdoppelt unter Freiraumdämpfungsbedingungen die Kommunikationsreichweite.
Kann ich die EIRP durch eine Antenne mit höherem Gewinn über den Grenzwert hinaus erhöhen?
Nein. Regulierungsbehörden begrenzen die gesamte EIRP, nicht nur die Senderleistung. Wenn eine regulatorische Einreichung die EIRP auf 36 dBm begrenzt und Sie von einer 6-dBi-Antenne auf eine 10-dBi-Antenne wechseln, müssen Sie die Senderleistung um 4 dB reduzieren, um im Grenzwert zu bleiben. Die Verwendung einer Antenne mit höherem als zulässigem Gewinn ohne Reduzierung der Senderleistung ist eine illegale Modifikation, die zu Bußgeldern und Beschlagnahmung der Ausrüstung führen kann.