FACUL TA TEA DE ELECTRONIC Ă, TELECOMUNICA ȚII ȘI TEHNOLOGIA [623942]

UNIVERSITA TEA TEHNIC Ă DIN CLUJ -NAPOCA
FACUL TA TEA DE ELECTRONIC Ă, TELECOMUNICA ȚII ȘI TEHNOLOGIA
INFORMA ȚIEI

DETERMINAREA EXPERIMENTAL Ă A NIVELELOR DE C ÂMP
ELECTROMAGNETIC AMBIENTAL DA TORA T EMISIILOR
ECHIP AMENTELOR DE RADIOCOMUNICA ȚII

Mastera nd: Alin -Florin Neguț
Prof. Coordonator: Tudor Palade

2
Cuprins
Introducere
Capitolul 1. Aspecte generale
1.1 Instrumente de măsură de band ă îngustă ; Analizor spectral
1.2 Antene de banda îngustă (omnidirecționale )
Capitolul 2. Metodologie și standarde
2.1 Standardul IEEE pentru personalul militar expus la câmpul EM în
intervalul 0 -300GHz
2.2 Metodologie de măsurare a C.E.M .
2.3 Standard de bază pentru măsurarea in situ a intensității câmpului
electromagnetic legată de expunerea omului în vecinătatea sta țiilor de bază
2.4 Ghidul ICNIRP pentru limitarea expunerii la câmpurile electrice,
magnetice și electromagnetice
Capitolul 3. Determinarea ra diației ambientale
3.1 Aparatură folosită
3.2 Simulare folosind softul Empire XPU
3.3 Determinare experimentală
Capitolul 4. Concluzii
Bibliografie
Anexe

3
Introducere
Suntem permanent expuși la câmpuri electromagnetice (EMF) generate de sarcini
electrice în mediul înconjurător, cum ar fi câmpul magnetic static al Pământului. In orice caz,
Există și alte câmpuri electrice și magnetice, generate de surse fabricate de oameni, care pot
afecta sănătatea oamenilor și pot provoca îngrijorări, în special la locul de muncă.
Printre numeroasele dispozitive sau activități susceptibile de a genera câmpuri
electromagnetice în mediul de lucru se pot menționa dispozitivele de sudură, inducție, dispozitive
medicale (Imagistică prin rezonanță magnetică, scanere și unități de electrochirurgie), antene de
telecomunicații, sisteme radar, echipamente de securitate etc.
Expunerea la a ceste domenii, care, prin definiție, este invizibilă pentru oameni, a crescut
datorită dezvoltării tehnologice în multe dintre sectoarele menționate mai sus, în special în
domeniul telecomunicațiilor și dispozitivelor medicale. Mai recent, de la sfârșitul anilor 1970,
studiile au arătat creșteri mici în leucemie sau cancer la creier în grupuri de persoane care trăiesc
sau lucrează în câmpuri magnetice de mare intensitate extrem de joasă. În situațiile de înaltă
frecvență pot apărea arsuri grave, în timp ce în contexte cu frecvență redusă, sistemul nervos
poate fi afectat. Persoanele expuse pot prezenta, de asemenea, vertij, greață sau un gust metalic în
gură. Consecințele vor varia în funcție de intensitatea, apropierea de surse și de caracteristicile
intrin seci ale câmpului electromagnetic.
Undele electromagnetice sunt unde transversale care au componentă magnetică și o
componentă electrică, vectorii electric și magnetic fiind perpendiculari unul pe celălalt și pe
direcția de propagare. Din punct de vedere a l caracteristicilor ondulatorii spectrul radiațiilor
electromagnetice se întinde de la undele radio lungi caracterizate prin frecvențe mici și lungimi
de undă mari (km) până la razele de mare energie, de frecvențe mari și lungimi de undă mici.
Consecințele de sănătate ale supraexpunerii pot fi diferite în funcție de intensitatea și
apropierea de surse. Simptomele efectelor acute sunt bine definite. În domeniul de frecvențe
înalte (de ex. Radiodifuziune, radare) pot apărea arsuri grave, în timp ce în domeniu l de joasă
frecvență (adică sudarea, producerea și distribuția energiei electrice), curenții induși pot produce
efecte asupra funcției sistemului nervos central sau periferic , iar persoanele expuse pot avea, de
asemenea, vertij, greață, sentimente de gust metalic sau magnetofosfene (flash -uri în ochi). În
cazuri foarte rare, efecte indirecte dramatice asupra siguranței trebuie să se desfășoare și atunci
când magneții puternici atrag un obiect feromagnetic și o prăbușesc într -o persoană care este
plasată ne intenționat între magnet și obiectul metalic. Principiile principale ale protecției
lucrătorilor expuși la CEM au fost deja reglementați la nivelul UE în 1989 prin Directiva (89/391
/ CEE) privind siguranța și sănătatea în muncă la nivelul UE, iar în 2004 prin cerințele minime
privind dispozițiile specifice și limitele expunerii adoptarea Directivei 2004/40 / CE a
Parlamentului European și a Consiliului. Dar această directivă nu a fost transpusă de marea
majoritate a statelor membre și este acum înlocuită c u Directiva 2013/35 / UE privind cerințele
minime de securitate și sănătate referitoare la expunerea lucrătorilor la riscurile generate de
agenții fizici (câmpuri electromagnetice).

4
În spectrul radiațiilor electromagnetice, numai radiațiile x și Γ îndepli nesc condiția ca
lungimea de undă să fie mai mică de 100 nm, deci numai acestea pot produce ionizări ale
principalilor atomi din componen ța materiei vii. De aceea, radiațiile x și γ se numesc radiații
ionizante.
Radiațiile cu lungimea de undă mai mare de 1 00 nm, începând cu UV ( radiații
ultraviolete) cele cu (100 -190 nm) și mergând spre undele radio lungi sunt radiații non-ionizante .
Radiațiile non-ionizante se întind de la spectrul vizibil până la cele de foarte joasă frecvență
(ELF – Extremely Low Frequenc y), undele produse de stațiile de bază ale telefoniei mobile sunt
radiații non-ionizante .
Principalele surse de câmpuri electromagnetice de radiofrecvență sunt antenele care emit
programele radio și de televiziune, antenele de telefonie mobilă, antenele de comunicații (armată,
trafic aerian, poliție , pompieri sau de serviciile de urgență ), aparatele de telefonie mobilă,
instalațiile de supraveghere a circulației , cuptoarele cu microunde, antenele telefoanelor fixe fără
fir, sistemele de securitate și multe altele. Monitorul calculatorului de tip CRT este o sursă de
radiații de unde electromagnetice provenite de la tubul catodic, iar cele mai periculoase sunt
radiațiile cu frecvența extrem de joasă. Celulele expuse îndelung la acest tip de radiații suferă
disfuncții și în plus pot apărea dereglări de metabolism.
Câmpul poate fi împărțit în două componente principale: componenta reactivă și cea
radiativă.
Componenta reactivă se referă la energia înmagazinată în regiunea din apropierea sursei și
este responsabi lă de efectele asupra omului. Această regiune se găsește în jurul sursei, până la o
distanță de aproximativ 1/6m~2m și se mai numește și regiunea câmpului apropiat. Măsurătorile
în câmp apropiat sunt dificile, deoarece chiar introducerea sondei pentru măsu rare poate modifica
substanțial câmpul.
Componenta radiativă se găsește la distanțe mai mari de o lungime de undă, această
regiune numindu -se și regiune a câmpului îndepărtat, în care unda electromagnetică poate fi
descrisă ca o undă plană, raportul dintre intensitatea câmpului electric și cea a câmpului magnetic
fiind constant. Această caracteristică este importantă, deoarece face suficientă măsurarea unei
singure componente a câmpului, cea electrică sau cea magnetică. Între cele două regiuni mai
există o zonă de tranziție , în care predomină componenta radiativă.
Pentru evaluarea expunerii la frecvențe mai mici de 100 kHz se recomandă utilizarea
intensității câmpului electric din țesuturi , deoarece această mărime fizică se corelează cu efectele
biologice și este la rândul ei corelată cu densitatea de curent.
Pentru frecvențe mai mari se utilizează rata de absorbție specifică a energiei SAR
(Specific Absorb tion Rate) care se corelează cu pătratul intensității câmpului electric din țesut.
Rata de absorbție specifică (SAR) este o măsură a ritmului în care energia este absorbită de
organism atunci când este expus la o frecvență radio (RF) a câmpului electromagnetic.
Fiecare telefon GSM are un emițător și un receptor radio, în scopul de a funcționa în
rețeaua GSM. Acesta este construit în așa fel încât atunci când este folosit lângă ureche și când
este purtat pe curea, nu va depăși limitele de expunere la energia de radiofrecvență decise de către
autorități .

5
SAR este exprimată în unități de wați pe kilogram (W/kg). Nivelul maxim SAR pentru un
telefon mobil utilizat lângă cap sau corp, în conformitate cu ghidurile internaționale ICNIRP
(Europa) este 2W/kg pe gram de țesut, respectiv FCC/IC (SUA și Canada) este de 1.6W/kg pe 1
gram de țesut.
Telefoanele mobile sunt te state pentru a observa dacă sunt conforme cu limitele SAR la
cel mai înalt nivel de putere atestat în condiții de laborator.
Pentru reglementarea utilizării câmpului electromagnetic, sub aspectul efectelor pe care
acesta le are asupra corpului uman, a fost enunțat principiul PRECAUȚIEI înscris în Tratatul
Uniunii Europene (Art. 130 R al Tratatului de la Maastricht – 7 feb. 1992), care stipulează că
atunci când există elemente științifice suficiente, în absența unor certitudini sau probe absolute,
ținând cont de cunoștințele științifice și tehnice ale momentului, autoritățile trebuie sa protejeze,
înainte de toate, cetățenii , contra riscului si prejudiciilor cauzate de expunerea la CEM, și nu
trebuie întârziată luarea de măsuri care să vizeze prevenirea unui risc de afectare gravă și
ireversibilă asupra mediului.
Se vor lua următoarele măsuri:
– limitarea expunerii publicului la câmpurile electromagnetice de (0 – 300) GHz, asigurând un
„nivel ridicat de protecție a sănătății contra expunerii la câmpuri electro magnetice”.
– este imperativ a proteja publicul contra efectelor nocive adeverite pentru sănătate, care pot
surveni în urma expunerii la câmpuri electromagnetice;
– câmpurile electromagnetice ar trebui să ofere la toți cetățenii un nivel ridicat de protecț ie;
– organisme de normalizare: CENELEC (Comitetul European de Standardizare în Electrotehnică)
și CEN (Comitetul European de Standardizare); statele membre au, conform tratatului,
posibilitatea de a prevedea un nivel de protecție superior celui prevăzut p rin prezenta
recomandare;
– comisia încurajează cercetările asupra efectelor la scurt și lung termen de expunere câmpurilor
electromagnetice la toate frecvențele .
Efectele CEM asupra corpului uman:
– termice: apar datorită conductibilității electrice a majorității țesuturilor biologice.
Câmpurile electrice induse în organism generează curenți electrici ai căror energie, prin
disipare, determi nă creșterea temperaturii. Deoarece multe reacții biochimice sunt puternic
dependente de temperatură, este plauzibil ca modificarea acesteia să ducă la efecte biologice. Se
consideră că atâta timp cât limitele recomandate de ICNIRP nu sunt depășite , apariția unor efecte
biologice datorate efectelor termice este improbabilă.
– netermice: pot apărea ca urmare a mai multor interacțiuni dintre câmpul electric și diferite
componente ale țesuturilor biologice, de exemplu modificări în conformația proteinelor (Bohr,
2000) sau efecte asupra legării unor mediatori de receptori celulari – Ca2+ de exemplu (Chiabrera
et al, 2000), p rocese care la rândul lor declanșează o cascadă de evenimente intra și intercelulare.

