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Calculateur de distance de sécurité (exposition RF)

Les limites d’exposition RF plafonnent l’énergie radio qu’une personne peut absorber. Ce calculateur convertit la puissance d’émission, le gain d’antenne et la fréquence en densité de puissance devant l’antenne, puis en distance minimale à partir de laquelle cette densité passe sous la limite FCC ou ICNIRP 2020, pour le public ou pour les travailleurs exposés.

Puissance qui atteint l’antenne pendant l’émission. Le champ de rapport cyclique, plus bas, la moyenne sur la fenêtre d’évaluation. · = 50,0 dBm

dBi

Gain dans la direction de la personne. Pour le pire cas, prenez la valeur du lobe principal.

%

Part du temps de moyennage réellement passée à émettre. Les limites portent sur la moyenne. Un rapport de 50 % divise donc l’exposition par deux, et les 0,1 % d’un radar à impulsions la divisent par mille.

Un faisceau fixe est le pire cas, le lobe principal reste pointé sur la personne. Un faisceau tournant ou balayé ne fait que passer, et les limites se moyennent sur 6 ou 30 minutes.

0,3–100000 MHz · 30 min de moyennage

À 146 MHz, la FCC et l’ICNIRP fixent la même limite : 2 W/m² pour le public et 10 W/m² en professionnel. Changer de norme ne change donc rien ici. Les écarts apparaissent entre 300 MHz et 2 GHz, et sous 30 MHz où seule la FCC donne une valeur.

Une surface réfléchissante s’ajoute à l’onde directe. OET 65 retient un facteur 2,56 pour le pire cas. Par défaut, aucune réflexion n’est prise en compte.

Où quelqu’un se tient réellement, mesuré depuis l’antenne.

Distance minimale
3,98 m
= 13,1 ft
Densité de puissance à d
0,0317 mW/cm²
15,8 % de la limite
Limite d’exposition
0,2 mW/cm²
= 2 W/m² · 30 min de moyennage
EIRP
398 W
= 56,0 dBm
Public
3,98 m
FCC · 0,2 mW/cm²
Professionnel
1,78 m
FCC · 1 mW/cm²
0,10,515mvotre distance 10 mprofessionnel 1,78 mpublic 3,98 mdistance depuis l’antenne · échelle compriméeFCCDistance minimale 3,98 m

Vue de profil. L’antenne est à gauche et la zone teintée doit rester dégagée selon le jeu de limites choisi ; sa bordure est l’arc vert. L’arc ambré en pointillés correspond à l’autre groupe exposé de la même norme. Le personnage se tient à la distance saisie et passe en ambre dès qu’il entre dans la zone. Les distances partent de l’antenne, le long d’une échelle au sol comprimée pour que 0,2 m et 40 m tiennent dans la même image.

FCC · publicICNIRP · publicFCC · professionnelICNIRP · professionnel12510205010030M100M300M1G3G10G30G100GW/m²Hz146 MHz

Les deux tableaux publiés, tracés en axes logarithmiques. Là où une courbe ICNIRP en pointillé se superpose à la courbe FCC continue, les deux normes disent la même chose, ce qui couvre tout le palier de 30 à 300 MHz et tout ce qui dépasse 2 GHz. Elles ne divergent qu’entre 300 MHz et 2 GHz, où l’ICNIRP passe en dessous. Sous 30 MHz, l’ICNIRP ne publie aucune densité de puissance, et le graphique commence donc là.

Estimation en champ lointain dans le lobe principal, donnée à titre indicatif. Ce n’est ni un dossier de conformité ni un conseil juridique. Elle suppose que la personne se tient dans le lobe principal avec le gain complet et prend la valeur saisie comme puissance arrivant à l’antenne. La réflexion au sol est réglée par défaut sur « aucune », soit la valeur en espace libre. Passez à 2,56 pour le pire cas au sol ou en toiture recommandé par OET 65. Le moyennage sur 6 ou 30 minutes passe par le champ de rapport cyclique. Saisissez donc la puissance en émission et la part du temps réellement passée à émettre. Le réglage de l’antenne décide si le faisceau compte comme immobilisé sur la personne, ce qui est le pire cas et non le quotidien, ou comme balayant, présent ouverture/360 du temps.

