IEEE 1309 Калибриране на сензори и сонди за електромагнитно поле (с изключение на антени) за честотния диапазон от 9 kHz до 40 GHz

Стандартът IEEE 1309 „Калибриране на сензори и сонди за електромагнитно поле (с изключение на антени) за честотния диапазон от 9 kHz до 40 GHz“, публикуван от Института на инженерите по електротехника и електроника (IEEE), описва методите за калибриране на сензори и сонди за електромагнитно поле, с изключение на антени, в честотния диапазон от 9 kHz до 40 GHz. Този стандарт определя характеристиките, работата и неопределеността на измерване на сензорите и сонди за електромагнитно поле. Обхванатите области са:

• Ефекти на анизотропия
• Температурни ефекти
• Ефекти на линейността на сондата
• Модулационни ефекти
• Ефекти от близостта на източника и проводника (близко поле)
• Отговор в многочестотни полета, частично или пълно потапяне на сонди/измервателни уреди, ефекти на примеси и хармонични полета, причинени от усилватели

Освен това, този стандарт предоставя специфични инструкции за правилно калибриране на сонди за различни приложения.

Този стандарт предоставя консенсусни методи за калибриране на сензори и сонди за електромагнитно поле. Калибрационните организации и други потребители изискват унифицирани методи за калибриране, за да получат последователни резултати. Методите за калибриране в този стандарт дават резултати, които лесно могат да бъдат проследени до национален институт за измерване. Този стандарт определя изискванията за записване и докладване на данни и методите за оценка на неопределеността на измерването.

Сензорите и сондите за електромагнитно поле са от съществено значение, защото позволяват откриването, измерването и анализа на критични електромагнитни полета в широк спектър от научни, промишлени, медицински и военни приложения. Тяхното значение произтича от следното:

• Измерване на електромагнитно излъчване: Електромагнитните полета са невидими и техните ефекти могат да бъдат разбрани само чрез прецизни измервания. Сензорите и сондите предоставят количествени данни (напр. сила на полето, честота, плътност на мощността), което е от решаващо значение за:
  • Радиочестотно и микровълново инженерство
  • Безжична комуникация
  • Характеристика на антената
• Безопасност и съответствие: Излагането на хора на високи нива на електромагнитни полета може да бъде вредно. Тези инструменти помагат да се гарантира спазването на разпоредбите за здраве и безопасност (напр. указания на IEEE, FCC). Те обикновено се използват в:
  • Болници (ядрено-магнитен резонанс, диатермия)
  • Промишлени съоръжения (RF отопление)
  • Обществени зони в близост до клетъчни кули или електропроводи
• Системна диагностика и отстраняване на неизправности: Сондите за електромагнитно поле помагат за идентифициране на проблеми с електромагнитните смущения (EMI) и електромагнитната съвместимост (EMC). Ключови области включват:
  • Дизайн на печатна платка
  • Тестове за ефективност на екраниране
  • Отстраняване на неизправности, свързани с електромагнитни смущения (ЕМС), в сложни системи (напр. авионика, автомобилна електроника)
• Подкрепа за научноизследователска и развойна дейност: Основополагаща за научноизследователската и развойна дейност в областта на електромагнетиката, позволяваща валидиране на теоретични модели и симулации. Използва се в експерименталната физика, тестването на материали и биомедицинските изследвания.
• От решаващо значение за напреднали приложения: Сензорите за електромагнитно поле са незаменими в:
  • Радарни и сателитни системи
  • дистанционно наблюдение
  • Медицинска образна диагностика и диагностични изследвания (напр. образна диагностика с електрическо поле, TMS, микровълнова образна диагностика)
  • Системи за сигурност (напр. наблюдение, граничен контрол с помощта на сензори за електромагнитно поле)
• Мониторинг в реално време: Много приложения изискват непрекъснато наблюдение на електромагнитните полета. Например
  • Мониторинг на електрическата мрежа
  • Оптимизация на безжичната мрежа
  • Картиране на електромагнитното поле на околната среда

Накратко, сензорите и сондите за електромагнитно поле са незаменими инструменти за съвременните технологии, сигурността и научния прогрес. Без тях управлението на нарастващата сложност и разпространение на електромагнитно-базирани системи би било почти невъзможно.

