ERP im Funk (Effective Radiated Power): Definition, gesetzliche Grenzwerte und Einflussfaktoren

ERP (Effective Radiated Power) wird vor allem bei Systemen mit externer Antenne an Intercoms, IFBs oder IEMs (In-Ear Monitoring) angewendet. Beispiel: Die FCC nutzt ERP-Daten, um die Rechtmäßigkeit eines Funkbetriebs zu prüfen. ERP zeigt, wie sich Radiowellen im Raum ausbreiten. Max. ERP für UKW-Rundfunk in USA: 100.000 W (Zone II), 50.000 W (dicht besiedelt). Genaues Limit hängt von Lizenzklasse und HAAT (Antennenhöhe über mittlerem Gelände) ab. Hier besprechen wir **ERP im Funk** und den Zusammenhang zu Signalstärke und Senderausgangsleistung.

ERP-Definitionen

In allen elektromagnetischen Übertragungssystemen ist ERP eine theoretische Maßeinheit für HF-Energie in Watt (SI). Hauptanwendung: Telekommunikation. Berechnung: Systemgewinne addieren, Systemverluste subtrahieren.

ERP = Effective Radiated Power / Equivalent Radiated Power. Nach IEEE: ERP ist die gerichtete HF-Leistung, die ein Sender abstrahlt. Anders ausgedrückt: Die Leistung, die ein λ/2-Dipol abstrahlen müsste, um am entfernten Empfänger in Richtung des Antennenmaximums die gleiche Leistungsflussdichte zu erzeugen wie die reale Antenne.

Bei ERP misst man: Senderausgangsleistung × Antennengewinn in gegebener Richtung. Ohne Richtungsangabe: Richtung maximalen Gewinns. Im Rundfunk: ERP ≈ Leistung, die Hörer im Empfangsgebiet erfahren.

Alternativer Parameter: **EIRP** (Effective Isotropic Radiated Power). Unterschied: ERP vergleicht mit λ/2-Dipol, EIRP mit isotroper Kugelstrahler (Kugel). Gewinn λ/2-Dipol = 1,64 (2,15 dB) gegenüber isotrop.

→ **EIRP (W) = 1,64 × ERP (W)**

Bild: Radiostation

Bezug zur Senderausgangsleistung

Einfluss der Senderleistung auf ERP:

Gesetzlich: Lizenzfreie UHF-Mikrofone (470–698 MHz) und IEM-Sender: max. 50 mW Ausgangsleistung. Im Signalweg: Senderausgang → Kabel, Verstärker, Stecker, Antenne. Alle beeinflussen die abgestrahlte Leistung.

ERP = max. Senderausgangsleistung + Antennengewinn – Dämpfung (Kabel, Stecker)

Sender enthält Verstärker/Endstufen. Ohne Antenne: 50 mW Sender → ca. 50 mW ERP. Koaxkabel dämpft: Verlust hängt ab von (1) Frequenz, (2) Kabellänge, (3) Kabeltyp (Dämpfung/100 m). Steckerverluste minimieren: fest anschrauben. Restverlust unvermeidbar.

Antennengewinn wirkt wie Linse: Bündelt Energie → ERP steigt. Hochgewinn-Antennen (Richtantennen) wie Teleobjektive. Niedriggewinn-Antennen (Rundstrahler) → kaum ERP-Erhöhung.

Der Antenneneinfluss auf ERP ist dramatisch.

Beispiel: 9 dBd CP-Beam an 50-mW-IEM-Sender → ERP ca. 390 mW (konzentrierter Strahl). Kabel/Stecker schwächen leicht ab.

Bild: Audiowellen und Mikrofone

FCC Part 74: Lizenzierte und lizenzfreie Nutzer dürfen Antennen mit passendem Gain an UHF-Sender (470–698 MHz) betreiben. Keine ERP-Grenzwerte, **solange** lizenzierte Sender ≤ 250 mW Antenneneingangsleistung, lizenzfreie ≤ 50 mW. Stört eine Konfiguration lizenzierte Dienste → Haftung.

2,4-GHz-Band: Max. Ausgangsleistung 1 W, ERP 4 W. Vorsicht bei Hochgewinn-Antennen an 2,4-GHz-Sendern!

Bezug zur Signalstärke

Bild: Vektorschallwellen-Set

Bei Sichtverbindung (Line-of-Sight, kein Multipath) lässt sich Signalstärke S (Leistungsflussdichte in W/m²) auf Hauptstrahlachse in Entfernung r aus EIRP/ERP berechnen.

Isotroper Strahler: Gleichmäßige Leistungsflussdichte über Kugeloberfläche.

S(r) = EIRP / (4πr²)

Mit EIRP = 1,64 × ERP.

Bei Bodenwelle, Raumwelle (Skywave) auf Mittel-/Langwelle: Signal schwächt sich durch Gelände ab → obige Formel (Freiraum) ungültig.

Fazit

Für Relais-/Repeater-Systeme ist ERP essenziell. Die Kenntnis der effektiven Strahlungsleistung hilft, die Abdeckungsfläche des Repeaters zu planen.

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