6
În privința studiilor epidemiologice se pot spune următoarele:
– Radiația de RF poate duce la efecte termice cu efecte negative numai dacă limitele propuse de
ICNIRP su nt depășite .
– Câmpurile în pulsuri pot avea efecte auditive care însă nu determină efecte pe termen lung
asupra stării de sănătate.
– Câmpurile de RF la care este posibil să fie expusă populația nu pot cauza cataractă oculară.
– Există puține date epidemi ologice despre fertilitatea femeilor expuse la radiații , iar rezultatele
sunt incerte (Higier și Baraska, 1967; Larsen et al, 1991). Probabil câmpurile nu induc avort
spontan la femeile expuse în timpul sarcinii (Larsen et al, 1991; Taskinen et al, 1990) și nici
creșterea malformațiilor congenitale (Kallen et al, 1982; Kurppa et al, 1982; Taskinen et al,
1990). date care să susțină convingător ipoteza conform căreia există un risc crescut de incidență
a tumorilor cerebrale, a leucemiei sau a altor cancere î n corelație cu folosirea telefoanelor mobile.
Aceste studii nu se pot pronunța , însă, în privința riscului folosirii pe termen lung a telefoanelor
mobile și a expunerii zilnice sau cumulative la nivele înalte de radiație sau a apariției unor tipuri
rare de tumori.
În contextul existenței acestei incertitudini științifice privind efectele expunerii la câmpuri
electromagnetice, se recomandă adoptarea principiului de precauție prin implementarea unor
măsuri administrative, de exemplu, amplasarea antenelor de t elefonie mobilă la distanță de zonele
în care se desfășoară activități cu copii sau persoane bolnave, interzicerea utilizării telefoanelor
mobile de către copii cu vârsta mai mică de 16 ani, informarea și formarea populației , în speță
urmărirea stării de s ănătate, mai ales de către persoanele cu risc de expunere la surse (utilizatori
de perne electrice, procedee fizio -terapeutice, etc.) și nu în ultimul rând susținere din partea
factorilor de decizie privind dezvoltarea unei logistici adecvate de monitoriza re a câmpurilor și a
efectelor.

7
Capitolul 1
Spectrul radio este o resursă limitată. Aranjarea frecvenței de transmisie devine necesară,
deoarece interferențele s -au produs întotdeauna dacă transmisiile au avut loc în același timp, în
aceeași zonă, cu aceeași frecvență. Acesta este motivul pentru care majoritatea țărilor instituie
reglementări stricte de radio pentru aplicarea spectrului de frecvențe radio.
Metodele de comunicație radio sunt clasificate în Acces Multiple Access Division
(FDMA), Acce s Multiple Access Time Division (TDMA) și Acces Multiple Access Code
(CDMA). FDMA este metoda convențională de comunicare care este utilizată pe scară largă
pentru banda de frecvență sub 1 GHz. Din ce în ce mai multe tipuri de module radio de înaltă
frecve nță și de radio cu un singur chip pot fi găsite cu ușurință pe piață, ceea ce face mult mai
ușor selecția componentelor pentru aplicații diferite.
Banda de frecvență de peste 1GHz, cum ar fi LAN -ul wireless, banda C utilizată pentru
difuzarea prin satelit și banda KU, este bine adaptată pentru comunicațiile fixe. În timp ce banda
de frecvență sub 1GHz este potrivită pentru comunicațiile mobile. După cum se știe, undele radio
de înaltă frecvență au aceeași caracteristică ca lumina, banda de frecvențe de pes te 1GHz are o
caracteristică de transmisie direcțională mai puternică. În mod normal, banda de frecvențe de
peste 1GHz este utilizată pentru comunicații de date fixe de mare viteză, în timp ce sub 1GHz
este pentru comunicații mobile cu viteză mică sau medi e.
În Europa, 434MHz a fost aprobat în banda de frecvențe a aplicațiilor ISM timp de
decenii, iar banda de 868MHz a fost aprobată și în ultimii ani. Din ce în ce mai multe module
radio și cip radio pentru aceste benzi de frecvență au fost furnizate de dive rși producători. Dintre
acestea, IC -urile integrate cu circuite de emisie -recepție și sintetizatoare PLL și cu tehnologii de
conversie directă pe bază de modulație / demodulare cu cvadratură devin din ce în ce mai
populare.
Fără licență radio, nu este per misă transmiterea puterii de ieșire ridicată. Deși fiecare țară
are o reglementare proprie, în general 10mW este limita maximă de putere. În această limită,
intervalul de transmisie solicitat este întotdeauna legat de costul produsului și de aplicație, dar
intervalul va deveni punctul cheie dacă se adoptă un radio IC cu un singur chip sau un modul
radio discret.
O antenă eficientă a transmițătorului și a receptorului este un factor important al
domeniului de transmisie. Dar, pe baza rezultatului nostru de t estare, se recomandă utilizarea unui
dispozitiv radio cu o singură chip pentru aplicația cu costuri reduse, cu o rază de acțiune mai mică
de 100 de metri. Modulul radio este recomandat pentru aplicațiile care solicită o distanță mai
mare de 100 de metri.
Gama de transmisie a benzii înguste și a dispozitivului cu bandă largă este destul de
diferită. Sensibilitatea receptorului pentru un radio IC cip este -100dBm, în timp ce un modul
radio bun are sensibilitate cu -120dBm. Diferența este de 20dB. Această dife rență de 20dB a
sensibilității receptorului este egală cu diferența totală a transmițătorului de 1/100. Convertit la
puterea de transmisie, diferența este la fel ca 100 uW și 10mW. Motivul acestei diferențe este că
este dificil pentru un singur IC radio ci p constituit numai de semiconductor să se limiteze lățimea

8
de bandă a receptorului și IF (Intermediate Frequency) amplifică stadiul amplifică semnalul în
bandă largă, cum ar fi amplificatorul video. În plus, pentru a face puritatea purtătoarelor de
transmi țător VCO a unei singure IC radio cip -uri este mai dificilă decât componentele discrete
VCO.
Figura 1 prezintă spectrul de transmisie a modulului radio de bandă îngustă în frecvența
de 434 MHz cu interval de 2MHz. Figura 2 prezintă spectrul de frecvență a l modulului radio IC
cu bandă largă. După cum puteți vedea că un cip radio IC prezintă o puritate mai slabă a
purtătoarelor, prin urmare, numărul de dispozitive care pot funcționa în același timp este limitat.
Receptorul discret (modulul radio) are un filt ru SAW care blochează undele radio nedorite din
bandă la amplificatorul de frecvență înaltă pentru a evita interferențele, un filtru de cristal monolit
(CMF) cu selectivitate ascuțită pentru amplificatorul IF de prima etapă și un filtru ceramic la
amplific atorul IF de a doua etapă pentru a face selectivitatea la 7.5kHz.

Deoarece lățimea de bandă a receptorului este îngustă, este dificilă comunicarea de date
de mare viteză. În general, viteza de date este limitată la mai puțin de 9600 bps, iar cererea de
stabilitate a frecvenței este mai multe PPM, care este cam la fel ca TCXO. Desigur, ca standard
de frecvență, compensarea temperaturii este necesară pentru circuitul de oscilație a cristalului.
Modulul radio cu bandă îngustă este alcătuit din aceste componen te discrete, astfel costul este
mai mare, iar dimensiunea este mai mare decât radioul cu bandă unică cu bandă largă IC. Acesta
este dezavantajul.
Meritul comunicării în bandă îngustă este realizarea unei comunicări stabile pe distanțe
lungi. În afară de ac easta, puritatea purtătoare a spectrului de transmisie este foarte bună, prin
urmare, este disponibilă pentru gestionarea unei operații a mai multor dispozitive radio în aceeași
bandă de frecvență în același timp. Cu alte cuvinte, aceasta conduce la o efic iență ridicată a
utilizării undelor radio în aceeași bandă de frecvențe. Figura 3 prezintă spectrul de transmisie al
benzii înguste, iar figura 4 prezintă selectivitatea receptorului caracteristică benzii înguste, care
sunt măsurate la o distanță de 250kHz . După cum se arată în aceste figuri, nivelul de zgomot la
50kHz față de nivelul purtătorului fundamental este cu 80dB mai jos decât purtătorul, astfel încât
este posibilă realizarea celeilalte comunicații radio în bandă. Comunicarea cu bandă îngustă este

9
optimă în locul în care sunt utilizate multe echipamente de control radio, cum ar fi un șantier de
construcții sau o instalație industrială.

Întrucât există repetor de post de radio armat, stație de bază GSM și TETRA care trimit în
Europa valuri radio cu putere mare, este important să se respingă interferențele atunci când se
utilizează echipamente cu putere redusă. De asemenea, se consideră că emisia de la alte
dispozitive radio care deschid linia în aceeași bandă cauzează interferențe. Figura 5 prezintă
caracteristica interferenței receptorului caracteristică benzii înguste și Figura 6 arată cea a benzii
largi. Nivelul de eroare când semnalul de bruiaj, care este departe de transportator de 50 kHz, este
aplicat receptorului în comunicare. Chiar dacă semn alul de bruiaj este de 50dB mai mare decât
nivelul receptorului, eroarea nu apare cu receptorul de bandă îngustă, dar apare o eroare la
receptorul de bandă largă prin aplicarea unui semnal de bruiaj ridicat de până la 5dB.

10

Radioul IC cu un singur cip e ste recomandat pentru sistemul de intrare fără chei care
funcționează în poziția de blocare / deconectare a unei uși de mașină sau a unei părți radio a
cititorului de coduri de bare care are funcția de retransmisie atunci când apare o eroare de date.
Comun icarea în bandă îngustă este necesară în principal pentru utilizarea industrială, cum ar fi
sistemul de telecontrol al echipamentelor de construcție necesare în comunicarea în timp real sau
instalația industrială unde este necesară o comunicare stabilă în construcția pereților de beton.
1.1 Instrumente de măsură de bandă îngustă; Analizor spectral
La nivelul cel mai de bază, analizorul spectral poate fi descris ca un voltmetru de
frecvență selectiv, care răspunde la vârf, calibrat pentru a afișa valoarea ef ectivă a unui val
sinusoidal. Este important de înțeles că analizorul spectr al nu este un contor de energie, chiar
dacă poate fi utilizat pentru a afișa direct puterea. Atâta timp cât știm o valoare a unui val
sinusoidal (de exemplu, vârf sau medie) și cun oaștem rezistența prin care măsuram această
valoare, putem calibra voltmetrul nostru pentru a indica puterea. Odată cu apariția tehnologiei
digitale, analizoarelor moderne de spectru li s-au dat mai multe capabilități.
Teoria lui Fourier ne spune că orice fenomen electric de domeniu temporal este alcătuit
dintr -unul sau mai multe valuri sinusoidale cu frecvență, amplitudine și fază corespunzătoare. Cu
alte cuvinte, putem transforma un semnal de domeniu de timp în echivalentul său de domeniu de
frecvență. M ăsurătorile în domeniul frecvenței ne indică cantitatea de energie prezentă la fiecare
frecvență specifică. Cu o filtrare adecvată, o formă de undă cum ar fi în Figura 7 poate fi
descompusă în valuri sinusoidale separate sau componente spectrale, pe care l e putem apoi evalua
independent. Fiecare undă sinusoidală este caracterizată de amplitudinea și faza sa. Dacă
semnalul pe care dorim să îl analizăm este periodic, ca în cazul nostru aici, Fourier spune că
undele sinusoidale constitutive sunt separate în do meniul frecvenței cu 1 / T, unde T este perioada
semnalului.

