Exponering, gränsvärden och mätning av fält

Gränsvärdena för radiovågor är byggda i två lager, och det är lätt att blanda ihop dem. Den här artikeln visar hur lagren hänger ihop, hur du slår upp referensvärdena, hur du beräknar ett säkerhetsavstånd från en antenn och när beräkningen inte håller. Den vänder sig till dig som vill kunna göra det själv, till exempel som radioamatör, installatör eller student. Den allmänna bakgrunden till gränserna och forskningsläget finns i Elektromagnetiska fält och hälsa.

Två lager: begränsningar och referensvärden#

Vid frekvenser över ungefär 100 kHz är den effekt som är känd att kunna skada uppvärmning av vävnad. Därför mäter man hur mycket effekt kroppen tar upp per kilogram, den specifika absorptionshastigheten (SAR, eng. specific absorption rate), i W/kg. Vid mycket höga frekvenser, över cirka 6 GHz, tränger fälten bara in i huden. Då används i stället den absorberade effekttätheten i W/m² över en liten yta.

Den internationella expertkommissionen ICNIRP anger grundläggande begränsningar (tabell 1). De har en säkerhetsfaktor på 50 för allmänheten och 10 för arbetstagare i förhållande till nivån där uppvärmning börjar märkas¹.

Tabell 1. Grundläggande begränsningar enligt ICNIRP 2020 för 100 kHz–6 GHz (absorberad effekttäthet över 6 GHz). SAR är medelvärde över 30 minuter för helkropp och 6 minuter för lokala värden.

SAR går inte att mäta i en levande människa. Därför räknar man fram referensvärden i form av fältstyrka (V/m eller A/m) eller effekttäthet (W/m²) i luften. Om fältet ligger under referensvärdet är grundbegränsningen med säkerhet uppfylld. Överskrids referensvärdet betyder det inte att något är farligt, utan att man måste utvärdera exponeringen noggrannare, till exempel med beräkning av SAR.

Referensvärden som funktion av frekvens#

Referensvärdena beror på frekvensen, eftersom kroppen tar upp mest energi när dess storlek är i närheten av en halv våglängd (hela kroppen runt 30–100 MHz). Kurvan i figur 1 har därför sitt lägsta värde där.

Tabell 2 sammanfattar referensvärdena för allmänheten som används i resten av artikeln. Värdena är desamma som i Elektromagnetiska fält och hälsa.

Tabell 2. Referensvärden för allmänhetens helkroppsexponering, medelvärde över 30 minuter. $f$ i MHz².

För arbetstagare är referensvärdena högre. Enligt ICNIRP 2020 är de 61 V/m och 10 W/m² vid 30–400 MHz, $f/40$ W/m² vid 400–2000 MHz och 50 W/m² vid 2–300 GHz¹. ICNIRP 2020 anger för allmänheten dessutom 27,7 V/m vid 30–400 MHz, vilket är nästan detsamma som 28 V/m.

Tabell 3. Referensvärde för E-fältet (allmänheten) vid några amatörband, i V/m.

Kolumnerna räknas i Python nedan. Under 10 MHz beräknas effekttätheten ur fältstyrkan som $S=E^2/377$.

Medelvärde över tid#

Referensvärdena är tidsmedelvärden: 30 minuter för helkroppsexponering och 6 minuter för lokal exponering¹. Tanken är att kroppen värms långsamt, så en kort topp spelar mindre roll än medeleffekten. Det har praktiska konsekvenser:

• En sändare som är på 20 procent av tiden ger över 30 minuter en medeleffekt som är en femtedel av toppeffekten, och säkerhetsavståndet minskar med faktorn $\sqrt{\mathrm{0,2}}\approx \mathrm{0,45}$.
• Vid telefoni med enkelt sidband (SSB) är medeleffekten betydligt lägre än toppeffekten, eftersom talet varierar. Vid frekvensmodulerad telefoni (FM) är effekten konstant medan du sänder.
• Digitala trafiksätt som FT8 sänder i ungefär 12,6 s av varje 15 s period. Sänder du varannan period blir sändtiden $\mathrm{12,64}/30\approx \mathrm{0,42}$ över en längre tid. Det ger avståndsfaktorn $\sqrt{\mathrm{0,42}}\approx \mathrm{0,65}$. Andra dataöverföringar och RTTY sänder kontinuerligt.

Räkna därför med tillfället med högst medeleffekt under 30 minuter, inte med medelvärdet över ett dygn. Behöver du vara på säkra sidan, räkna med 100 procent.

