Potencia de transmisión de RF en una banda ISM

Estaba hojeando algunas tablas de asignación de frecuencias de OFCOM para usarlas en un pequeño proyecto que estoy haciendo. Requiero el uso de algunas bandas ISM sin licencia en el Reino Unido y descubrí que la banda sin licencia más baja tiene un límite en la potencia de transmisión/densidad de potencia de "42 dBµA/m a 10 m"

El documento en cuestión es: http://stakeholders.ofcom.org.uk/binaries/spectrum/spectrum-policy-area/spectrum-management/research-guidelines-tech-info/interface-requirements/IR_2030-june2014.pdf y la tabla en cuestión está en la página 17.

1) ¿Qué significa esto?

2) ¿Se puede convertir este límite en algo un poco más intuitivo, como una potencia radiada efectiva en Watts?

¡Gracias!

Este documento aplica esta medida solo a bandas por debajo de 27 MHz lo que puede afectar la respuesta. La potencia de transmisión será MUCHO más baja, digamos 13,56 MHz, que el valor dado por Andy para 433 MHz.

Respuestas (2)

Esta respuesta se ha editado para corregir una fórmula y actualizar a una respuesta más exacta que no requiere pensar en las antenas (crédito a @tomnexus por sacudir mi cerebro en la dirección correcta).

campo AH de 42 dB µA/m = 126 µA/m (en números reales) y, dado que la impedancia del espacio libre es de unos 377 ohmios, puede tomar el µA/m, elevarlo al cuadrado y multiplicarlo por 377 ohmios para obtener una potencia de 6 µW a 10 metros. Básicamente I 2 R . Pero esto es potencia por metro cuadrado porque los campos E y H son voltios por metro y amperios por metro.

Ahora imagine que el transmisor emite toda la potencia en un patrón esférico de modo que a cualquier distancia, la potencia total que pasa a través de la superficie de una esfera es siempre la misma. A 10 m de radio, el área de una esfera es 4 π r 2 = 1257 metros cuadrados. Esto significa que la potencia de transmisión es 1257 veces mayor que los 6 µW (por metro) mencionados anteriormente.

Por tanto, la potencia emitida es de 7,5 mW.

Nuevamente, esto supone una antena TX isotrópica (emite por igual en todas las direcciones). Una antena con ganancia (como un dipolo con una ganancia de unos 2 dB sobre la antena isotrópica) no puede transmitir 7,5 mW sino 2 dB menos.

Especificar una magnitud de campo H como límite legislativo: no puede haber discusión al respecto porque es el campo (E o H) el que causa la interrupción de otros equipos y especificar una potencia de TX no impide que alguien use una antena de alta ganancia y cause problemas localizados (más direccionales).

También he echado un vistazo a la tabla mencionada en la pregunta. Los 42 dB µA/m especificados son para la banda de 6,8 MHz; tiene una longitud de onda de 44 metros y, por lo tanto, a una distancia de 10 m sería totalmente incorrecto especificar la potencia porque una onda EM coherente solo comienza a formarse (típicamente) en una longitud de onda de una antena TX.

Tenga en cuenta que a 27 MHz se especifican tanto 10 mW erp como 42 dB µA/m porque 27 MHz tiene una longitud de onda de 11 m y la onda EM prácticamente se ha "formado" a 10 m. A frecuencias más altas, solo se especifica erp por las razones expuestas anteriormente.

¿Cómo ha convertido dB µA/m en solo µA/m? ¿Qué fórmula estás usando? Además, ¿cómo apareció el número de "13 longitudes de onda al cuadrado" cuando se habla de la apertura de una antena de medio dipolo?
Buena respuesta. Sería útil saber más sobre el "número mágico" para la apertura, ya sea un enlace o una comparación con la apertura de un látigo de 1/4 de onda, por ejemplo.
He cometido un error en una fórmula, así que tengan paciencia conmigo mientras la edito.
dB es solo: dB = 20 log (x) entonces x = 10^(42/20) = 126 dB es solo una forma para que los EE eviten multiplicar números muy pequeños y muy grandes. Hay más en wikipedia, busca Decibel
¡OK, creo que se acumula ahora!
Buenas ediciones, ojalá pudiera hacer +1 de nuevo. El problema de la antena de alta ganancia es presumiblemente por qué las bandas por encima de 27 MHz especifican x mw erp en su lugar (= potencia de transmisión * ganancia de antena); por debajo de esa frecuencia, una antena de alta ganancia se vuelve imposiblemente grande para una aplicación de baja potencia sin licencia.
@BrianDrummond dentro de una longitud de onda de una antena TX, la onda EM no se ha formado correctamente; consulte ediciones adicionales (en curso)
buen punto re: campo cercano, espero las ediciones
@BrianDrummond Iba a intentar reconciliar el campo de 10 mW y 42 dB µA/m H a 27 MHz, pero ahora mi cerebro está frito. Necesito un trago LOL.
¿Por qué necesita involucrar un dipolo? EiRP es simplemente (densidad de potencia en xm) * (área de la esfera xm). O bien, (densidad de potencia) = (EiRP) * (área de la esfera). No depende de la frecuencia, siempre que esté en el campo lejano. Entonces 6 uW/m2 @ 10m = EiRP de 7 mW. Ya sea que se trate de 4 mW en un dipolo o de 0,7 mW en una yagi, cualquiera de los dos tocará el límite legal.
@tomnexus: solo estaba trabajando en ello mientras intentaba resolver el problema, así que si hay una mejor manera, entonces soy todo oídos. Sí, está bien, veo la simplificación: ¡en realidad calculé potencia / m ^ 2!

Es la intensidad del campo a cierta distancia. Se refiere a la cantidad de energía que su dispositivo puede transmitir en esa banda de frecuencia. Podrías hacer cálculos y convertirlo en energía.

En la práctica, puede transmitir 20 dBm (= 100 milivatios) desde un dispositivo. Mire las especificaciones de todos los dispositivos (Bluetooth, WIFI, Zigbee, etc., todos están limitados a 20 dBm.

Con una antena especial podrías concentrar toda esa energía en un punto y sacar más de los 42 dBuA/m a 10m así que ves como esta limitación es poco práctica, depende de tantas variables y condiciones. Por lo tanto los 20 dBm.

Hola, que calculos tendria que hacer para convertir dBµA/m a X distancia en una potencia?
Lo siento, demasiado vago para eso ;-) Afortunadamente, Andy no es tan vago, así que mira arriba :-)
Es posible que no esté utilizando la banda ISM de 2,4 GHz, de ahí el límite inferior. Y, en muchos países, limitan tanto la potencia como el erp, de ahí que también se limite la ganancia de la antena.