11
Unele măsurători necesită păstrarea informațiilor complete despre semnal – frecvență,
amplitudine și fază. Acest tip de analiză a semnalului se numește analiză vectorială a semnalului.
Analiz oarele de spectru moderne sunt capabile să realizeze o mare varietate de măsurători ale
semnalelor vectoriale. Cu toate acestea, un alt grup mare de măsurători se poate face fără a
cunoaște relațiile de fază dintre componentele sinusoidale. Acest tip de an aliză a semnalului se
numește analiză spectrală.
Teoretic, pentru a face transformarea din domeniul timpului în domeniul frecvenței,
semnalul trebuie evaluat în orice moment, adică peste ± infinit. Cu toate acestea, în practică,
folosim întotdeauna o perio adă de timp finită la efectuarea măsurătorilor. Transformările Fourier
pot fi de asemenea făcute din frecvență în domeniul timpului. Acest caz necesită, de asemenea,
teoretic, evaluarea tuturor componentelor spectrale de la frecvențe la ± infinit. În reali tate,
efectuarea măsurărilor într -o lățime de bandă finită care captează cea mai mare parte a energiei
semnalului produce rezultate acceptabile. Atunci când se efectuează o transformare Fourier pe
date de domeniu de frecvență, faza componentelor individual e este într -adevăr critică. De
exemplu, o undă pătrată transformată în domeniul de frecvență și din nou înapoi ar putea deveni
un semnal tip fierăstrău dacă faza nu ar fi fost păstrată.
Deci, ce este un spectru în contextul acestei discuții? Un spectru est e o colecție de undă
sinusoidală care, combinată în mod corespunzător, produce semnalul de domeniu temporal
examinat. Figura 7 prezintă forma de undă a unui semnal complex. Să presupunem că speram să
vedem un val sinusoidal. Deși forma de undă ne arată cu siguranță că semnalul nu este o
sinusoidă pură, nu ne dă o indicație definitivă a motivului. Figura 8 prezintă semnalul complex în
ambele domenii de timp și de frecvență. Afișajul pentru frecvența de frecvență afișează
amplitudinea față de frecvența fiecăr ui val sinusoidal din spectru. După cum se arată, spectrul în
acest caz cuprinde doar două valuri sinusoidale. Acum știm de ce forma de undă originală nu era
un val sinusoidal pur. Acesta conține un al doilea val sinusoidal, al doilea armonic în acest caz.
Acest lucru înseamnă că nu este nevoie a efectua măsurători în domeniul temporal? Deloc.
Domeniul de timp este mai bun pentru mai multe măsurători, iar unele pot fi făcute numai în
domeniul timpului. De exemplu, măsurătorile în domeniul timpului pur inclu d timpii de creștere
și de cădere a pulsului și depășirea .

12
Domeniul de frecvență are, de asemenea, puterile sale de măsurare. Am văzut deja în
Figurile 7 și 8 că domeniul de frecvență este mai bun pentru determinarea conținutului armonic al
unui semnal. Persoanele implicate în comunicațiile fără fir sunt extrem de interesate de emisiile
excluse și de cele improprii. De exemplu, sistemele radio celulare trebuie să fie verificate pentru
armonici ale semnalului purtător care ar putea interfera cu alte sistem e care funcționează la
aceleași frecvențe ca armonicile. Inginerii și tehnicienii sunt, de asemenea, foarte preocupați de
distorsionarea mesajului modulat pe un transportator. Intermodulațiile de ordinul trei (două tonuri
ale unui semnal complex care se mo dulează reciproc) pot fi deosebit de problematice, deoarece
componentele de distorsiune pot intra în banda de interes și astfel nu vor fi filtrate.
Monitorizarea spectrului este o altă activitate importantă de măsurare a domeniului
frecvenței. Agențiile gu vernamentale de reglementare alocă diferite frecvențe diferitelor servicii
radio, cum ar fi televiziunea și radioul difuzat, sistemele de telefonie mobilă, poliția și
comunicațiile de urgență și o serie de alte aplicații. Este esențial ca fiecare dintre ac este servicii
să funcționeze la frecvența atribuită și să rămână în lățimea de bandă a canalului alocată.
Transmițătorii și alte radiatoare intenționate pot fi adesea obligați să funcționeze la frecvențe
adiacente apropiate. O măsură cheie de performanță p entru amplificatoarele de putere și alte
componente utilizate în aceste sisteme este cantitatea de energie semnal care se varsă în canalele
adiacente și cauzează interferențe.
Interferența electromagnetică (EMI) este un termen aplicat emisiilor nedorite at ât din
radiatoare intenționate, cât și neintenționate. Aici, preocuparea este că aceste emisii nedorite, fie
radiate sau dirijate (prin intermediul liniilor electrice sau a altor fire de interconectare), ar putea
afecta funcționarea altor sisteme. Aproape orice persoană care proiectează sau fabrică produse
electrice sau electronice trebuie să testeze nivelurile de emisie în raport cu frecvența, în
conformitate cu reglementările stabilite de diverse agenții guvernamentale sau organisme
industriale standard. Figurile 9 și 10 ilustrează unele dintre aceste măsurători.

13

Măsurătorile frecvente ale analizorului spectrului includ frecvența, puterea, modularea,
distorsiunea și zgomotul. Înțelegerea conținutului spectral al unui semnal este importantă, mai
ales în cazul sistemelor cu bandă limitată. Puterea transmisă este o altă măsură cheie. Prea puțină
putere poate însemna că semnalul nu poate atinge destinația dorită. O prea mare putere poate
scurge rapid bateriile, poate crea distorsiuni și poate cauza tem peraturi de funcționare excesive.
Măsurarea calității modula ției este importantă pentru a vă asigura că sistemul
funcționează corect și că informațiile sunt transmise corect de sistem. Teste precum gradul de
modulație, amplitudinea benzii laterale, calitat ea modulației și lățimea de bandă ocupată sunt
exemple de măsurători comune de modulație analogică. Măsurătorile de modulare digitale includ
magnitudinea vectorului de eroare (EVM), dezechilibrul IQ, eroarea de fază versus timpul și o
varietate de alte măs urători.
În comunicații, distorsiunea de măsurare este critică atât pentru receptor, cât și pentru
transmițător. Distorsiunea armonică excesivă la ieșirea unui emițător poate interfera cu alte benzi
de comunicare. Stadiile de pre -amplificare într -un recept or trebuie să nu conțină distorsiuni
intermodulare pentru a împiedica interferența semnalului. Un exemplu este intermodularea
transportatorilor de televiziune prin cablu în timp ce se deplasează pe trunchiul sistemului de
distribuție și distorsionează alte canale pe același cablu. Măsurătorile obișnuite de distorsiune
includ intermodularea, armonicile și emisiile parazite.
Zgomotul este adesea semnalul care se dorește a fi măsurat. Orice circuit sau dispozitiv
activ va genera zgomot excesiv. Teste precum ra portul semnal -zgomot (SNR) sunt importante
pentru caracterizarea performanțelor unui dispozitiv și contribuția acestuia la performanța
generală a sistemului.
În timp ce ne vom concentra pe analizorul de spectru superheterodină, există mai multe
arhitecturi de analizoare de semnal. Un tip important non – superheterodină este analizorul
Fourier, care digitizează semnalul domeniului de timp și apoi utilizează tehnici de procesare

14
digitală a semnalului (DSP) pentru a efectua o transformare Fourier rapidă (FFT) ș i pentru a afișa
semnalul în domeniul frecvenței. Un avantaj al abordării FFT este capacitatea sa de a caracteriza
fenomenul din prima. Altul este faptul că faza și magnitudinea pot fi măsurate. Cu toate acestea,
analizorii Fourier au unele limitări în rap ort cu analizorul de spectru superheterodină, în special în
zonele de frecvență, sensibilitate și interval dinamic. Analizoarele Fourier sunt utilizate în mod
obișnuit în aplicațiile de analiză a semnalului de bandă de bază până la 40 MHz.
Analizoarele de semnale ale vectorilor (VSA) digitizează, de asemenea, semnalul
domeniului de timp ca și analizoarele Fourier, dar extinde capabilitățile la domeniul de frecvențe
RF folosind convertoarele din fața digitizatorului. De exemplu, seria Agilent 89600 VSA oferă
diferite modele disponibile până la 6 GHz. Acestea oferă măsurători rapide, de înaltă rezoluție,
demodulare și analiză avansată în domeniul timpului. Acestea sunt utile în special pentru
caracterizarea semnalelor complexe, cum ar fi semnalele de spargere, tranzitorie sau modulată
utilizate în aplicațiile de comunicații, video, difuzare, sonar și ultrasunete.
Deși a fost definită analiza spectrului și analiza semnalului vector ca tipuri distincte,
tehnologia digitală și procesarea digitală a semnalelor dis trug acea distincție. Factorul critic este
unde semnalul este digitizat. La început, când digitizatoarele au fost limitate la câteva zeci de
kilohertzi, doar semnalul video (bandă de bază) a unui analizor de spectru a fost digitizat.
Deoarece semnalul vide o nu conținea informații de fază, se puteau afișa numai date despre
magnitudine. Dar chiar și această utilizare limitată a tehnologiei digitale a dat naștere unor
progrese semnificative: afișarea fără pâlpâire a mișcărilor lente, marcatori de afișare, dife rite
tipuri de mediere și ieșiri de date la computere și imprimante.
Deoarece semnalele pe care oamenii trebuie să le analizeze devin din ce în ce mai
complexe, cele mai recente generații de analizoare de spectru includ multe dintre capabilitățile de
anali ză a semnalelor vectoriale găsite anterior numai în analizoarele de semnale Fourier și
vectoriale. Analizorii pot digitiza semnalul lângă intrarea instrumentului, după o amplificare sau
după una sau mai multe etape de downconverter. În oricare dintre acest e cazuri, se păstrează faza
relativă, precum și magnitudinea. Pe lângă avantajele menționate mai sus, pot fi efectuate
măsurători vectoriale reale. Capabilitățile sunt apoi determinate de capacitatea de prelucrare a
semnalului digital inerent în firmware -ul analizorului sau sunt disponibile ca software
suplimentar care rulează fie pe plan intern, fie extern (software de analiză a semnalelor
vectoriale) pe un computer conectat la analizor. Un exemplu de această capacitate este prezentat
în Figura 11. Rețineț i că punctele de simbol ale unui semnal QPSK (quadrature phase shift
keying) sunt afișate ca clustere, nu ca puncte unice, indicând erori în modularea semnalului supus
încercării.

15

Figura 12 este o diagramă bloc simplificată a unui analizor de spectru su perheterodină.
Heterodină înseamnă amestecare; Adică a traduce frecvența. Și super se referă la frecvențe super –
audio sau frecvențe deasupra gamei audio. Referindu -ne la diagrama bloc din Figura 12, vedem
că un semnal de intrare trece printr -un atenuator, apoi printr -un filtru trece -jos într -un mixer, unde
se amestecă cu un semnal de la oscilatorul local (LO). Deoarece mixerul este un dispozitiv
neliniar, ieșirea acestuia include nu numai cele două semnale originale, ci și armonicile acestora
și sumele și d iferențele dintre frecvențele originale și armonicile lor. Dacă oricare dintre
semnalele mixte intră în bandă de trecere a filtrului de frecvență intermediară (IF), acesta este
procesat în continuare (amplificat și poate comprimat la o scară logaritmică). Este în esență
rectificată de detectorul de plicuri, digitalizată și afișată. Un generator de rampă creează mișcarea
orizontală pe ecran, de la stânga la dreapta. Rampa ajustează, de asemenea, LO astfel încât
schimbarea de frecvență să fie proporțională cu tensiunea de rampă.