Närfält och fjärrfält#

Formlerna för effekttäthet förutsätter att du står i antennens fjärrfält, där E- och H-fältet är vinkelräta, hänger ihop via vågimpedansen 377 Ω och avtar som 1/avstånd. Närmare antennen finns ett närfält som delas upp i två områden³ (figur 2):

• Reaktivt närfält, ungefär innanför $\lambda /2\pi$ för en liten antenn. Här lagras energi i fälten, och E och H hänger inte samman. Fälten kan vara mycket olika och mycket starka lokalt.
• Strålande närfält, upp till ungefär $2D^2/\lambda$, där $D$ är antennens största mått. Strålningen finns, men diagrammets form har inte hunnit utbildas.

På HF är närfältet stort jämfört med vanliga avstånd. På 14,2 MHz är våglängden 21,1 m och $\lambda /2\pi \approx \mathrm{3,4}$ m. Står du 2–3 m från en dipol är du alltså i det reaktiva närfältet. Då måste E- och H-fältet bedömas var för sig mot sina referensvärden, och fälten är mycket ojämna: närmast ändar med hög spänning dominerar E-fältet, närmast matpunkten H-fältet. I Elektromagnetiska vågor förklaras närfältet mer utförligt.

För antenner med hög förstärkning, som parabolen i figur 2, är läget ett annat. Formeln med $1/d^2$ växer obegränsat när $d$ minskar, men verklig effekttäthet framför en antennapertur är begränsad av antennens storlek. Därför överskattar fjärrfältsformeln fältet i närfältet för sådana antenner, vilket är på den säkra sidan.

Beräkna säkerhetsavstånd#

Formeln#

En antenn med e.i.r.p. $P_{\mathrm{e}\mathrm{i}\mathrm{r}\mathrm{p}}$ ger i fjärrfältet, rakt framför antennen i fri rymd, effekttätheten

Sätter du $S$ lika med referensvärdet $S_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{f}}$ och löser ut avståndet får du

Utstrålad effekt förklaras i ERP och EIRP: $P_{\mathrm{e}\mathrm{i}\mathrm{r}\mathrm{p}}=P·{10}^{(G_{\mathrm{d}\mathrm{B}\mathrm{i}}-L_{\mathrm{d}\mathrm{B}})/10}$, där $P$ är sändareffekten, $G$ antennens förstärkning och $L$ förlusten i kabel och kontakter. Gäller e.r.p. i stället multiplicerar du med 1,64.

Python#

Koden nedan räknar ut referensvärdena i tabell 2 och 3 och säkerhetsavstånd för valfri station. Den bygger på rådets rekommendation 1999/519/EG, som SSM:s råd följer. Under 10 MHz räknar den med $87/\sqrt{f}$.

import math

def e_ref(f_mhz):
    """Referensvärde för E-fältet, allmänheten (V/m), 1999/519/EG, f i MHz."""
    if f_mhz < 10:
        return 87 / math.sqrt(f_mhz)
    if f_mhz <= 400:
        return 28.0
    if f_mhz <= 2000:
        return 1.375 * math.sqrt(f_mhz)
    return 61.0

def e_icnirp2020(f_mhz):
    """ICNIRP 2020, allmänheten, 0,1-30 MHz: 300/f^0,7. Därefter som ovan."""
    if 0.1 <= f_mhz < 30:
        return 300 / f_mhz ** 0.7
    return 27.7 if f_mhz <= 400 else e_ref(f_mhz)

def s_ref(f_mhz):
    """Referensvärde för effekttätheten (W/m²)."""
    if f_mhz < 10:
        return e_ref(f_mhz) ** 2 / 377
    if f_mhz <= 400:
        return 2.0
    if f_mhz <= 2000:
        return f_mhz / 200
    return 10.0

def eirp(p_w, gain_dbi, loss_db=0.0):
    """e.i.r.p. i W ur sändareffekt, antennförstärkning (dBi) och förlust (dB)."""
    return p_w * 10 ** ((gain_dbi - loss_db) / 10)

def avstand(eirp_w, f_mhz, sandtid=1.0, refl=1.0):
    """Säkerhetsavstånd i m (fjärrfältsformeln). refl=4 ger konservativ marginal för reflexer."""
    return math.sqrt(sandtid * refl * eirp_w / (4 * math.pi * s_ref(f_mhz)))

for f in (1.84, 3.6, 7.1, 14.2, 21.2, 28.5):
    print(f, round(e_icnirp2020(f)), round(e_ref(f)))

print(round(avstand(eirp(100, 2.15), 14.2), 2))          # 14,2 MHz, 100 W, dipol: 2,55 m
print(round(avstand(eirp(100, 12, 1.5), 145), 2))        # 145 MHz, Yagi 12 dBi: 6,68 m
print(round(avstand(eirp(100, 12, 1.5), 145, 0.5), 2))   # med 50 % sändtid: 4,72 m

Resultaten för några exempel (100 procent sändtid, inga reflexer) finns i tabell 4. Effekterna är exempel och säger ingenting om vilken effekt som är tillåten.

