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アンテナが指向性ゲインを持つ場合、 メインローブ (ビーム) の方向への放射の強度は高くなり、従って EIRP は高くなる。 例えば、ゲインが 6dBi のアンテナが 1dBW を放射している時、EIRP は 6dBW となる。
等方性アンテナの代わりに 半波長ダイポール・アンテナを基準としたものは、 ERP と呼ばれる。 半波長ダイポール・アンテナは 約 2.15dBi のゲインを持つので、 ERP は EIRP よりも 2.15dB 低くなる。
EIRP や ERP は、無線設備からの放射の強度を示すために用いられることがある。
等方性アンテナから放射される電磁界は全ての方向に均等に球面状に拡がるので、
等方性アンテナから電力 P [W] が放射されているとき、
距離 R [m] (球面の表面積は 4πR2 [m2] となる)
における電力密度 PD [W/m2] は、
PD = P / 4πR2となる。 また、自由空間のインピーダンス は 120π ≒ 377Ω であり、 従って遠方界においては 電力密度 PD と電界強度 E [V/m] は、
PD = E2 / (120π)の関係となるので、 送信電力 P [W] と距離 R における電界強度 E [V/m] は、
E = √( 30 P ) / Rの関係を持つ。
P = ( E R )2 / 30
例えば、10W を放射している等方性アンテナから 3m (遠方界となると仮定) の距離における電界強度は、
E = √(30×10) / 3 ≒ 5.77 [V/m]となる。 また、距離 3m における電界強度が 500μV/m であれば、
P = ( 500×10−6 × 3 )2 / 30 = 0.075 ×10−6 [W]となる。
また、電界強度と電力の単位をそれぞれ μV/m と mW に置き換えると、 電界強度 E' [μV/m] と電力 P' [mW] の関係は、
E' = √( 30 × P' × 10−3 ) / R × 106 = √( 30 × P' × 109 ) / Rとなり、さらにこれを dB に変換すると、
20 log(E') [dBμV/m] = 20 log(√(30×109 P') − 20 log(R)となる。 従って、R = 3m と置くと、 104.77 − 20 log(3) ≒ 95.23 より、 dBm で表現した EIRP に 95.23dB を加えれば 距離 3m における dBμV/m での電界強度が得られることになる。
= 10 log(P') + 10 log(30×109) − 20 log(R)
≒ 10 log(P') [dBm] + 104.77 − 20 log(R)
これらの式は、遠方界に対してのみ有効である。 近傍界においては、 波動インピーダンスが 377Ω から離れるため、 電界強度はこれらの式で求められる値とは大きく異なったものとなるであろう。
通常用いられるアンテナは等方性ではなく、また効率がかなり低い場合もある。
さらに、多くの場合は伝搬経路は自由空間ではなく、
電波の伝搬は、大地面やさまざまな物体の影響を受ける。
従って、実際のアンテナからの電界強度を推定するためには、
それらの要因を考慮することが必要となる。
by Tom Sato, 2009-03-02