16
Deoarece rezultatul unui analizor de spectru este o urmă X -Y pe un afișaj, să vedem ce
informații obținem de la acesta. Afișajul este cartografiat pe o rețea (grilă) cu zece diviziuni
orizontale majore și, în general, zece diviziu ni verticale majore. Axa orizontală este calibrată
liniar în frecvență care crește de la stânga la dreapta. Setarea frecvenței este un proces în două
etape. Mai întâi se reglează frecvența de la linia centrală a barei cu ajutorul centralei de frecvență
centrală. Apoi, a justăm intervalul de frecvență între cele zece diviziuni cu ajuto rul comenzii
Frequency Span. Aceste controale sunt independente, deci dacă schimbăm frecvența centrală, nu
schimbăm intervalul de frecvență. Alternativ, se pot seta frecvențele de pornire și oprire în loc de
a seta frecvența centrală și intervalul de timp. În ambele cazuri, se poate determina frecvența
absolută a oricărui semnal afișat și diferența de frecvență relativă dintre oricare două semnale.
Axa verticală este calibrată în amplitudine. Avem posibilitatea de a alege o scală liniară
calibrată în volți sau o scală logaritmică calibrată în dB. Scara de log este folosită mult mai des
decât scara liniară deoarece are o gamă mult mai largă de utilizare. Scara log permite ca
semnal ele să fie afișate simultan în amplitudine de 70 până la 100 dB (rapoarte de tensiune de la
3200 la 100000 și rapoarte de putere de la 10.000.000 la 10.000.000.000). Pe de altă parte, scara
liniară este utilizabilă pentru semnale care nu diferă cu mai mult de 20 până la 30 dB (rapoarte de
tensiune de la 10 la 32).
Analizorul de spectru R&S FSH-3 poate livra un număr mare de funcții astfel încât este
util începând de la instalarea sau întreținerea unei stații de baz ă, până la aflarea defecțiunilor î n
cablurile de RF .
Caracteristici tehnice :
– Gama de frecven ță: 10KHz -3 GHz;
– Rezoluția lărgimii de band ă: 1KHz – 1MHz;
– Lărgimea de band ă video: 10Hz – 1MHz;
– Zgomotul de faz ă SSB: < -100dBc (1Hz) la 100 KHz fa ță de purtătoare ;
Analizorul spectral poate fi utili zat pentru măsurători de pana la 3 GHz, 6 GHz si 18 GHz.
Frecventele de 3 GHz si 6 GHz sunt disponibile cu sau fără generatorul intern de urmărire . Toate
modelele sunt dotate cu un preamplificator reglabil, ceea ce permite măsurarea semnalelor foarte
mici.
Măsurătorile de putere TDMA
Prin funcția TDMA POWER, analizorul efectuează măsurători de putere într-un interval
de timp prin metodele TDMA. Toate setările necesare pentru standardele GSM si EDGE sunt
prestabilite în memoria analizorului pentru a face ac este măsurători mai facile pentru utilizatori.
Măsurători ale puterii canalelor
Măsurarea puterii unui canal de emisie este determinata de analizator printr -o funcție
specific ă pentru standardele radio mobile digitale 3GPP WCDMA, cdmaOne si CDMA2000 1x.
Măsurători ale forței câmpului electromagnetic
La efectuarea acestor măsurători , analiz orul ia în calcul caracteristicile tehnice antenei
utilizate. Forța câmpului electromagnetic este afișată direct in dBµ V/m. Daca este selectata

17
unitatea de măsură W/m2, densitatea fluxului de putere este calculat ă și afișată . În plus, câștigul
sau pierderea î n funcție de frecven ță a unui cablu sau amplificator poate fi corectat ă.
Măsurarea câmpului electromagnetic cu antena isotropică
Atunci când analiz orul este utili zat cu antena isotropic ă, aparatul poate determina tăria
câmpului rezultant, indiferent de direcția acestuia, în gama de frecven ță 30MHz -3 GHz. Pentru
măsurarea forței câmpului rezultant, antena are trei elemenți ortogonali. Analiz orul activează
succesiv cei trei elemenți ai antenei și calculează forța câmpului care rezulta. Procedura ia în
considerare factorii antenei pentru fiecare element in parte, precum și pierderea în cablul
conector.
Măsurători C/N
Analiz orul are capacitatea de a măsura raportul C /N (purtătoare /zgomot) pentru
determinarea raportului dintre puterea frecventei purtătoare și pute rea zgomotului. Aparatul
suportă trei moduri diferite pentru măsurarea puterii frecvenț ei purtătoare . În modul CW TX
(continuous wave), se determin ă puterea purtătoarei nemodulate. Î n modul TX digital, se
determin ă puterea canalului cu semnal modular digital (spre exemplu posturi de radio digitale).
De asemenea, î n modul TV analog, aparatul m ăsoară puterea maximă a purt ătoarei în semnalele
TV modulate î n ampli tudine.
Tabele de canale
Funcție de preferințe , aparatul poate fi acordat mai degrabă pe un număr de canale , decât
introducând manual frecven ța. În locul frecven ței, este afișat numărul canalului, fiind mult mai
ușor de utilizat. În memoria aparatului s unt setate canalele TV pentru un anumit număr de țări.
Măsurători de putere direcțională
Senzorii de putere direcțională FSH-Z14 si FSH -Z44, care echipează analiz orul, îl
transform ă pe acesta într-un măsurător complet al puterii direcționale cu o gam ă de frecven ță
cuprins ă între 25MHz la 1 GHz, respectiv 200 MHz la 4 GHz. În aceste condiții , aparatul poate
măsura în mod simultan puterea de ieșire , precum și acordul sistemului cu antena. Senzorii de
putere măsoară puterea medie de până la 120 W, ceea ce e limin ă în mod normal necesitatea unor
atenuatori suplimentari. Senzorii sunt compatibili cu standardele GSM/EDGE, 3GPP WCDMA,
cdmaOne, CDMA2000 1X, DVB -T si DAB.
Măsurători pe cablu
Una dintre opțiunile analiz orului permite determinarea rapid ă și precis ă, a oricărei
defecțiuni în cablul de radiofrecvență .
Măsurători ale transmisiei scalare ș i reflexiei cu puntea VSWR
Generatorul de urmărire al analiz orului determină caracteristicile de transmisie ale
cablurilor, filtrelor, etc., cu un efort minim. Atunci când este echipat însă cu puntea VSWR, poate
măsura și acordul cu antena. Puntea se înșurubeaz ă direct la intrarea de radiofrecvență și la ieșirea
generatorului de urmărire .

18

Figura 13: Măsurarea RF folosind antena isotropică R&S®TSEMF -B2
Măsurarea tr ansmisiei și reflexiei vectorilor
Comparativ cu măsurarea transmisiei scalare și reflexiei, opțiunea K2 a analizorului oferă
o creștere semnificativă a preciziei măsurătorii și mai multe funcții de măsurare. Harta Smith
permite afișarea simultană a fazei și magnitudinii pentru a face posibilă, de exemplu, analizarea
acordului cu antena.
O linie definită d e utilizator și o funcție de zoom devin foarte utile în evaluarea
rezultatelor măsurătorilor.
Măsurarea pierderilor pe cablu la un singur capăt
Analiz orul cu generator de urmărire încorporat și punte VSWR poate determina foarte
ușor pierderea de semnal pe cablu. Un capăt al cablului se conectează la puntea VSWR, iar
celălalt se termină cu un scurt -circuit sau se lasă deschis. Pierderea calculată a cablu lui reprezintă
o valoarea medie în cadrul unei game de frecvență. Pierderea la numite frecvențe este determinată
prin intermediul unor markeri. Această măsurătoare este posibilă numai pentru dispozitivele
prevăzute cu opțiunea K2.
Măsurători de putere al e domeniului de cod 3GPP FDD la stațiile de bază
Opțiunea K4 permite măsurători de putere ale domeniului de cod 3GPP FDD la stațiile de
bază. Măsoară puterea totală și puterea principalelor canale de cod, precum canalul comun pilot
(CPICH), canalul de co ntrol fizic comun principal (P -CCPCH), canal principal de sincronizare
(P-SCH) și canalul secundar de sincronizare (S -SCH). Mai mult, offsetul frecvenței purtătoare și
magnitudinea vectorului de eroare (EVM) sunt măsurate și afișate. Un cod de criptare po ate fi
determinat la o apăsare d e buton și poate fi folosit automat la decodarea canalelor codate.
Analiz orul poate afișa până la opt coduri de criptare împreună cu puterea lor CPICH. Opțiunea
K4 asigură o setare automată a nivelului de referință.

19
Pentru afișarea valorilor măsurătorilor sunt necesare doar patru operațiuni:

– Selectarea funcției 3GPP CDP
– Introducerea frecvenței centrale
– Utilizarea butonului Level Adjust pentru optimizarea nivelului
– Pornirea căutării codului de criptare
Localizarea spoturilo r cu compatibilitate electromagnetică (EMC) slabă
Sonda de proximitate HZ -15 este un instrument de diagnosticare pentru detectarea
punctelor cu EMC slabă din circuite imprimate, circuite integrate, protecții, etc. Sonda poate
măsura în gama 30MHz -3GHz. Sensibilitatea acesteia poate fi îmbunătățită prin adăugarea
preamplificator ului HZ -16. Împreună cu analiz orul, toate acestea reprezintă un mijloc eficient
pentru a analiza și detecta sursele de interferență.
Cele trei axe ale senzorului Tri -Axis (antena isotropică) a TS -EMF sunt comutate la o
singură ieșire prin intermediul comutatoarelor FET. Dacă nu se aplică tensiune de alimentare sau
tensiune de comandă, comutatoarele FET se află într -o stare semi -conducti vă nedefinită. Cele trei
semnale de la axele individuale sunt însumate cu efecte de atenuare și efecte de interferență
nedefinite și ca un alt efect, semnalul axei comutate se scindează foarte încet după ce tensiunea
de alimentare / de control este îndepăr tată. Astfel, chiar și în acele state nedefinite, semnalele
recepționate pot fi văzute pe afișajul unui analizor de spectru conectat și poate fi dificil de
determinat dacă axele senzorilor sunt corect comutate.
R&S TS -EMF este un sistem portabil de măsurar e a forței câmpului electromagnetic. Este
folosit in toate serviciile radio, î n banda 30 MHz – 3 GHz, cum ar fi t elefonia mobilă (GSM,
CDM si UMTS), DECT, Bluetooth, WLAN (802.11b), e misie de sunet ș i TV.

Figura 14: Echipament de măsură

20
În combinație cu diferite a nalizoare de spectru FSH , sistemul de măsurare R&S TS -EMF
detectează câmpurile EM de înalta frecvență din mediul înconjurător. Antena isotropică (sferică ),
împreună cu software -ul, scris special pentru măsurătorile de câmp EM, permite o ev aluare
simplă și precisă a emisiilor radio. Antena detectează câmpurile EM independent de direcție și
polarizare.
Măsurarea emisiilor câmpului EM în conformitate cu standardele naționale și
internaționale, reprezintă fundamentul pentru garantarea faptului că sistemele de emisie respectă
limitele aplicabile impuse.