Tabell 4. Beräknade säkerhetsavstånd för allmänheten, rakt framför antennen, fjärrfältsformeln.

Figur 3 visar hur avståndet växer med e.i.r.p. för referensvärdena 2 och 10 W/m², och var exemplen ligger.

Av formeln följer en användbar tumregel: att dubbla avståndet ger en fjärdedel av effekttätheten, och att fyrdubbla effekten ger dubbelt avstånd.

Zonen runt en riktantenn#

Fjärrfältsformeln gäller rakt fram. Eftersom en riktantenn har lägre förstärkning åt sidorna och bakåt kan zonen ritas som en lob (figur 4).

Förhållandet visar varför antennens riktning är viktig: samma antenn som kräver 6,7 m rakt fram behöver bara runt en meter åt andra håll. Att svänga bort antennen från grannens fönster är ofta effektivare än att sänka effekten. Läs mer om antennens riktverkan i Antennparametrar.

Mätning av fält#

När beräkningen osäker, eller när flera källor bidrar, mäter man. Det finns två huvudsorters mätare:

• Bredbandsmätare med en isotrop fältsond mäter det totala fältet inom ett brett frekvensområde. De är enkla att använda men visar inte vilken källa som bidrar, och de kan ha sämre noggrannhet på HF.
• Frekvensselektiv mätning med spektrumanalysator och kalibrerad antenn visar fältet per frekvens. Då kan man jämföra varje källa mot sitt eget referensvärde. Instrumentteknik förklaras i Mätinstrument och mätteknik.

Personburna mätare (exponometrar) används i forskning och vid mätning av enskilda personers exponering. De har begränsad noggrannhet.

Några saker att tänka på vid mätning:

• Flera källor. Referensvärdet gäller summan. Är det $n$ källor ska summan av andelarna uppfylla ${\sum }_i{S}_i/S_{\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{f},i}\le 1$, där varje källa jämförs med referensvärdet för sin egen frekvens.
• Mätosäkerhet. Fältet varierar över små avstånd på grund av reflexer, så man mäter på flera höjder och punkter. Mätningen ska redovisas med osäkerhet.
• Närfält. Mäter du nära en HF-antenn behöver du kunna mäta E- och H-fält var för sig.
• Standarder. Det finns standarder för hur fältnivåer bestäms, till exempel IEC 62232 för basstationer och EN 50413 för mät- och beräkningsmetoder i allmänhet. Anlita för större frågor ett ackrediterat mätföretag.

Regler i Sverige#

Allmänheten. Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) har allmänna råd om begränsning av allmänhetens exponering, SSMFS 2008:18, som bygger på rådets rekommendation 1999/519/EG. De allmänna råden gäller inte arbetstagare och är rekommendationer, inte bindande regler⁴. SSM följer forskningen: i den senaste rapporten från SSM:s vetenskapliga råd (SSM 2026:03, februari 2026) finns inget skäl att ändra referensvärdena⁵.

Arbetstagare. Direktiv 2013/35/EU om elektromagnetiska fält på arbetsplatser är i Sverige genomfört i Arbetsmiljöverkets föreskrifter. Reglerna finns i AFS 2023:10 Risker i arbetsmiljön, kapitel 13 Elektromagnetiska fält, med gränsvärden och insatsnivåer i bilagorna 11–18⁶. Arbetsgivaren ska bedöma risken. Uppgifterna om föreskriftens utformning avser konsoliderad version t.o.m. AFS 2025:1 per oktober 2026.

Produkter. Radioutrustning som säljs i EU ska uppfylla kraven i radioutrustningsdirektivet, där hälsa och säkerhet ingår, se Radioutrustning på marknaden. För mobiltelefoner innebär det att SAR har provats mot gränsen 2 W/kg över 10 g vävnad.

Radioamatörens ansvar#

Den som sänder ansvarar för att människor, där de kan vistas, inte utsätts för fält över referensvärdena. Räkna in familj och grannar som allmänhet. Det är gränserna för allmänheten som gäller dem, och de är de strängaste. Några råd:

• Räkna ut säkerhetsavstånd för varje band och antenn du använder med den högsta effekt och sändtid du kommer att använda. Spara beräkningen.
• Placera antennerna högt och så att huvudloben inte pekar mot platser där någon kan befinna sig. Sänk effekten eller sändtiden om avståndet inte räcker.
• Kontrollera särskilt HF-antenner nära bostad och balkong, där närfältet är stort och beräkningen osäker. Då är mätning eller en tydlig marginal bäst.
• Tänk på barn, husdjur och andra som kan närma sig antennerna, och på arbete på tak eller i mast, se Säkerhet vid antenn- och mastarbete.
• Läs mer om stationens uppbyggnad i Bygga en amatörradiostation.

Kontrollfrågor#