Tekbox TBMDA3 - Feldstärke

Zum Abschätzen brauchst du den Antennenfaktor.

Den zu messen ist keine unlösbare Aufgabe... Du musst dann nur an eine Antenne ein bekanntes Signal (z.b 0dBm) anlegen und auf der anderen Seite messen was ankommt.

Dann noch ein bisschen Voodoo im Post Processing (Friis equation) und schon hast du den Gain der Antenne. Den kann man dann einfach in den Antennenfaktor umrechnen und damit dann die Feldstärke auf Prüflingsebene abschätzen.

Besser wäre eine isotrope Feldsonde... hat aber nicht jeder...

Übrigens: über 2W "einfach so" abzustrahlen finde ich schon ziemlich Krass... das sollte man zumindest in einem "Bunker" machen in dem sowieso kein Handy, TV oder Radio funktioniert. Ansonsten störst du mutwillig die Umgebung! Und nein "ich mach's nur kurz" ist da keine Ausrede!

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Hans W. schrieb:

Dann noch ein bisschen Voodoo im Post Processing (Friis equation) und schon hast du den Gain der Antenne. Den kann man dann einfach in den Antennenfaktor umrechnen und damit dann die Feldstärke auf Prüflingsebene abschätzen

Nehmen wir mal an, die Antenna hat einen Gain von 0dB (Wir wohl mehr sein in der Realität und man sendet mit +37dBm und das DUT ist 0.5m entfernt, dann kann man ja ganz vereinfacht annehmen, dass:

E = sqrt((30 x P x G) / (Z x 4 x π x r^2))

Wobei

P = +37dBm Signalquellenleistung G = 0dB Antenna Gain Z = 377Ohm Medium Impedanz

Dann würde ein E-Feld von gerade einmal 0.35V/m erfolgen, oder?

Hans W. schrieb:

Übrigens: über 2W "einfach so" abzustrahlen finde ich schon ziemlich Krass... das sollte man zumindest in einem "Bunker" machen in dem sowieso kein Handy, TV oder Radio funktioniert. Ansonsten störst du mutwillig die Umgebung! Und nein "ich mach's nur kurz" ist da keine Ausrede!

Das wird im -4UG gemacht, da haben wir einen kleinen EMV Keller eingerichtet in einem Luftschutzbunker

Da gibt's zahlreiche online-rechner (z.B. https://absolute-emc.com/calculator/convert/anteenaField_power).

Du bist aber sicher um einige Größenordnungen daneben!

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Hans W. schrieb:

Du bist aber sicher um einige Größenordnungen daneben!

Danke, ja dann sind das eher um die 20V/m, dann ist das schon ziemlich extrem.

Bert S. schrieb:

Nun bin ich am überlegen, in welcher Relation diese Antenne mit dem Verstärker gegenüber dem Normtest nach IEC 61000-4-3 steht. Dort werden z.B von 80MHz bis 1GHz HF-Felder mit bis zu 3V/m abgestrahlt.

Wirklich nur 3 V/m? Die Grenzwerte von Mobilfunk liegen ja schon bei 40-60 V/m.

Wir hatten vor ~20 Jahren Tests mit über 1 kV/m gemacht, aber ich weiß nicht mehr nach welcher Norm das ging, das war für die Rüstungsindustrie.

Hi,

Kurt schrieb:

Wirklich nur 3 V/m? Die Grenzwerte von Mobilfunk liegen ja schon bei 40-60 V/m.

3V/m und wenn es ein wenig Strenger/wichtiger wird 10V/m sind die gängigen Feldstärken für diese Tests die in vielen Produktnormen gefordert werden.

Und es gibt reichlich Geräte auf dem Markt die schon mit den 3V/m ihre Probleme haben. Bei 10V/m muss man sich manchmal schon tatsächlich so seine Gedanken bei der Entwicklung machen das es auch über den gesamten Frequenzbereich klappt. (Es geht bei den Anforderungen oft ja nicht darum ob ein Gerät beschädigt wird oder der Kran plötzlich seine Ladung durch die Gegend wirft.

Da wird stattdessen gefordert das es ohne jegliche Beeinflussung oder maximal mit absolut unerheblicher Beeinflussung funktioniert. Wenn bei dem Test dann plötzlich das Prüfsignal akustisch schwach im Lautsprecher des DUT zu hören ist oder das Bild auf dem Bildschirm etwas Streifig wird ist das u.U. bereits durchgefallen. Oft auch abgestuft, also z.b. bei 3V/m darf ABSOLUT GAR NICHTS wahrnehmbares passieren, bei 10V/m dürfen Auswirkungen merkbar sein, das Produkt muss aber weiter voll für den Einsatzzweck taugen- ganz leiser Ton in der Audio oder Bild minimal streifig wäre OK, Bild oder ton weg bzw. derart verzerrt/überlagert das es nicht mehr zuverlässig verständlich bzw. erkennbar ist bedeutet durchgefallen)

Wir hatten vor ~20 Jahren Tests mit über 1 kV/m gemacht, aber ich weiß nicht mehr nach welcher Norm das ging, das war für die Rüstungsindustrie.