Стандартът IEEE 1309 обхваща честотния диапазон от 9 kHz до 40 GHz (някои източници до 60 GHz). Той установява унифицирани процедури за калибриране с цялостно отчитане и оценка на неопределеността. Той осигурява последователни измервания в различните лаборатории, като отделя калибрирането на сензори/сонди от работата на антената.

IEEE1309-2013 описва подробно различните среди и настройки за калибриране :

• GTEM клетка и TEM клетка: За широкоспектърни контроли и анализ на неопределеността
• Паралелни пластинчати и конусовидни предавателни линии: Добре дефинирани полеви области, използващи конформни схеми за съгласуване и терминиране
• Инсталации с безехова камера:
  • Пирамидални рупорни антени (450MHz–40GHz): Включва полеви VSWR тестове, еднородност на полето, изчисления на усилването и бюджет на неопределеност.
  • Вълноводи с отворен край (200MHz-450MHz): Обяснява преходите от близкото/далечното поле, техниките за калибриране чрез екстраполация.

Този стандарт включва подробно бюджетиране на неопределеността (като например за повторяемост, загуби в кабелите, отражения, подравняване) и комбинирани разширени неопределености от приблизително плюс/минус 0,96 dB.

Стандартът IEEE 1309 в момента е деактивиран. Следователно, потребителите, които се нуждаят от актуални протоколи за калибриране, могат да се обърнат към съответните стандарти на IEEE (напр. „IEC 61000-4-3 Електромагнитна съвместимост (EMC) - Част 4-3: Техники за изпитване и измерване - Изпитване за устойчивост на излъчено радиочестотно електромагнитно поле“).

Стандартът IEEE 1309 се счита за важен, защото осигурява последователен, надежден и проследим метод за калибриране на сензори и сонди за електромагнитно поле (с изключение на антени), които са критични инструменти в електромагнитните измервателни системи. Основните причини за важността на този стандарт са:

• Стандартизирани процедури за калибриране: Този стандарт определя унифицирани методи за калибриране на сонди за електрическо и магнитно поле между 9 kHz и 40 GHz. Без такава стандартизация, различните лаборатории могат да дадат противоречиви или неточни резултати, което води до грешки в измерването и интерпретацията на данните.
• Подобрена точност на измерване: Правилното калибриране гарантира, че сензорите измерват точно електромагнитните полета в широк честотен диапазон. Това помага за минимизиране на несигурностите, произтичащи от:
  • Неравномерност на полето
  • Грешки в позиционирането на сензора
  • Смяна на инструментите
• Осигурява повторяемост и сравнимост: Този стандарт позволява смислено сравнение на измервания на електромагнитни полета, направени от различни организации, лаборатории или устройства. От съществено значение за съвместни изследвания, тестване на продукти и оценки на съответствието.
• Подпомага проследимостта и съответствието с регулаторните изисквания: Калибрирането по този стандарт е проследимо до националните стандарти и обикновено се изисква за:
  • Одобрения за медицински изделия
  • Валидиране на военни и аерокосмически системи
  • Тестване за съответствие с FCC и CE
• Жизненоважно за електромагнитната съвместимост (ЕМС) и тестовете за безопасност: Те гарантират, че продуктите не излъчват вредни нива на електромагнитно излъчване и не са чувствителни към външни електромагнитни полета. Приложенията включват:
  • Лаборатории за изпитване на електромагнитна съвместимост (ЕМК)
  • Сертифициране на безжични устройства
  • Оценки на безопасността на ЯМР и медицинска ЕМ
• Приемане в индустрията и гъвкавост: Приложим в телекомуникациите, аерокосмическата промишленост, автомобилостроенето, здравеопазването, отбраната и производството на електроника. Преодолява разликата между теоретичните модели и реалните измервания.
• Изгражда доверие и надеждност: Продуктите и резултатите от тестовете, подкрепени от калибриране, базирано на IEEE 1309, носят по-голяма техническа надеждност. Този стандарт е особено важен в правни, регулаторни или високорискови инженерни среди.

В резултат на това стандартът IEEE 1309 осигурява основата за точни, повтаряеми и стандартизирани измервания на електромагнитните полета, гарантирайки качеството и безопасността на широк спектър от технологии, от които сме все по-зависими.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандарта IEEE 1309 за калибриране на сензори и сонди за електромагнитно поле (с изключение на антени) между 9 kHz и 40 GHz.