ГОСТ Р МЭК 62209-1-2008 Воздействие на человека радиочастотных полей от ручных и располагаемых на теле беспроводных устройств связи. Модели человека, измерительные приборы и процедуры. Часть 1. Порядок определения коэффициента удельного поглощения энергии для ручных устройств, используемых в непосредственной близости к уху (полоса частот от 300 МГц до 3 ГГц).

Главная

ГОСТ Р МЭК 62209-1-2008

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воздействие на человека радиочастотных полей от ручных и располагаемых на теле беспроводных устройств связи

МОДЕЛИ ЧЕЛОВЕКА, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И ПРОЦЕДУРЫ

Часть 1

Порядок определения коэффициента удельного поглощения энергии для ручных устройств, используемых в непосредственной близости к уху (полоса частот от 300 МГц до 3 ГГц)

Human exposure to radio frequency fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices. Human models, instrumentation and procedures. Part 1. Procedure to determine the specific absorption rate (SAR) for hand-held devices used in close proximity to the ear (frequency range of 300 MHz to 3 GHz)

ОКС 33.060

Дата введения 2009-07-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Научно-испытательный центр "Самтэс" (ЗАО НИЦ "Самтес") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 "Электромагнитная совместимость технических средств"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 декабря 2008 г. N 784-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62209-1:2005* "Воздействие на человека радиочастотных полей от ручных и располагаемых на теле беспроводных устройств связи. Модели человека, измерительные приборы и процедуры. Часть 1. Порядок определения коэффициента удельного поглощения энергии для ручных устройств, используемых в непосредственной близости к уху (полоса частот от 300 МГц до 3 ГГц)" [IEC 62209-1:2005 "Human exposure to radio frequency fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices - Human models, instrumentation and procedures - Part 1: Procedure to determine the specific absorption rate (SAR) for hand-held devices used in close proximity to the ear (frequency range of 300 MHz to 3 GHz)", IDT].

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2020 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Предисловие к МЭК 62209-1:2005

1 Международная электротехническая комиссия (МЭК) является всемирной организацией по стандартизации, объединяющей все национальные электротехнические комитеты (национальные комитеты МЭК). Цель МЭК - способствовать международному сотрудничеству во всех вопросах стандартизации в области электроники и электротехники. Для достижения этой цели, помимо осуществления другой деятельности, МЭК публикует международные стандарты, технические спецификации, технические отчеты, общедоступные технические условия и руководства (в дальнейшем именуемые публикациями МЭК). Их подготовка поручается техническим комитетам, в работе которых имеет право участвовать любой заинтересованный национальный комитет МЭК. Связанные с МЭК международные правительственные и неправительственные организации также участвуют в этой работе. МЭК тесно сотрудничает с Международной организацией по стандартизации (ИСО), действуя в соответствии с условиями, которые предусмотрены соглашениями между двумя организациями.

2 Официальные решения и соглашения МЭК по техническим вопросам воплощают, насколько это возможно, международное единство мнений по соответствующей проблематике, поскольку в состав каждого технического комитета входят представители всех заинтересованных национальных комитетов МЭК.

3 Публикации МЭК имеют форму рекомендаций международному сообществу и именно в этом качестве принимаются национальными комитетами МЭК. При этом, несмотря на все усилия, направленные на обеспечения технической точности публикаций, МЭК не может нести ответственности за правильность их применения и интерпретации пользователями.

4 В интересах международной унификации национальные комитеты МЭК обязуются максимально полно отражать публикации МЭК в своих национальных и региональных стандартах. Любые расхождения между публикацией МЭК и соответствующим национальным или региональным стандартом должны быть точно обозначены в последнем.

5 МЭК не имеет собственного знака соответствия и не несет ответственности за заявления о соответствии того или иного оборудования требованиям публикаций МЭК.

6 Во всех случаях практического применения необходимо использовать последнее издание настоящей публикации.

7 МЭК, ее директора, сотрудники, служащие и представители, включая отдельных экспертов, членов технических комитетов и членов национальных комитетов МЭК, не несут ответственности за случаи травматизма, порчи имущества и иного ущерба любого рода, будь то прямого или косвенного, а также за издержки (включая судебные) и расходы, возникающие в связи с изданием, применением или принятием за основу данной или любой другой публикации МЭК.

8 Следует обратить внимание на ссылки на нормативные документы, приводимые в настоящей публикации. Использование этих ссылок необходимо для правильного применения настоящей публикации.

9 Необходимо учитывать, что некоторые части настоящей публикации МЭК могут быть предметом патентного права. МЭК не несет ответственности за идентификацию таких частей, будь то по отдельности или в совокупности.

Международный стандарт МЭК 62209-1 подготовлен техническим комитетом МЭК 106 "Методы измерения электрических, магнитных и электромагнитных полей, способных оказывать воздействие на организм человека".

Текст настоящего стандарта составлен на основе следующих документов:


FDIS	Протокол голосования
106/84/FDIS	106/88/RVD

Полная информация по результатам голосования в связи с принятием настоящего стандарта содержится в протоколе голосования, упомянутом в приведенной выше таблице.