Capitolul 2
2.1 – Standardul IEEE pentru personalul militar expus la câmpul EM in
intervalul 0 -300GHz.
Acest standard oferă recomandări pentru protejarea personalului din instituțiile milita re
împotriva efectelor negative asupra sănătății vis -a-vis de expunerea la câmpurile EM, curenți și
tensiuni de contact și induse în gama 0Hz – 300GHz. Aceste recomandări numite și limite
dozimetrice de referință (DRL) și nivele de expunere de referință (E RL) încorporează factori de
siguranță cu privire la incertitudini datorate datelor experimentale, măsurătorilor și diferențelor de
prag date de măsurători individuale astfel încât să stabilească o marjă corespunzătoare de
siguranță. DRL sunt exprimate în t ermeni de intensitatea câmp ului electric la un moment dat,
SAR și densitatea de putere incidentă. ERL sunt exprimate în termeni de câmpuri de expunere
ambientală și densități de putere. Oricum, în cazul unui curent de contact, sunt furnizate numai
date ERL . DRL și ERL sunt concepute să protejeze sănătatea umană împotriva efectelor asociate

21
cu electrostimularea țesuturilor și încălzirea parțială și totală a corpului uman, dar nu pot proteja
împotriva interferenței electromagnetice (EMI) la persoanele cu impl anturi medicale. Acest
standard nu se aplică expunerii subiecților voluntari din cadrul cercetărilor medicale și științifice.
Scopul acestui standard, este de a furniza anumite limite de expunere demonstrate științific spre a
fi incorporate într -un program de risc al managementului în domeniul sănătății și securității
ocupaționale, pentru protejarea personalului din instituțiile militare, față de efectele asociate
expunerii la câmpurile EM, curenților și tensiunilor în gama 0 -300GHz.
2.1.1 Limite de expuner e la frecvențe mici
Țesut expus Frecvența fe (Hz) Zona 0 E 0(V/m) Zona 1 E 0(V/m)
Creier 20 5.89 * 10-3 1.77*10-2
Inimă 167 0.943 0.943
Extremități 3350 2.10 2.10
Alte țesuturi 3350 0.701 2.10
Tabel 2.1 Parametrii E 0 și fe pentru calculul DRL aplicați regiunilor corpului.
Aceste limite au fost introduse pentru a proteja împotriva electrostimulărilor dureroase în
gama de frecvență de la 0 la 5MHz și a încălzirii dăunătoare în gama de frecvență 100kHz – 300
GHz. În zona de tranziție de la 100kHz la 5MHz, protecția împotriva electrostimulării și efectelor
termice este impusă prin 2 seturi separate de limite. Sub 100kHz se aplică numai limitele
electrostimulării iar peste 5MHz, se aplică numai limitele termice.

2.1.2 Limite de expunere în gama 100kHz – 3GH z
În tabelul următor sunt prezentate DRL ale corpurilor unor animale de laborator, bazate pe
întreruperi ale ciclului de alimentație. Pragul acestei schimbări de comportament este de 4W/kg și
a fost asociat cu o creștere a temperaturii la nivelul întregulu i corp cu 1 grad Celsius. Această
schimbare temporară a comportamentului s -a dovedit a fi cea sensibilă, des întâlnita și cu efecte
dăunătoare asupra regnului animal. Similar standardelor anterioare, s -a introdus un factor de
siguranță de valoare 10 . ERL s pecifice Zonei 0 (medii fără restricție) prezintă un factor adițional
de siguranță cu valoarea 5. De fiecare dată când personalul accesează o zonă a cărei expunere
depășește ERL zonei 0, trebuie instituit un program de protecție a personalului.
Condiții Zona 0 (medii fără restricție)
SAR W/kg Zona 1 (medii cu
restricție) SAR W/kg
Expunere corp
întreg Medie corp
întreg 0.08 0.4

22
Expunere
localizată Localizată 2 10
Expunere
localizată Extremități 4 20
Tabel 2. 2 DRL pentru gama de frecvențe 100kHz – 3GHz
În zona de tranziție 100kHz – 5MHz, sun t aplicate 2 seturi de limite, conform tabelelor
2.1 și 2.2. DRL afișate în tabelul 2.2 sunt stabilite pentru a proteja împotriva creșterii excesive a
temperaturii în orice parte a corpului uman, ca urmare a unei expun eri neuniforme sau
concentrate. La orice volum calculat, de țesut, atât din corp cât și din extremități, fiecare trebuie
luată în considerare în mod separat. Mai exact, la determinarea SAR medii la un cub de țesut
uman de 10 grame, orice lipsă a țesutului din acesta, de la extremități sau glande trebuie
considerată ca aer , de exemplu masa=0 și SAR=0. O aprofundare asupra calculului și
metodologiei de măsurare a volumului de țesut poate fi găsită în IEEE Std C95.3™ -2002 și IEEE
Std 1528™ -2013.

2.2 – Metodologie de măsurare a CEM

2.2.1 Conside rente generale
Înainte de a începe aceste măsurători, trebuie determinate cat mai multe caracteristici
posibile ale acestor surse și să se facă o estimare probabilă a propagării acestora. Aceste
informații vor per mite o mai bună estimare a forței estimate a câmpului, respectiv o alegere
corespunzătoare a instrumentelor și procedurilor de lucru.
O astfel de listă de verificări a caracteristicilor sursei va include:
a) Tipul generato rului de RF și puterea de ieșire;
b) Frecvența purtătoare, semnal util, lățimea impulsului, repetiția impulsuri;
c) Caracteristicile modulației, valori medii și maxime, forma undei;
d) Intermitența
e) Numărul surselor de emisie.
f) Frecvențe datorate armonicelor radiate.

23
O listă de verificări a caracteri sticilor de propagare poate include următoarele:
a) Distanța de la sursă la zona de interes
b) Tipul și proprietățile antenei, incluzând câștigul, lățimea de bandă, orientarea, programul
de scanare, dimensiunile fizice relative la distanța de măsurare.
c) Polarizar ea câmpurilor E și H
d) Existența unor obiecte care pot influența distribuția câmpului.

2.2.2 Determinarea calorimetrică a SAR unui corp întreg
Piesa de bază a sistemului de măsurare este calorimetrul însuși, fiind folosite preponderent
dispozitivele de măsu rare pe straturi. Calorimetrele au o tensiune de ieșire utilă care este
proporțională cu energia rezultantă a dispozitivului (tensiune pozitivă) sau energie calorică care
intră în dispozitiv. În condiții de laborator, măsurătorile calorimetrice SAR încep cu calibrarea
termică a obi ectului de testat. Temperatura se presupune a fi constantă și este aceeași cu a
subiectului și a calorimetrului. Subiectul este apoi iradiat pentru o perioadă măsurată de timp,
după care este imediat mutat înăuntrul calorimetrulu i. Tensiunea de ieșire a calorimetrului este
monitorizată periodic până când toată căldura indusă a părăsit subiectul și a ajuns la temperatura
inițială. Acest proces poate dura câteva ore sau zile, funcție de mărimea și masa subiectului de
test. Până în a cest moment, tensiunea calorimetrului este zero, iar suprafața de sub curba descrisă
de variația în timp a tensiunii calorimetrului este proporțională cu energia înmagazinată în
subiect. Această suprafață este înmulțită cu o constantă de calibrare a dispoz itivului pentru a
obține cantitatea totală de energie exprimată în J ouli. Împărțirea energiei cu timpul de radiație în
secunde determină energia depusă (puterea) exprimată în Watts; Valoarea SAR medie este
obținut ă prin divizarea puterii rezultante cu ma sa în kg a subiectului test.

2.3 – Standard de bază pentru măsurarea in situ a intensității câmpului
electromagnetic legată de expunerea omului în vecinătatea stațiilor de bază
Acest standard de bază specifică, în vecinătatea metodelor de măsurare a stației de bază,
sistemel e de măsurare și post -procesare care vor fi utilizate pentru a determina câmpul
electromagnetic in situ pentru evaluarea expunerii umane în domeniul de frecvență de la 100 kHz
la 300 GHz.
Sunt luate în considerare toate sursele fi xe de RF care operează între 10 MHz și 6 GHz. Se
aplică eforturi rezonabile pentru identificarea surselor care operează între 100 kHz și 10 MHz și a
surselor care operează deasupra celor 6 GHz (cum ar fi legăturile punct -la-punct, punct -la-
multipunct sau r adar). Astfel de surse pot fi identificate de exemplu prin inspecția vizuală,
consultarea bazei de date, așa cum este definită în EN 50400, precum și măsurarea în bandă largă.
Dacă sunt identificate surse, măsurătorile se efectuează în conformitate cu stan dardele aplicabile.
Dacă locația care urmează a fi evaluată nu se află în faza principală a antenelor care operează la
frecvențe mai mari de 6 GHz, atunci câmpurile produse de astfel de surse pot fi ignorate,
deoarece acestea nu sunt, în general, semnific ative pentru evaluarea expunerii umane.

24
Obiectivul acestei clauze este de a determina, din analiza locului și contribuabilii,
cantitățile care trebuie măsurate în funcție de distanța de la antenele sursă.
Câmpurile electromagnetice sunt compuse dintr -un câmp electric E (măsurat în V / m) și un câmp
magnetic H (măsurat în A / m). Câmpul E și câmpul H sunt interdependenți din punct de vedere
matematic în câmpul îndepărtat, dar ar putea fi necesar să fie măsurate separat în regiunea în
apropierea câmpului.

Pentru fiecare contribuabil (sau grup de contribuabili) și în funcție de analiza site -ului,
trebuie să măsuram E sau H, sau ambele conform tabelului. În general, toate cele trei condiții de
mai jos trebuie îndeplinite pentru condiții de teren. În mod normal , una dintre aceste condiții este
predominantă.

Unde
r reprezintă distanța față de antena în direcția principală
 lungimea de undă
D extinderea cea mai mare a antenei

Tabelul de mai jos indică metoda la diferite distanțe față de stațiile radio.

Câmp apropiat II Câmp apropiat II Câmp îndepărtat
Lățimea laterală a
regiunii, măsurată de
la antenă De la 0 la  De la 
la 
 
D2/
la ∞
E 
H No Efectiv Da Da
Z = E / H  Zo 
Zo = Zo
Componenta care
urmează să fie
măsurată E  Ha E sau H E sau H
Tabel 2.3 Determinarea condițiilor de măsurare
Distanțele pentru diferitele regiuni de câmp sunt valabile pentru condițiile de spațiu liber.
Pentru stațiile de bază, această condiție este considerată îndeplinită dacă există o distanță minimă
mai m are decât lungimea de undă între antenă și orice obiecte. În regiunea câmp apropiat I,

25
densitatea de putere oscilează și, în funcție de locația de măsurare, pot fi obținute valori mai
scăzute în apropierea antenei, spre deosebire de valorile mai înalte.
În această regiune, atât E cât și H trebuie măsurate. În regiunea câmp apropiat II, este acceptabil
să se măsoare o componentă de câmp E sau H.

