説明

電力束密度とは(電界強度との変換と単位)

電力束密度は mW/cm² で表す電波の強度で、電界強度とは S = E²/3770 で変換します。

電力束密度と電界強度

電波法施行規則は、電波の強度を電界強度・磁界強度・電力束密度・磁束密度で表します(第21条の4)。電力束密度 S は mW/cm²(1 cm² あたりのミリワット)、電界強度 E は V/m、磁界強度 H は A/m で表します。1 mW/cm² は 10 W/m² です。

総務省の電波利用ポータルは、電力密度を「電磁波伝搬の方向に垂直な単位面積当たりの通過電力」と説明しています。

S = E² ÷ 3770 = 37.7 × H²

告示第300号 2 の換算式です。この式から、電界強度と磁界強度の比は E ÷ H = √(3770 × 37.7)= 377 になります。

変換の例

電界強度を電力束密度に直すと、次のとおりです(S = E² ÷ 3770・有効数字4桁)。電力束密度から電界強度へは E = √(3770 × S)で戻します。

電界強度(V/m)電力束密度(mW/cm²)
4.340.004996
27.50.2006
47.60.6010
61.41.000
831.827
27520.06

4.34 V/m は手引の算出例2 の値、47.6 V/m は 900 MHz の電界強度の基準値(1.585 × √900 = 47.55)、27.5・61.4・83・275 V/m は基準値の表の値です。

基準値の表の電界強度と電力束密度

電波法施行規則 別表第2号の3の3 の第1の表には、30 MHz を超える行に電界強度と電力束密度の両方が書かれています。換算式で確かめると、同じ強さを表していることが分かります: 27.5² ÷ 3770 = 0.2006(表は 0.2 mW/cm²)、(1.585 × √f)² ÷ 3770 = f ÷ 1500.7(表は f/1500)、61.4² ÷ 3770 = 1.0000(表は 1 mW/cm²)。

30 MHz 以下の行には電力束密度が無く、電界強度と磁界強度だけです。告示は、30 MHz 以下の周波数では算出した電力束密度を電界強度に換算するよう決めています(告示第300号 5)。計算の画面も、30 MHz 以下は電界強度、30 MHz を超えると電力束密度で比べます。

距離と電力束密度

基本算出式の S は R² に反比例します。距離が2倍になると、電力束密度は 4 分の 1、電界強度は 2 分の 1 になります。例: 430 MHz・空中線入力電力 50 W・利得 10 倍・大地面の反射(K = 2.56)では、R = 10 m で 0.102 mW/cm²、R = 20 m で 0.0255 mW/cm² です。

出典

電波の強度を計算する