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Définition Technique

Le PIRE (Puissance Radiée Incidente Maximale) ou EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) en anglais, représente la puissance qu’il faudrait appliquer à une antenne isotrope idéale pour obtenir la même intensité de rayonnement dans la direction de gain maximum que le système antennaire considéré.

🔍 Principe fondamental

Le PIRE combine trois éléments essentiels : la puissance de l’émetteur, le gain de l’antenne et les pertes du système de transmission. Il constitue la référence internationale pour évaluer les performances d’émission des systèmes radio.

✅ Avantages du PIRE

  • Mesure standardisée internationale
  • Permet la comparaison entre systèmes
  • Base des calculs de liaison
  • Référence réglementaire

⚠️ Points d’attention

  • Valeur théorique maximale
  • Dépend de la fréquence
  • Influence des conditions environnementales
  • Variations selon l’angle d’élévation

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Calcul du PIRE

PIRE (dBW) = Pémetteur (dBW) + Gantenne (dBi) – Lsystème (dB)
Formule fondamentale en échelle logarithmique
PIRE (W) = Pémetteur (W) × Gantenne (linéaire) × ηsystème
Formule en échelle linéaire

Paramètres de calcul détaillés

Paramètre Symbole Unité Description
Puissance émetteur Pémetteur dBW / W Puissance de sortie de l’émetteur
Gain antenne Gantenne dBi / linéaire Gain par rapport à l’antenne isotrope
Pertes système Lsystème dB Pertes câbles, connecteurs, filtres
Efficacité système ηsystème % Efficacité globale du système

📊 Exemple de calcul

Données : Émetteur 100W (20 dBW), Antenne gain 12 dBi, Pertes câbles 2 dB

Calcul : PIRE = 20 + 12 – 2 = 30 dBW = 1000 W

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Unités de Mesure

Unité Symbole Référence Conversion Usage
Watt W Unité SI absolue – Mesures de laboratoire
dBW dBW 10 log₁₀(P/1W) 30 dBW = 1000 W Systèmes haute puissance
dBm dBm 10 log₁₀(P/1mW) 30 dBm = 1 W Systèmes faible puissance
dBμV/m dBμV/m Champ électrique Formule complexe Mesures de champ

🔄 Conversions courantes

  • dBW = dBm – 30
  • 0 dBW = 1 W = 30 dBm
  • 10 dBW = 10 W = 40 dBm
  • 20 dBW = 100 W = 50 dBm

📏 Ordres de grandeur

  • Téléphone mobile : 23 dBm (0.2 W)
  • WiFi : 20 dBm (0.1 W)
  • FM locale : 40 dBW (10 kW)
  • TV haute puissance : 55 dBW (316 kW)

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Applications du PIRE

📻Radiodiffusion

Stations FM, AM et DAB utilisent le PIRE pour définir leur zone de couverture et respecter les limites réglementaires.

FM 88-108 MHz ≤ 500 kW

📺Télévision

Émetteurs TV terrestres et satellites utilisent le PIRE pour optimiser la couverture géographique.

UHF 470-790 MHz ≤ 1 MW

📱Téléphonie Mobile

Stations de base et terminaux mobiles respectent des limites PIRE strictes pour limiter les interférences.

4G/5G 800-3800 MHz ≤ 65 dBm

🛰️Communications Satellites

Liaisons montantes et descendantes utilisent le PIRE pour calculer les bilans de liaison.

Ku-band 12-18 GHz ≤ 75 dBW

📡Radar

Systèmes radar météo, aviation et militaires utilisent le PIRE pour définir leur portée de détection.

X-band 8-12 GHz ≤ 80 dBW

🌐WiFi / Bluetooth

Réseaux sans fil locaux respectent des limites PIRE pour coexister sans interférences.

2.4/5 GHz 2.4-5.8 GHz ≤ 36 dBm

📜
Réglementation et Normes

🚨 Limites réglementaires

Le PIRE est strictement réglementé pour protéger la santé publique, éviter les interférences et optimiser l’utilisation du spectre radiofréquence.

Organismes de régulation

Organisme Juridiction Responsabilité Standards
UIT-R Mondiale Recommandations internationales Rec. ITU-R SM.329
ETSI Europe Normes techniques harmonisées EN 300 xxx
FCC États-Unis Réglementation technique CFR 47
ANFR France Gestion du spectre national TNRBF

🔒 Limites DAS (Débit d’Absorption Spécifique)

Le PIRE est directement lié aux limites d’exposition du public aux champs électromagnétiques :

  • DAS corps entier : 0,08 W/kg
  • DAS localisé : 2 W/kg (10g de tissu)
  • Densité de puissance : 10 W/m² (f > 10 GHz)

📊 Zones de protection

  • Zone de rayonnement non négligeable
  • Zone contrôlée (professionnels)
  • Zone publique (grand public)
  • Périmètre de sécurité

💡
Exemples Pratiques

🏗️ Exemple 1 : Station FM

Configuration :

  • Émetteur : 5 kW (37 dBW)
  • Antenne : Gain 6 dBi
  • Câbles coaxiaux : 2 dB de pertes
  • Filtres : 0.5 dB de pertes
PIRE = 37 + 6 – 2 – 0.5 = 40.5 dBW = 11.2 kW

📱 Exemple 2 : Téléphone Mobile

Configuration :

  • Émetteur : 1 W (30 dBm)
  • Antenne intégrée : Gain 2 dBi
  • Pertes internes : 1 dB
PIRE = 30 + 2 – 1 = 31 dBm = 1.26 W

🛰️ Exemple 3 : Station Satellite

Configuration :

  • Émetteur : 200 W (53 dBW)
  • Antenne parabolique : Gain 45 dBi
  • Guide d’ondes : 1.5 dB de pertes
PIRE = 53 + 45 – 1.5 = 96.5 dBW = 447 MW

⚠️ Considérations importantes

  • Le PIRE varie avec la fréquence (gain d’antenne)
  • Les conditions météorologiques affectent la propagation
  • L’angle d’élévation influence le diagramme de rayonnement
  • Les obstacles environnementaux modifient la couverture