Gut, ich weiß ja nicht was da genau (z.B. Ausrüstung die ggf unmittelbar neben einem starken Aktivradar betrieben wird) für welchen Test mit welcher Zielsetzung (z.B. ob nur auf keine Beschädigung) gestestet wurde. Daher kann man 1kV/m nicht völlig ausschließen. Direkt vor der Sendeantenne eines größeren Pulsradars gibt es schon enorme Feldstärken...

Aber generell klingen die 1kV/m für mich eher nach einer Größe für einen Grenzwert bei statischen oder höchstens niederfrequenten (wie unter Hochspannungsleitung) Feldern. Nicht nach etwas was man üblicherweise bei 1GHz mit 3m Abstand zur Sendeantenne testet.

Gruß Carsten

Kurt schrieb:

Bert S. schrieb:

Nun bin ich am überlegen, in welcher Relation diese Antenne mit dem Verstärker gegenüber dem Normtest nach IEC 61000-4-3 steht. Dort werden z.B von 80MHz bis 1GHz HF-Felder mit bis zu 3V/m abgestrahlt.

Wirklich nur 3 V/m? Die Grenzwerte von Mobilfunk liegen ja schon bei 40-60 V/m.

Wir hatten vor ~20 Jahren Tests mit über 1 kV/m gemacht, aber ich weiß nicht mehr nach welcher Norm das ging, das war für die Rüstungsindustrie.

Üblich sind

3V/m -> Residential 10V/m -> industrial 20V/m -> functial safety

Alles mit 80% AM

Bei Residential geht man von 10m Abstand zu einem Sender aus... Bei Industrial sind's 30m.

Stimmt beides nicht mehr-es gibt aber trotzdem nicht wesentlich mehr Probleme mit Störungen.

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Bert S. schrieb:

Nehmen wir mal an, die Antenna hat einen Gain von 0dB (Wir wohl mehr sein in der Realität und man sendet mit +37dBm und das DUT ist 0.5m entfernt, dann kann man ja ganz vereinfacht annehmen, dass:

E = sqrt((30 x P x G) / (Z x 4 x π x r^2))

Seehr vereinfacht. Bei 0.5m kommt es schon sehr auf die Frequenz an, ob das bereits als Fernfeld betrachtet werden kann.

Hi,

Hans W. schrieb:

Üblich sind

3V/m -> Residential 10V/m -> industrial 20V/m -> functial safety

Alles mit 80% AM

Die üblichen Prüfpegel/Prüfschärfegrade nach 61000-4-3 sind: Schärfegrad Pegel 1 1V/m 2 3V/m 3 10V/m 4 30V/m

Wobei (Stand 61000-4-3:2011-04, die 2021 habe ich nicht hier daheim) laut (informativen) Anhang E die Stufe 2 (3V/m) für Umgebungen empfohlen wird wo es zwar tragbare Sendeempfänger mit weniger als 1W HF Leistung gibt, diese aber in unmittelbarer Nähe der Geräte nicht betrieben werden (z.B. durch Arbeitsanweisung geregelt). Dies wird als typische Umgebung wie im Bereich von Geschäfts- und Gewerbetrieben vorzufinden beschrieben. Gilt als umgebung mit mittleren Elektromagnetischen Feldern

Die Stufe 3 (10V/m) beschreibt eine Umgebung wo z.B. tragbare Sendeempfänger mit einer Leistung von 2W und mehr in mindestens 1m Entfernung (vom DUT bzw. der Serienprodukte)betrieben werden oder wo ISM Geräte im Einsatz sind. Dies wird als typische Umgebung im Industrieellen Bereich definiert. Zählt als Umgebung mit starken elektromagnetischen Feldern.

Die normale Häusliche Umgebung wäre danach Stufe 1 (1V/m)

Wenn man aber jetzt betrachtet das ein Mobiltelefon nichts anderes ist als ein "Tragbarer Sendeempfänger" und dieses im GSM Betrieb bis 2Watt Leistung hat und kaum ein Nutzer darauf achtet dieses immer schön mindestens 1m von seinen Geräten entfernt zu halten (Von der Mikrowelle als ISM Gerät das NICHT Funkdicht ist sondern die ettlichen Hundert Watt nur soweit innerhalb des GErätes hält das keine Gesundheitsgefahr im Umfeld besteht ganz zu schweigen) dann müsste eigentlich alles, auch im häuslichen Umfeld, nach Stufe 4 getestet werden. Stufe 4: Tragbare Sende-/Empfangsgeräte werden in weniger als 1m Abstand zum DUT betrieben. Andere starke Störquellen können ggf. vorhanden sein.

Tatsächlich sehen die (spezifischeren) Produktnormen, welche sofern es diese für die jeweilige Produktart gibt das Maßgebliche sind, für den Häuslichen Bereich 3V/m und immer öfter auch schon 10V/m vor. Je nachdem welche Produktart es ist und wenn das Gerät noch in den Anwendungsbereich der RED fällt kommt da auch noch einiges dazu.