2.3.3 Cerințe ale sistemelor de măsurare
Sistemul de măsurare constă din următoarele componente:
– antenele de câ mp E sau H considerate ca fiind sonda capabilă să evalueze i sotropic intensitatea
câmpului;
– echipamente de măsurare (de exemplu, analizor de spectru sau receptor în cazul măsurării
selective a frecvenței);
– cablul (cablurile) sau fibrele care leagă sond a de echipamentul de măsurare;
– trepied pentru a ține și poziționa sonda;
– fie un sistem rotativ personalizat pentru măsurarea i sotropică utilizând o sondă cu o singură axă
sau un dispozitiv de comutare sau combinare pentru măsurarea i sotropică utilizând o sondă
triaxială. Mărimea antenei / sondei trebuie să fie mai mică decât lungimea de undă la cea mai
mare frecvență. Antenele directive ar trebui utilizate numai cu metoda de măturare. Pe lângă
aceste componente, pot fi utilizate echipamente suplimentare , de ex. Laptop pentru
automatizarea, controlul măsurării, stocarea și postprocesarea măsurătorilor. Sub 6 GHz se
utilizează măsurători i sotropice pentru evaluarea expunerii umane. Antenele directive (de
exemplu, cu câștig de peste 3 dB) pot fi utilizate p entru a evalua valoarea maximă spațială a
diferitelor componente de câmp, dar nu sunt recomandate pentru evaluarea expunerii umane. În
cazul cablului coaxial, sunt recomandate mărgele de ferită, pentru frecvența sub 800 MHz este
obligatorie. Dacă este folo sit, trepiedul trebuie să fie fabricat din materiale cu un grad scăzut de
reflexie, cum ar fi plasticul sau lemnul.

Cerințe generale
Echipamentul pentru măsurarea în bandă largă a intensității câmpului electric sau
magnetic se compune, de obicei, dintr -o sondă de bandă largă și dintr -o unitate de citire. Nivelul
măsurat reprezintă puterea totală a câmpului în intervalul de frecvență acoperit de sonde.
Măsurătorile în bandă largă se efectuează cu ajutorul unei sonde de câmp electric sau de câmp
magnetic. Mai multe sonde pot fi utilizate pentru acoperirea domeniului de frecvență specificat,
iar nivelul total al intensității câmpului se calculează în conformitate cu ecuația următoare.

𝐸=√∑𝐸𝑖2𝑁
𝑖=1
N=numărul de probe
𝐻=√∑𝐻𝑖2𝑁
𝑖=1

26
Sonda sau sistemul de măsurare completă trebuie montate pe un trepied stabil pentru a
evita influența operatorului.

Răspuns în
frecvență Limita
minimă de
detec ție Limita
maximă de
detecție Liniaritatea Isotropie
Sub 900 MHz
și peste 3
GHz + 3 dB 2,5 mW/ m²
(i.e. 1 V/m or
0,003 A/m) 25 W/m²
(i.e. 100 V/m
or 0,3 A/m) ± 1,5 dB
<2 dB evaluat
pentru
sistemul de
măsurare
complet Între 900MHz
și 3GHz + 1,5 dB
Tabel 2.4 Determinarea condițiilor de măsurare
Sistemul (sistemele) de măsurare acoperă domeniul de frecvențe de la 100 kHz la 6 GHz
cel puțin și până la 40 GHz, dacă este necesar de către analiza site -ului.
Răspunsul la frecvență al sondei trebuie să fie liniar în limitele de ± 1,5 dB în intervalul de
frecvență cuprins între 900 MHz și 3 GHz. Pentru alte frecvențe acoperite de sonde, răspunsul
trebuie să fie de ± 3 dB. Limita minimă de detecție trebuie să fie mai mică de 2,5 mW / m2 (1 V /
m sau 0,003 A / m).
Limita maximă de detecție trebuie să fie mai mare de 25 W / m2 (100 V / m sau 0,3 A /
m). Lin earitatea sistemului trebuie să fie de ± 1,5 dB în domeniul dinamic. Abaterea de izotropie
a sistemului trebuie să fie sub 2 dB și trebuie evaluată pentru sistemul de măsurare complet.
Echipamentul de măsurare trebuie calibrat ca sistem complet la frecvenț ele de măsurare. Pentru
semnale cu factori înalți de creastă sau combinații de mai multe semnale, poate fi necesară o
calibrare suplimentară pentru a evalua incertitudinea. Sistemul de măsurare acoperă cel puțin
emisiile radio permanente în banda de frecve nțe de la 10 MHz la 6 GHz. Dacă analiza site -ului a
arătat posibile emisii între 100 kHz și 10 MHz sau peste 6 GHz, trebuie utilizate sisteme de
măsurare adecvate.
Această gamă poate fi acoperită de utilizarea uneia sau mai multor antene și a sistemelor
de măsurare.
Nivelul minim de densitate a puterii trebuie să fie mai mic de 0,01 mW / m2 (0,05 V / m),
iar valoarea maximă trebuie să fie mai mare de 25 W / m2 (100 V / m). Sensibilitatea se definește
la un raport semnal -zgomot de cel puțin 20 dB. Izotropia se determină în conformitate cu EN
50383. Izotropia unei sonde tri -axe sau a unei sonde cu o singură axă rotită trebuie să fie între ±
2,5 dB În domeniul de frecvență al echipamentului.

27

Figura 15: Măsurarea RF în interiorul camerei anecoice
Echipamentul de măsurare trebuie să fie etalonat în conformitate cu EN 50383. Atunci
când se măsoară cu ajutorul unui analizor de spectru, setările echipamentului se definesc cu
În ceea ce privește lărgimea de bandă și caracteristicile semnalelor măsurate. de exemplu.
Lățimea de bandă a rezoluției sistemului de măsurare trebuie fie să fie mai mare decât lățimea de
bandă ocupată a semnalului, fie să se adauge toată contribuția în lățimea de bandă ocupată a
semnalului pentru a găsi valoarea amplitudinii.
Echipamentul de măsurare trebuie calibrat pe parametrii de domeniu de cod de interes
care sunt puterea CPICH -ului pilot comun, notat Ec, și raportul semnal / zgomot notat Ec / Io.
Primul pas este de a calibra intervalul dinamic. Cablul receptorului este conectat la un gen erator
WCDMA. Abaterea de liniaritate trebuie să fie mai mică de ± 2 dB pentru o putere de intrare care
acoperă intervalul dinamic. Măsurătorile în afara domeniului liniar de putere nu trebuie luate în
considerare. Al doilea pas este de a determina interva lul de încredere pentru Ec / Io în ceea ce
privește nivelul de zgomot. Această procedură determină intervalul de decodificare pentru
CPICH al dispozitivului. De obicei, pentru un singur emițător, raportul semnal / zgomot este un
standard Ec / Io = -10 dB ( standardele 3GPP). Cu toate acestea, această valoare poate fi mai mică
în cazul unei configurații cu mai multe surse. Echipamentul de măsurare trebuie să poată măsura
(decoda) un semnal pentru un Ec / Io> -20 dB (limita celulei UMTS). În acest scop, putere a de
ieșire a generatorului este fixă în timp ce puterea alocată CPICH variază de la ( -3 dB la -20 dB).
Valoarea măsurată trebuie să fie de ± 2 dB.
În toate cazurile, distanța minimă dintre vârful sondei de măsurare și corpul
"operatorului", precum și or ice obiect reflectorizant, trebuie să fie de 1m atunci când se măsoară
mai puțin de 300 MHz și 0,5 m atunci când se măsoară peste 300 MHz.
În cazul evaluării cuprinzătoare a expunerii, măsurarea amplitudinii este considerată ca
fiind puterea totală a semna lului de transmisie
Propagarea în mai multe căi înseamnă că semnalul dintr -o anumită locație este compus
din componente de câmp diferite, care determină o fading rapidă. Domeniile EM variază spațial,

28
astfel încât expunerea umană trebuie evaluată prin prelu crarea ulterioară a măsurătorilor efectuate
pe o anumită linie sau suprafață.
Dacă se utilizează o sondă izotropă, măsurarea se efectuează utilizând achiziții directe.
Dacă se utilizează o sondă non-isotrop ică, se efectuează o serie de măsurători în direcț ii
relevante și se combină pentru a evalua expunerea isotropică .
Pentru a evalua expunerea umană a întregului corp, este necesar un protocol de mediere. Trei
puncte de măsurare sunt recomandate, însă, în funcție de locație (în raport cu punctul de
măsurare ) și de precizia cerută, numărul de puncte de măsurare în medie poate fi mărit la șase.
Incertitudinea cu trei puncte de măsurare este de ~ 3 dB, incertitudinea cu șase puncte de
măsurare este de ~ 2 dB.
Dacă obiectivul este de a evalua valoarea maximă a d iferitelor componente de câmp într –
un anumit volum, se poate folosi un protocol alternativ, cum ar fi baleiajul .
Valoarea de câmp mediană spațială se stabilește utilizând următoarea formulă pentru
măsurarea în bandă largă:
(𝐸 𝑠𝑎𝑢 𝐻)𝑚𝑒𝑑𝑖𝑢 =[√∑ (𝐸𝑖 𝑠𝑎𝑢 𝐻𝑖)2 𝑁
𝑖=1
𝑁]

Pentru măsurarea selectivă prin frecvență, formula de mai sus se evaluează separat pentru
fiecare bandă de frecvență, adică pentru fiecare bandă de frecvență câmpul mediu spațiat raportat
este medierea spațială triunghiulară a acestor puncte N.
Traficul induce variații de timp în amplitudinea câmpului în funcție de tehnologie. De
exemplu, în cazul GSM, controlul puterii la downlink , transmisia discontinuă precum și
proiectarea rețelei reduc densitatea teoretică a puterii electromagnetice emise la trafic maxim.
Dacă scopul este de a evalua expunerea maximă ținând cont de variațiile de trafic și de
transmisie, atunci datele de măsurare instantanee pot fi utilizate cu prelucrarea ulterioară
corespunzătoare a rezultat elor măsurătorilor. Dacă se utilizează post -procesare, se va avea grijă să
nu se subestimeze expunerea.
Extrapolarea datelor de măsurare instantanee poate supraestima expunerea datorită:
încărcării maxime limitate a rețelelor; Încărcarea diferitelor rețele nu este pe deplin corelată; O
anumită marjă în ceea ce privește puterea maximă și / sau utilizarea canalelor va fi inclusă în
planificarea rețelei.
Pentru GSM se utilizează măsurarea instantanee a canalelor pilot (BCCH), iar câmpul
electric extrapolat 𝐸𝑡𝑟𝑎𝑓𝑓𝑖𝑐𝑚𝑎𝑥 se estimează cu 𝐸𝑡𝑟𝑎𝑓𝑓𝑖𝑐𝑚𝑎𝑥 = √𝑛𝑇𝑅𝑋𝐸𝑏𝑎𝑐𝑘 unde 𝑛𝑇𝑅𝑋 indică
raportul relevant dintre puterea maximă a stației de bază și puterea alocată canalului pilot (de
obicei, numărul relevant de transmițătoa re) iar 𝐸𝑏𝑎𝑐𝑘 indică numai câmpul electric măsurat
instantaneu de la BCCH.