FCC et ICNIRP côte à côte

Les deux tableaux de limites ne sont pas le même tableau. Ils sont donc affichés tous les deux pour la fréquence saisie. Les distances reprennent la puissance, le gain, le rapport cyclique et le facteur de réflexion du formulaire.

Jeu de limitesLimite (mW/cm²)Limite (W/m²)MoyennageDistance minimale
FCC, population générale0,2230 min3,98 m
ICNIRP 2020, public0,2230 min3,98 m
FCC, professionnel1106 min1,78 m
ICNIRP 2020, professionnel11030 min1,78 m
  • Public : les deux autorisent la même densité de puissance à cette fréquence
  • Professionnel : les deux autorisent la même densité de puissance à cette fréquence
  • Unités. La FCC publie des mW/cm², l’ICNIRP des W/m². 1 mW/cm² vaut 10 W/m².
  • Bornes de bande. La FCC change de palier à 300 et 1500 MHz, l’ICNIRP à 400 MHz et 2 GHz. De 30 à 300 MHz et au-dessus de 2 GHz les deux coïncident, et entre 300 MHz et 2 GHz l’ICNIRP passe en dessous.
  • Moyennage. La FCC moyenne l’exposition professionnelle sur 6 minutes et celle du public sur 30. L’ICNIRP moyenne le corps entier sur 30 minutes pour les deux groupes et réserve un tableau à 6 minutes à l’exposition locale.
  • Étendue couverte. Le tableau FCC va de 0,3 à 100 000 MHz. L’ICNIRP ne publie aucune densité de puissance sous 30 MHz, où la conformité se démontre sur les niveaux de référence des champs E et H, et monte jusqu’à 300 GHz.

Valeurs FCC issues du 47 CFR § 1.1310, tableau 1, dans sa version 85 FR 18145 (2020). Valeurs ICNIRP issues des lignes directrices de 2020, tableau 5, corps entier, moyenne sur 30 minutes.

Comment ça marche

  1. 01

    Calculer la puissance rayonnée

    Ajoutez le gain d’antenne à la puissance qui atteint l’antenne : EIRP = P · 10G/10. 100 W sur une antenne de 6 dBi rayonnent 398 W dans le lobe principal, et c’est le lobe principal qui fixe la distance de sécurité.

  2. 02

    Moyenner sur le rapport cyclique

    Les limites se moyennent sur 6 ou 30 minutes. Un émetteur actif seulement une partie de cette fenêtre est jugé sur sa puissance moyenne. Un rapport cyclique de 50 % divise la densité de puissance par deux et raccourcit la distance d’un facteur √2. Un radar à impulsions qui n’émet que 0,1 % du temps se situe trois ordres de grandeur sous sa puissance crête, et une antenne tournante divise encore le reste par 360/ouverture, puisque le lobe principal ne fait que passer. Les deux facteurs figurent dans le formulaire ci-dessus.

  3. 03

    Lire la limite à votre fréquence

    La densité de puissance admise varie avec la fréquence. La FCC comme l’ICNIRP sont les plus strictes entre 30 et 300 MHz environ, là où un adulte debout est proche de la résonance du corps entier et absorbe le plus d’énergie.

  4. 04

    Résoudre en distance

    Égalez la densité de puissance en champ lointain à la limite, puis résolvez en distance : d = R · EIRP / (4π · Slim) . C’est la distance la plus courte à laquelle quelqu’un peut se tenir dans le lobe principal.

  5. 05

    Vérifier la géométrie

    La formule ne vaut qu’à quelques longueurs d’onde de l’antenne. Ajoutez le facteur de réflexion là où le sol ou une toiture renvoie l’onde. Rappelez-vous aussi que le diagramme vertical envoie vers le sol bien moins que le gain du lobe principal.