Zusätzlich zur Amplitudenmodulation ist mittlerweile für ettliche Produktarten auch die Pulsmodulation mit 1Hz (Simulation Mobilfunk) genormt!

Gruß Carsten

Hi,

Hans W. schrieb:

Übrigens: über 2W "einfach so" abzustrahlen finde ich schon ziemlich Krass... das sollte man zumindest in einem "Bunker" machen in dem sowieso kein Handy, TV oder Radio funktioniert. Ansonsten störst du mutwillig die Umgebung! Und nein "ich mach's nur kurz" ist da keine Ausrede!

Vollste Zustimmung! Vor allem da man ja definitiv über das ganze Frequenzband geht und das schon vom Prinzip her auch nicht "mal kurz" ist. Man holt sich die Ausstattung ja nicht um einmal einen Sweep zu machen sondern weil man mehrfach testen will und ggf. bei besonders kritischen Frequenzen dann auch länger zwecks Suche von Abhilfemaßnahmen bestrahlen möchte...

Das ist eine GANZ andere Hausnummer als wenn man (ebenfalls verbotenerweise) mit einem Handfunkgerät und Stummelantenne o.ä. auf einzelnen Frequenzen wo man weiß das dort nichts (oder zumindest nichts kritisches, also in dem Bereich bekannterweise unbenutzte Betriebs- oder Rundfunkfrequenzen, gerade unbenutzer AFU Kanal oder LPD/PMR/Freenet Frequenzen) mal ein paar Minuten neben dem Gerät sendet...

Für solche Messungen im Labor, wenn man keinen Tresorraum oder Bunker hat, gibt es natürlich auch Lösungen Abseits einer extremst teuren und Platzraubenden echten Messkammer. Durchaus Bezahlbar! Z.B. eine GTEM Zelle oder halt (normale, offene) TEM Zelle und Schirmzelt. Damit ist dann selbst bei maximaler Leistung die in die Umgebung gebrachte Leistung im Bereich von 0,x mW...

Ich habe bei mir im Labor für die Precompliance z.B. eine günstige TEM Zelle und Schirmzelt (ebenfalls Tekbox, dazu den "kleinen" TBMDA1) da kann ich nicht einmal zum anderen Ende des Gebäudes gehen ohne das ein mit voller Leistung in die TEM Zelle gespeistes Prüfsignal komplett im Rauschen meines AFU Handgerätes untergeht...
(Habe den Versuch gemacht...)

Hans W. schrieb:

Zum Abschätzen brauchst du den Antennenfaktor.

Das ist der eine Weg! Wobei man diesen rechnerischen Weg auf jeden Fall auch einmal komplett gehen sollte.

Ich habe für unseres Setup dann noch zusätzlich beim nächsten Ortstermin im akkreditierten Prüflabor meinen Spekkie mit TG, den Verstärker und ein paar Meter Kabel + Dämpfungsglieder sowie Antenne&Sonde eingepackt und im Anschluss an eine richtige Messung in der Kammer haben wir dann schnell noch für eine reihe ausgesuchter Frequenzen zum einen unsere Sonde bestrahlt (und ich mir aufgeschrieben was mein Spekkie als Wert angezeigt aht) und umgekehrt bei denselben Frequenzen dann jeweils ein Signal abgestrahlt und dabei dann aufgeschrieben mit welcher Leistung ich auf diesen Frequenzen senden muss um eine definierte Störabstrahlung zu erzeugen.

Mit diesen Infos ist es ein leichtes das eigene Setup dann zu Überprüfen und zu optimieren. WEnn dazu dann noch die Berechnungen und die experimentellen Werte halbwegs übereinstimme dann weiß man das man es richtig gemacht hat.

Gruß Carsten

Carsten S. schrieb:

Durchaus Bezahlbar! Z.B. eine GTEM Zelle oder halt (normale, offene) TEM Zelle und Schirmzelt.

Ich hab eine GTEM. Bei so zelten wäre ich mir beim Dämpfungsfaktor nicht soo sicher... 37dBm sind 5W... War Mal wieder so ein deppfehler von mir...

Carsten S. schrieb:

Je nachdem welche Produktart es ist und wenn das Gerät noch in den Anwendungsbereich der RED fällt kommt da auch noch einiges dazu. Zusätzlich zur Amplitudenmodulation ist mittlerweile für ettliche Produktarten auch die Pulsmodulation mit 1Hz (Simulation Mobilfunk) genormt!

Die Generics haben 3 oder 10V/m bis 1 GHz und 3V/m darüber. 80%AM ist Standard. RED (also EN 301 489) verweist auf CISPR 35. Mir wäre nicht bewusst, dass da etwas von den Generics abweichendes drinnen steht (zuviele Normen...). Alles andere orientiert sich direkt an den Generics.

20V/m ist in 61000-6-7 für funktionelle sichheit vorgesehen (ist vorgesehen zusammen mit 61508 angewendet zu werden)

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Bert S. schrieb:

Der Verstärker kann anscheinend bis zu 500V/m.

da brauchste schon paar KW!