29
Pentru UMTS, se utilizează măsurarea instantanee a canalului pilot de stație de bază (CPICH), iar
câmpul electric extrapolat 𝐸𝑡𝑟𝑎𝑓𝑓𝑖𝑐𝑚𝑎𝑥 este estimat de 𝐸𝑡𝑟𝑎𝑓𝑓𝑖𝑐𝑚𝑎𝑥 = √𝑛𝑐𝑝𝑖𝑐 ℎ𝐸𝑐𝑝𝑖𝑐 ℎ unde 𝐸𝑐𝑝𝑖𝑐 ℎ
indică câmpul electric măsurat instantaneu doar de la CPICH iar 𝑛𝑐𝑝𝑖𝑐 ℎ reprezintă r aportul
relevant dintre puterea maximă alocată și puterea alocată canalului pilot.
Evaluare a incertitudinii descrie modalitatea de determinare a incertitudinii măsurătorilor
efectuate în acest standard. Nu se aplică extracțiilor care să vizeze traficul maxim. Contribuțiile
fiecărei componente a incertitudinii se înregistrează cu numele, distribu ția probabilității și
coeficientul de sensibilitate și valoarea de incertitudine. Rezultatele sunt înregistrate într -un tabel
cu formularul de mai jos. Incertitudine a combinată va fi apoi evaluată c onform următoarei
formule:
𝑢𝑐=√∑𝑐𝑖2× 𝑢𝑖2𝑚
𝑖=1
Unde 𝑐𝑖 este coeficientul de ponderare (coeficient de sensibilitate). Incertitudinea extinsă
trebuie evaluată utilizând un interval de încredere de 95%.
Rezultatele fiecărei măsurători și toate informațiile necesare pentru interpretarea eva luării
trebuie raportate cu precizie, în mod clar, fără echivoc și obiectiv și în conformitate cu prezentul
standard.
Locul de măsurare trebuie să fie descris pentru a identifica punctele în care au fost
efectuate măsurătorile.
Trebuie furnizate condițiile de mediu, ora și data și numele persoanei responsabile de
măsurare. Se înregistrează informații relevante privind setările, caracteristicile echipamentului și
sondei și calibrarea acestora.
Protocolul de măsurare utilizat trebuie raportat.
Se raportează a naliza incertitudinii și evaluarea incertitudinii.
Se vor raporta sursele identificate.
Dacă se utilizează, se explică datele de extrapolare și raționamentul pentru factorul de
extrapolare.
Surse de erori Valoarea
incertitudinii
% Distribuția de
probabilit ate Div
izor 𝑐𝑖 Incertitudine
standard %
Echipament de măsură
Calibrare Normală 1
sau
k 1
Isotropie Normală 1
sau
k 1

30
Liniaritatea Dreptunghiulară 1
Zgomot Normală 1
sau
k 1
Lanț de alimentare Normală 1 1
Parametrii fizici 1 1
Variații în puterea de
ieșire a EUT, sonda,
temperatura și
umiditatea 5% Dreptunghiulară √3 1
Perturbarea mediului Dreptunghiulară √3 1
Influența corpului
Post procesare
Medierea spațială Dreptunghiulară √3 1
Incertitudine stand ard
combinată 𝑢𝑐=√∑𝑐𝑖2× 𝑢𝑖2𝑚
𝑖=1
Incertitudinea extinsă
(interval de încredere
de 95%) Normală 𝑢𝑒=1.96 𝑢𝑐
Tabel 2.5 Surse de erori

2.4 Ghidul ICNIRP pentru limitarea expunerii la câmpurile electrice,
magnetice ș i electromagnetice

Obiectivul principal al acestei publicații este de a stabili orientări pentru limitarea
expunerii la CEM, care va oferi protecție împotriva efectelor adverse cunoscute asupra sănătății.
Un efect negativ asupra sănătății determină afecta rea detectabilă a sănătății individului expus sau
a puilor acestuia; Un efect biologic, pe de altă parte, poate sau nu poate avea ca efect un efect
negativ asupra sănătății.

31
Sunt descrise studii privind efectele directe și indirecte ale CEM; Efectele direc te rezultă
din interacțiunea directă a câmpurilor cu corpul, efectele indirecte implică interacțiuni cu un
obiect la un potențial electric diferit față de corp. Rezultatele studiilor de laborator și
epidemiologice, criteriile de bază ale expunerii și nivel urile de referință pentru evaluarea
pericolului practic sunt discutate și orientările prezentate se aplică expunerii profesionale și
publice.
Liniile directoare privind câmpurile electromagnetice de înaltă frecvență și 50/60 Hz au
fost emise de IRPA / INIR C în 1988 și, respectiv, 1990, dar sunt înlocuite de prezentele linii
directoare care acoperă întreaga gamă de frecvențe de EMF în timp (până la 300 GHz).
Câmpurile magnetice statice sunt acoperite în orientările ICNIRP emise în 1994 (ICNIRP 1994).
La stab ilirea limitelor de expunere, Comisia recunoaște necesitatea de a concilia un număr
de opinii diferite ale experților. Trebuie luată în considerare valabilitatea rapoartelor științifice,
iar extrapolările de la experimentele pe animale la efectele asupra o amenilor trebuie făcute.
Restricțiile din aceste linii directoare s -au bazat numai pe date științifice; Cunoștințele disponibile
în prezent indică totuși că aceste restricții oferă un nivel adecvat de protecție împotriva expunerii
la EMF care variază în fu ncție de timp. Sunt prezentate două clase de orientare:

• Restricții de bază: Restricțiile privind expunerea la câmpuri electrice, magnetice și
electromagnetice care se bazează direct pe efectele stabilite asupra sănătății sunt
denumite "restricții de bază" . În funcție de frecvența câmpului, cantitățile fizice
utilizate pentru a specifica aceste restricții sunt actuale Densitatea (J), rata specifică
de absorbție a energiei (SAR) și densitatea de putere (S). Numai densitatea de putere
în aer, în afara corpulu i, poate fi ușor măsurată la persoanele expuse.
• Nivelurile de referință: Aceste niveluri sunt furnizate pentru evaluarea practică a
expunerii pentru a determina dacă este posibil ca restricțiile de bază să fie depășite.
Unele niveluri de referință sunt der ivate din restricțiile de bază relevante care
utilizează tehnici de măsurare și / sau computaționale și unele percepții de adresă și
efecte indirecte negative ale expunerii la CEM. Cantitățile derivate sunt puterea
câmpului electric (E), intensitatea câmpu lui magnetic (H), densitatea fluxului
magnetic (B), densitatea de putere (S) și curenții care curg prin membre (IL).
Cantitățile care abordează percepția și alte efecte indirecte sunt curentul de contact
(IC) și, pentru câmpurile pulsate, absorbția specifi că a energiei (SA). În orice
situație de expunere particulară, valorile măsurate sau calculate ale oricăreia dintre
aceste cantități pot fi comparate cu nivelul de referință corespunzător. Respectarea
nivelului de referință va asigura respectarea restricți ei de bază relevante. Dacă
valoarea măsurată sau calculată depășește nivelul de referință, nu rezultă în mod
necesar că restricția de bază va fi depășită. Cu toate acestea, ori de câte ori este
depășit un nivel de referință, este necesar să se testeze resp ectarea restricției de bază
relevante și să se determine dacă sunt necesare măsuri suplimentare de protecție.

Aceste linii directoare nu abordează direct standardele de performanță ale produselor care
sunt destinate să limiteze emisiile EMF în condiții de testare specificate și nici nu se referă la
tehnicile utilizate pentru măsurarea oricăror cantități fizice care caracterizează câmpurile
electrice, magnetice și electromagnetice.

32
Respectarea prezentelor orientări nu exclude neapărat interferența sau efect ele asupra
dispozitivelor medicale cum ar fi proteze metalice, stimulatoare cardiace și defibrilatoare și
implanturi cohleare. Interferența cu stimulatoarele cardiace poate apărea la niveluri mai mici
decât valorile de referință recomandate. Sfaturile priv ind evitarea acestor probleme depășesc
domeniul de aplicare al prezentului document, dar sunt disponibile în altă parte (UNEP / WHO /
IRPA 1993).
Aceste linii directoare vor fi periodic revizuite și actualizate, pe măsură ce se vor face
progrese în identif icarea efectelor negative asupra sănătății câmpurilor electrice, magnetice și
electromagnetice care variază în funcție de timp.
În regiunea de câmp îndepărtat, modelul de undă plană reprezintă o bună aproximare a
propagării câmpului electromagnetic. Caract eristicile unui val de avion sunt:
• Fronturile valurilor au o geometrie plană;
• Vectorii E și H și direcția de propagare sunt reciproc perpendiculari;
• Faza câmpurilor E și H este aceeași, iar coeficientul amplitudinii E / H este
constant în spațiu. În spațiu l liber, raportul dintre amplitudinile lor E / H = 377
ohm, care este impedanța caracteristică a spațiului liber;
• Densitatea de putere, S, adică puterea pe unitatea de suprafață normală față de
direcția de propagare, este legată de câmpurile electrice și m agnetice prin expresia:
𝑆=𝐸 𝐻=𝐸2
377=377 𝐻2
Situația din regiunea din apropierea câmpului este mai complicată, deoarece maximele și
minusurile câmpurilor E și H nu se întâmplă în aceleași puncte de -a lungul direcției de propagare,
așa cum o fac în câmpul îndepărtat. În câmpul apropiat, structura câmpului electromagnetic poate
fi extrem de neomogenă și pot exista variații substanțiale față de impedanța valurilor plane de 377
ohmi; adică pot exista câmpuri E aproape pure în unele regiuni și câmpur i aproape pure H în
altele. Expunerile din câmpul apropiat trebuie să fie măsurate și deoarece modelele de câmpuri
sunt mai complicate; În această situație, densitatea de putere nu mai este o cantitate adecvată de
utilizat în exprimarea restricțiilor de ex punere (ca în câmpul îndepărtat). Expunerea la EMF în
funcție de timp are ca rezultat curenții corpului intern și absorbția de energie în țesuturi care
depind de mecanismele de cuplare și frecvența implicată. Câmpul electric intern și densitatea
curentului sunt legate de legea lui Ohm:
𝐽=𝜎𝐸

Unde 𝜎 este conductivitatea electrică a mediului.

Cantitățile dozimetrice utilizate în aceste linii directoare, luând în considerare diferitele
intervale de frecvență și forme de undă, sunt următoarele:
• Densitate a curentului, J, în domeniul de frecvență de până la 10 MHz;
• Curent, I, în domeniul de frecvență de până la 110 MHz;
• Rata specifică de absorbție a energiei, SAR, în intervalul de frecvențe 100 kHz -10
GHz;
• Absorbție specifică a energiei, SA, pentru câmpuri pulsate în domeniul de
frecvență 300 MHz -10 GHz;
• Densitatea de putere, S, în domeniul de frecvențe 10 -300 GHz.

33

Un rezumat general al mărimilor EMF și dozimetrice și unităților utilizate în aceste orientări este
prezentat în tabelul următor:

Mărime Simbol Unitate de măsură
Conductivitate σ Siemens per metru (S/m)
Curent I Amper (A)
Densitatea de curent J Amper pe metru pătrat (A/m2)
Frecvență 𝑓 Hertz (Hz)
Intensitate câmp electric E Volt per metru (V/m)
Intensitate câmp magnetic H Amper per metru (A/m)
Densitate flux magnetic B Tesla (T)
Permeabilitate magnetică µ Henry per metru (H/m)
Permitivitate ε Farad per metru (F/m)
Densitate de putere S Watt per metru pătrat (W/m2)
Absorbția specifică de energie SA Joule per kilogram (J/kg)
Rata specif ică de absorbție SAR Watt per kilogram (W/kg)
Tabel 2.6 Mărimile electrice, magnetice, electromagnetice și dozimetrice și unitățile SI
corespunzătoare.