Formules

Densité de puissance en champ lointain (OET 65, éq. 4/6/7)
S = R · P · G4π · d2
  • S — densité de puissance, W/m²
  • P — puissance moyennée à l’entrée de l’antenne, W
  • G — gain d’antenne dans la direction visée, linéaire (G = 10GdBi/10)
  • d — distance à l’antenne, m
  • R — facteur de réflexion au sol (1, 2,56 ou 4)
Distance minimale de conformité
dmin = R · P · G4π · Slim
  • Slim — densité de puissance admise par le jeu de limites, W/m²
  • 1 mW/cm² = 10 W/m²

Exemple de calcul

Un relais de 100 W sur 146 MHz avec une antenne 6 dBi
  1. EIRP = 100 · 106/10 = 398 W
  2. FCC population générale à 146 MHz : Slim = 0,2 mW/cm2 = 2 W/m2
  3. d = 398 / (4π · 2) = 3,98 m
  4. FCC professionnel : Slim = 1,0 mW/cm2 → d = 1,78 m
  5. avec le facteur de réflexion 2,56 : 3,98 · 1,6 = 6,37 m

FAQ

À quelle distance faut-il rester d’une antenne en émission ?
Assez loin pour que la densité de puissance passe sous la limite de votre fréquence. Pour 100 W sur une antenne de 6 dBi à 146 MHz, cela fait 3,98 m pour le public et 1,78 m pour du personnel formé, en espace libre et dans le lobe principal. Doubler la puissance n’allonge la distance que d’un facteur √2.
Ce calcul reste-t-il valable tout près de l’antenne ?
Non. Le modèle en 1/d² décrit le champ lointain. Il demande au moins quelques longueurs d’onde, et pour une grande ouverture de taille D au moins la distance de Rayleigh 2·D2/λ. Plus près, le champ doit être mesuré ou modélisé en champ proche, et la valeur donnée ici est trop optimiste.
Un radar ne dépasse-t-il pas ces limites instantanément ?
Sa crête les dépasse, sa moyenne temporelle non, et les limites portent sur la moyenne. Prenez un radar à impulsions de 25 kW à 3 GHz, avec des impulsions de 1 µs à 1 kHz, soit un rapport cyclique de 0,1 % et 25 W en moyenne, sur une antenne de 30 dBi. Faisceau immobilisé sur vous, la frontière est à 14,1 m. Laissez l’antenne tourner et son faisceau de 1,5° ne vous vise que 1,5/360 de chaque tour, ce qui divise l’exposition par 240 et ramène la frontière à 0,91 m. Un radar de contrôle aérien de 1 MW sur une antenne de 34 dBi donne 141 m faisceau arrêté et 9,1 m en rotation. C’est pour cela que ces sites gardent malgré tout clôtures et verrouillages, car la rotation peut être stoppée pour la maintenance. Et c’est aussi pour cela que personne n’a besoin de se tenir à 141 m d’un radar en service. Choisissez le faisceau fixe pour une antenne qui vise un point, et l’antenne tournante avec son ouverture pour une antenne qui balaie.
Faut-il saisir la PAR (ERP) ou la PIRE (EIRP) ?
Ni l’une ni l’autre. Saisissez la puissance qui arrive réellement à l’antenne, avec son gain en dBi. Le calculateur forme l’EIRP lui-même. Si votre chiffre est une PAR, référencée au dipôle, multipliez-la par 1,64, ou ajoutez 2,15 dB à un gain exprimé en dBd.
Pourquoi les limites dépendent-elles de la fréquence ?
Parce que le corps humain absorbe l’énergie radio de façon inégale. Un adulte debout est proche de la résonance du corps entier entre 30 et 300 MHz environ. À densité de puissance égale, les tissus chauffent donc plus qu’à 2,4 GHz. Les deux tableaux sont au plus strict dans cette bande et se relâchent de part et d’autre.
Quelles limites s’appliquent chez moi, FCC ou ICNIRP ?
Tout dépend du lieu de la station. Le tableau FCC s’applique aux États-Unis. L’ICNIRP sert de base à la recommandation européenne et à de nombreuses règles nationales. L’Allemagne applique ses propres exigences via la BEMFV et la Suisse ajoute des valeurs limites d’installation avec l’ORNI. Vérifiez le texte qui vaut pour votre site. Ce calculateur est une aide, pas un conseil juridique.

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