IEEE 1309 電磁場感測器和探頭（不含天線）校準，頻率範圍為 9 kHz 至 40 GHz

美國電氣電子工程師協會 (IEEE) 發布的《IEEE 1309 電磁場感測器和探頭（不包括天線）校準規範》（頻率範圍：9 kHz 至 40 GHz）描述了頻率範圍：9 kHz 至 40 GHz 的電磁場感測器和探頭（不包括天線）的校準方法。此標準定義了電磁場感測器和探頭的特性、操作和測量不確定度。涵蓋的領域包括：

• 各向異性效應
• 溫度影響
• 探頭線性效應
• 調製效果
• 源和導體接近（近場）效應
• 多頻場中的反應、探頭/儀表的部分或完全浸入、放大器引起的雜質和諧波場效應

此外，該標準還提供了針對不同應用正確校準探頭的具體說明。

本標準為電磁場感測器和探頭提供了一致的校準方法。校準機構和其他使用者需要統一的校準方法才能獲得一致的結果。本標準中的校正方法可輕鬆追溯至國家計量機構。本標準規定了資料記錄和報告要求以及測量不確定度的估算方法。

電磁場感測器和探頭至關重要，因為它們能夠在各種科學、工業、醫療和軍事應用中檢測、測量和分析關鍵電磁場。它們的重要性源自於以下幾點：

• 電磁輻射測量：電磁場是肉眼不可見的，只有透過精確測量才能了解其影響。感測器和探頭提供定量數據（例如場強、頻率、功率密度），這對於以下方面至關重要：
  • 射頻和微波工程
  • 無線通訊
  • 天線特性
• 安全與合規：人體暴露於高水平電磁場可能有害。這些工具有助於確保符合健康和安全法規（例如 IEEE、FCC 指南）。它們通常用於：
  • 醫院（MRI 掃描儀、透熱療法）
  • 工業設施（射頻加熱）
  • 靠近手機訊號塔或電線的公共區域
• 系統診斷與故障排除：電磁場探頭有助於識別電磁幹擾 (EMI) 和電磁相容性 (EMC) 問題。關鍵領域包括：
  • 電路板設計
  • 屏蔽效能測試
  • 複雜系統（例如航空電子設備、汽車電子設備）中的 EMI 故障排除
• 研發支援：電磁學研發的基礎，用於驗證理論模型和模擬。可用於實驗物理、材料測試和生物醫學研究。
• 對於高階應用至關重要：電磁場感測器在以下領域不可或缺：
  • 雷達和衛星系統
  • 遙感
  • 醫學影像和診斷（例如電場成像、TMS、微波成像）
  • 安全系統（例如使用電磁場波感測器的監視、邊境管制）
• 即時監測：許多應用需要持續監測電磁場。例如，
  • 電網監控
  • 無線網路最佳化
  • 環境電磁場測繪

簡而言之，電磁場感測器和探頭是現代技術、安全和科學進步不可或缺的工具。如果沒有它們，管理日益複雜且日益普及的電磁系統幾乎是不可能的。

IEEE 1309 標準涵蓋 9 kHz 至 40 GHz（某些訊號源甚至高達 60 GHz）的頻率範圍。該標準建立了統一的校準程序，並提供全面的報告和不確定度評估。透過將感測器/探頭校準與天線性能測試分離，確保了不同實驗室的測量一致性。

IEEE1309-2013詳細描述了各種校準環境和設定：

• GTEM 室和 TEM 室：用於廣譜控制和不確定性分析
• 平行板和錐形傳輸線：使用共形匹配和終端方案明確定義的場區域
• 消音室安裝：
  • 金字塔喇叭天線（450MHz–40GHz）：包含現場 VSWR 測試、場均勻性、增益計算和不確定性預算。
  • 開放式波導（200MHz-450MHz）：解釋近場/遠場轉換、外推校準技術。

該標準包括詳細的不確定性預算（例如可重複性、電纜損耗、反射、對準）和大約正負 0,96 dB 的組合擴展不確定性。

IEEE 1309 標準目前已停用。因此，需要最新校準協議的使用者可以參考相關的 IEEE 標準（例如，「IEC 61000-4-3 電磁相容性 (EMC) - 第 4-3 部分：測試和測量技術 - 輻射射頻電磁場抗擾度測試」）。

IEEE 1309 標準之所以被認為很重要，是因為它提供了一種一致、可靠且可追溯的方法來校準電磁場感測器和探頭（不包括天線），而這些儀器是電磁測量系統中的關鍵儀器。該標準之所以重要，主要原因如下：

• 標準化校準程序：此標準定義了9 kHz至40 GHz之間電場和磁場探頭的統一校準方法。如果沒有這樣的標準化，不同的實驗室可能會得出不一致或不準確的結果，從而導致測量和數據解釋錯誤。
• 提高測量精度：適當的校準可確保感測器在較寬頻率範圍內準確測量電磁場。這有助於最大程度地減少以下因素所造成的不確定性：
  • 場不規則性
  • 感測器定位誤差
  • 儀表換檔
• 確保可重複性和可比性：該標準能夠對不同組織、實驗室或設備進行的電磁場測量結果進行有意義的比較。這對於協作研究、產品測試和合規性評估至關重要。
• 支援可追溯性和法規遵循：根據此標準進行的校準可追溯至國家標準，通常需要：
  • 醫療器材審批
  • 軍事和航空航天系統驗證
  • FCC 和 CE 合規性測試
• 對電磁相容性 (EMC) 和安全測試至關重要：它們確保產品不會發出有害水平的電磁輻射，並且不易受到外部電磁場的影響。應用包括：
  • EMC測試實驗室
  • 無線設備認證
  • MRI 和醫學 EM 安全評估
• 產業認可度和多功能性：適用於電信、航空航太、汽車、醫療保健、國防和電子製造領域。彌合理論模型與實際測量之間的差距。
• 建立信任和可信度：基於 IEEE 1309 校準的產品和測試結果具有更高的技術可信度。該標準在法律、法規或高風險工程環境中尤其重要。

因此，IEEE 1309 標準為準確、可重複和標準化的電磁場測量提供了基礎，確保了我們日益依賴的各種技術的品質和安全。

多年來，我們透過廣泛的測試、測量、分析和評估活動，為各行各業的企業提供支援。我們擁有一支強大的團隊，密切關注全球科技發展，並不斷提升自身水準。此外，我們還提供符合 IEEE 1309 標準的測試服務，用於校準 9 kHz 至 40 GHz 之間的電磁場感測器和探頭（不包括天線）。