Aceste recomandări pentru limitarea expunerii au fost elaborate în urma unei revizuiri
aprofundate a t uturor literaturii științifice publicate. Criteriile aplicate în cursul revizuirii au fost
concepute pentru a evalua credibilitatea diferitelor descoperiri raportate (Repacholi și Stolwijk
1991; Repacholi și Cardis 1997); Doar efecte stabilite au fost util izate ca bază pentru restricțiile
de expunere propuse. Inducerea cancerului datorită expunerii pe termen lung a CEM nu a fost
considerată a fi stabilită, astfel că aceste orientări se bazează pe efecte imediate ale sănătății pe
termen scurt, cum ar fi stim ularea nervilor periferici și a mușchilor, șocurile și arsurile cauzate de
atingerea obiectelor conducătoare și creșterea temperaturii țesuturilor care rezultă din absorbția
energiei în timpul expunerii la CEM. În cazul potențialelor efecte pe termen lung ale expunerii,
cum ar fi un risc crescut de cancer, ICNIRP a concluzionat că datele disponibile sunt insuficiente
pentru a oferi o bază pentru stabilirea restricțiilor de expunere, deși cercetarea epidemiologică a
furnizat dovezi sugestive, dar neconvingăt oare, Între posibilele efecte carcinogene și expunerea la
nivele de densități ale fluxului magnetic de 50/60 Hz substanțial mai mici decât cele recomandate
în aceste directive.
Capitolul 3. Determinarea radiației ambientale
Formulele de predicție au fost d eterminate pentru estimarea densității medii de putere în
apropierea (aproape de câmp) a unui terminal mobil sau pentru densitatea maximă de putere. Sa
demonstrat că pentru o gamă colinară de elemente de antenă (fie omnidirecțională, fie sectorială),
densi tatea medie de putere are o descompunere cilindrică în regiunea radiativă a câmpului
apropiat (d> λ) antenei și o descompunere sferică în câmpul său îndepărtat . O tehnică analitică
permite analiza distribuțiilor câmpului spațial și a mecanismelor de radia ție a rețelelor lineare

34
periodice și neperiodice în câmpurile apropiate ale BSA. Rezultatele prezentate mai jos oferă
informații extrem de utile atunci când evaluează respectarea limitelor de siguranță RF în special
pentru expunerea profesională, unde irad ierea în apropierea câmpului este inevitabilă.
Densitatea de putere a undelor plane echivalente este în general exprimată ca:
𝑆=1
2 ∙𝑅𝑒(𝐸̅×𝐻∗̅̅̅̅)=|𝐸𝑟𝑚𝑠|2
𝑍0= 𝑍0∙ |𝐻𝑟𝑚𝑠|2
Caracterul cilindric al câmpului apropiat (rad iativ) se transformă în caracter sferic la
distanță de o antenă sectorială :
𝜌0= 𝜑3𝑑𝐵̅̅̅̅̅̅
6∙𝐷𝐴∙𝐿
Unde φ 3dB este lățimea fasciculului orizontal de jumătate (sau -3dB), D A este directivitatea
laterală a antenei, L este înălțimea antenei.
Confo rm nivelurilor de referință ale ICNIRP, densitatea de vârf a puterii trebuie calculată
și comparată cu valoarea standardizată. În acest caz, densitatea de vârf a puterii în regiunea
apropiată a câmpului este dată de :

𝑆𝜌𝑣â𝑟𝑓(𝜌,𝜑)=𝑊𝑟𝑎𝑑∙2−(𝜑/𝜑3𝑑𝐵̅̅̅̅̅̅̅̅)2
𝜑3𝑑𝐵̅̅̅̅̅̅∙𝜌∙𝐿∙√1+(2∙𝜌
𝜌0)2

Și distanța de conformitate aferentă:

𝜌𝑣â𝑟𝑓=𝜌(𝑆𝑣â𝑟𝑓)≈𝜌0∙2∙𝑞
√1+(4𝑞)24
Unde q este:

𝑞=3∙𝑊𝑟𝑎𝑑∙2−(𝜑/𝜑3𝑑𝐵̅̅̅̅̅̅̅̅)2
𝜑3𝑑𝐵̅̅̅̅̅̅2∙𝐿2∙𝐷𝐴∙𝑆𝑣â𝑟𝑓

3.1 Aparatură folosită
Pentru a efectua măsurătorile necesare au fost folosite următoarele dispozitive:
– Terminal mobil LG G2 D802;
– Laptop Lenovo B580;
– Analizorul spectral Rohde & Schwarz FSH -3;
– Antena isotropică Rohde & Schwarz TS -EMF.

35
Terminalul mobil este capabil de a opera pe următoarele benzi de frecvență:
– GSM 850 MHz / 900 MHz / 1800 MHz / 1900 MHz;
– HSDPA 850 MHz / 900 MHz / 1900 MHz / 2100MHz;
– LTE benzile 1(2100 MHz ), 3(1800 MHz ), 7(2600 MHz ), 8(900 MHz ), 20(800 MHz ).

Pe lângă a sta, terminalul dispune de mai multe antene interne, cele mai importante fiind:
– Antena pentru comunicarea cu BTS de la operatorul de telefonie;
– Antena pentru WLAN și Bluetooth .

De asemenea, acesta a fost folosit în experiment și pentru a genera o rețea WL AN ad -hoc,
folosind simultan și antena LTE, pentru comunicarea cu BTS -ul, cât și cea de WLAN, pentru
comunicarea cu laptopul.
De la producător, în specificațiile terminalului mobil, valorile SAR sunt date după cum
urmează :
– La nivelul capului (UE): 0.41W /kg;
– La nivelul corpului (UE): 0.47W/kg;
– La nivelul capului (SUA): 0.5W/kg;
– La nivelul corpului (SUA): 0.69W/kg;

Capabilit ățile analizorului spectral și a antenei isotropice au fost descrise în capitolul anterior.
3.2 Simulare folosind softul Empire XPU
Folosind softul Empire XPU, a m simulat un scenariu în care telefonul mobil este ținut la
nivelul capului, fapt evidențiat în figurile următoare. În această simulare, a fost determinată și
valoarea SAR a dispozitivului simulat, dar eroarea de mă surare a fost foarte mare, din cauza
perioadei limitate de simulare. În plus, puterea de procesare a laptopului este direct proporțională
cu numărul de simulări pe minut.

Astfel, scenariul simulat a fost constituit din:
• Sweep 800MHz – 2.4GHz ;
• Cantitatea d e tesut (masa): 1g, 10g ;
• Tip tesut: creier , model tesut: Cap ;
• Valori masurate: SAR, Amplitudinea semnalului ;

36

Figura 16: Importarea modelului unui terminal mobil predefinit

Figura 17: Setarea plajei de frecvente pentru baleere

37

Figura 18 : Simularea modelului

Figura 19: Randarea ansamblului

De menționat că, în lipsa unui model similar al terminalului mobil folosit în experimentul
următor, pentru simulare am folosit un model predefinit de Alcatel POP C1, ce are valorile SAR
mai mari ca dispozitivul folosit în experimentul fizic, după cum urmează :
• La nivelul capului (UE): 0.702W/kg;
• La nivelul corpului (UE): 1.1W/kg.
• La nivelul capului (SUA): 1.18W/kg;
• La nivelul corpului (SUA): 1.28W/kg.

38

Figura 20: Radi ația în secțiune la nivelul capului

În Figura 20 se observă o iradiere mai pronunțată a zonei din jurul urechii ( ~3cm ) după
care valorile revin la normal. La expunerea de lungă durată (peste 30 minute), aceeași figură
reprezintă și distrubuția temperaturii în secțiune.
Pentru ca simularea să fie mai precisă, modelul de cap a fost compus din două materiale:
• Piele
– Permitivitate relativă a dielectricului: 3.7
– Conductivitate: 0.0016/(Ohm*m)
• Țesut mixt
– Permitivitate relativă a dielectricului: 41.5
– Conductivitate: 0.97/(Ohm*m)

Figura 21 : Radia ția în câmp îndepărtat

39

Figura 2 2: Rezultatele simul ării

După cum se observă și în Figura 2 2, valorile rezultate în urma simulării, la frecvența de
800MHz, au fost următoarele :
• Valoarea SAR maximă: 5.824 W/kg în vecinătatea foarte apropiată a antenei te rminalului,
la o distanță de sub 5mm ;
• Valoarea SAR medie: 962 mW
• Puterea total ă a semnalului : 675 mW

Figura 23: Amplitudinea radiației reprezentată liniar în raport cu frecvența

40
3.3 Determinare experimentală
În prezent, în România există patru operatori de comunicații mobile: Vodafone
(GSM/GPRS/EDGE 900MHz și 1800MHz, UMTS/HSPA/HS PA+/DC -HSDPA 900MHz și
2100MHz, LTE 800MHz și 1800MHz), Orange (GSM/GPRS/EDGE 900MHz și 1800MHz,
UMTS/HSPA/HSPA+/DC -HSDPA 900MHz și 2100MHz, LTE 800MHz, 1800MHz și
2600MHz), Digi Mobil (3G 900MHz și 2100MHz; LTE 2600MHz și 2100MHz) și Telekom
(GSM/GPRS/EDG E 800MHz, 900MHz și 1800 MHz; UMTS/HSPA/HSPA+/DC -HSDPA
2100MHz; LTE 800MHz, 1800MHz).
În experimentele efectuate a fost folosită rețeaua Vodafone, cât și rețeaua WLAN din
laborator. Frecvențele folosite, în cazul Vodafone, au fost următoarele:
– GSM 900MHz;
– UMTS 1800MHz;
În ceea ce privește rețeaua WLAN, aceasta opera în standardul 802.11n, în banda de 2.4GHz.
Următoarele scenarii au fost luate în calcul:
1. Efectuare apel în GSM;
2. Efectuare apel în UMTS;
3. Stream video uplink în UMTS;
4. Stream video downlink în UMT S;
5. Web browsing pe WLAN;
6. Stream video pe WLAN.
7. Wi-Fi hotspot + video streaming folosind laptopul;

41
Capitolul 4. Concluzii
În primul rând, pot fi aplicate metode teoretice pentru nivelurile de densitate a puterii de
câmp sau de putere de emisie RF pentru a avea o idee despre nivelul de expunere în terminal
mobil . Este posibil să se evalueze densitatea de putere în câmpul apropiat al antenei, în condiții
ideale pure și, de asemenea, densitatea de putere în zona radiativă. Cu toate acest ea, acordul
dintre calculele simple de propagare a spațiului liber și valorile măsurate ale densității maxime de
putere, în special pentru situațiile de interior din jurul unui terminal , este destul de slab.
Analiza calitativă și cantitativă a rezultatelo r metodelor simple de măsurare comparativ
cu metodele mai complexe, pe baza unor măsurători extinse în condiții realiste, arată că metodele
simple supraestimează, în general, situația medie a terenului. În timpul experimentului ,
reproductibilitatea măsurăt orilor succesive poate fi scăzută.
Determinarea exactă experimentală a densității de putere a radiației RF într -un mediu
complex este o sarcină dificilă. Acest lucru se datorează în principal existenței a trei proprietăți
fizice fundamentale ale undelor e lectromagnetice: reflecție, absorbție și interferență. În condiții
necontrolate, de exemplu în mediul acomodat, diferite măsurători pot duce la rezultate destul de
diferite datorită condițiilor în schimbare. În plus, setările echipamentului de măsurare pot afecta
sensibil valorile măsurate. Ar trebui acordată o atenție deosebită metodologiei de evaluare a
expunerii.

Putem limita efectele ce pot avea un impact negative asupra țesutului dac ă:
– Limit ăm durata unei convorbiri la maxim 20 minute ;
– Folosim Mod Avi on pe perioada de noapte ;
– Schimb ăm telefonul de pe o ureche pe alta ;
– Folosim handsfree ;
– Copiii și femeile gravide s ă utilizeze c ât mai pu țin terminalul mobil.

În timpul experimentului efectuat , nivelurile maxime de densitate a puterii de la
terminalul mobi l în câmpul apropiat nu au depășit niciodată nivelurile de referință prevăzute în
liniile directoare INCNIRP care sunt în vigoare în țara noastră.

Bibliografie
Anexe