Проект настоящей публикации подготовлен в соответствии с Директивами ИСО/МЭК, часть 2.

Согласно решению комитета, содержание настоящей публикации будет оставаться неизменным вплоть до наступления даты ее повторного утверждения, которая указана на веб-сайте МЭК, в соответствующей части раздела http://webstore.iec.ch. После наступления указанной даты настоящая публикация будет:

- повторно утверждена;

- отозвана;

- заменена переработанным изданием или

- дополнена поправками.

Введение к МЭК 62209-1:2005

Международные группы экспертов, представляющие технический комитет 106 Международной электротехнической комиссии (МЭК ТК 106), Рабочую группу 1 Технического комитета 106х Европейского комитета по стандартизации в области электротехники (СЕНЕЛЕК ТК 106х РГ 1) и Комитет по координации стандартов 34 Института инженеров по электротехнике и электронике (ИИЭЭ), провели совместную работу, направленную на гармонизацию своих разработок, в частности: подготовленного Проектной группой 62209 Технического комитета 106 МЭК документа "Порядок измерения коэффициента удельного поглощения энергии для ручных мобильных телефонов, работающих в полосе частот от 300 МГц до 3 ГГц" и разработанного Комитетом по координации стандартов 34 ИИЭЭ стандарта "Рекомендации по определению пространственно усредненного значения коэффициента удельного поглощения энергии в голове человека для беспроводных устройств связи: методы измерений" [22]

________________

Цифры в квадратных скобках соответствуют перечислениям в библиографии.

В ходе проведенной работы основные усилия были направлены на гармонизацию этих двух стандартов.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все создающие электромагнитное поле (ЭМП) устройства, включая мобильные телефоны, радиотелефоны и т.д., использование которых предполагает нахождение их излучающей части в непосредственной близости к голове возле уха в полосе частот от 300 МГц до 3 ГГц.

Настоящий стандарт устанавливает методы измерений, проводимых для демонстрации соответствия таких устройств установленным для них нормам коэффициента удельного поглощения энергии (

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

ISO/IEC Guide 98:1995

, Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM) (Руководство по выражению неопределенности измерений)

________________

Заменен на ISO/IEC Guide 98-3:2008.

ISO/IEC 17025:2005

, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories (Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий)

________________

Заменен на ISO/IEC 17025:2017.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 коэффициент ослабления (attenuation coefficient): Числовой коэффициент, позволяющий учитывать ослабление ЭМП в результате наличия ткани головы или тела человека между источником ЭМП и указанной точкой.

3.2

средняя (по времени) поглощаемая мощность

[average (temporal) absorbed power]

, Вт: Значение средней поглощаемой мощности, вычисляемое по формуле

где

- время окончания воздействия, с;

- время начала воздействия, с;

- продолжительность воздействия, с;

- мгновенное значение поглощенной мощности, Вт.

3.3

осевая изотропия

(axial isotropy): Максимальное отклонение значения коэффициента удельного поглощения энергии (

) при вращении оболочки/корпуса измерительного зонда вокруг главной оси в момент воздействия на зонд опорной волны, распространяющейся вдоль главной оси зонда.

3.4 основное ограничение (basic restriction): Физическая величина, принятая для установления допустимого воздействия на человека изменяющихся во времени электрических, магнитных и электромагнитных полей, непосредственно определяемая их влиянием на здоровье человека.

Примечание - В пределах полосы частот, установленной в настоящем стандарте, физической величиной, принятой в качестве основного ограничения, является коэффициент удельного поглощения энергии (

3.5 граничный эффект (зонда) [boundary effect (probe)]: Изменение чувствительности зонда, предназначенного для измерения напряженности электрического поля, при его нахождении вблизи (менее одного диаметра наконечника зонда) границы среды.

3.6

комплексная диэлектрическая проницаемость

(complex permittivity)

: Отношение абсолютных величин электрического смещения и напряженности электрического поля в рассматриваемой точке среды. Проницаемость биологических тканей зависит от частоты.

где

- вектор электрического смещения, Кл/м

;

- вектор напряженности электрического поля, В/м;

- диэлектрическая проницаемость вакуума =8,854·10

, Ф/м;

- комплексная относительная диэлектрическая проницаемость, вычисляемая по формуле

где

- угловая частота (

), рад/с;

- проводимость среды, См/м.

Примечание - В изотропной среде диэлектрическая проницаемость выражается скалярными величинами; в анизотропной среде проницаемость выражается тензорными величинами.

3.7 создаваемая выходная мощность (conducted output power): Средняя мощность сигнала, посылаемого передатчиком в фидер антенны в течение периода времени, достаточно продолжительного по сравнению с периодом самой низкой частоты модуляции при нормальных условиях работы.

3.8

проводимость

(conductivity)

, См/м: Отношение абсолютных величин плотности тока в среде и напряженности электрического поля:

где

- вектор плотности тока, А/м

;

- вектор напряженности электрического поля, В/м.

Примечание - В изотропной среде проводимость выражается скалярными величинами; в анизотропной среде проводимость выражается тензорными величинами и предполагается использование векторного произведения

3.9 пределы измерения (detection limits): Нижний и верхний пределы измерения, определяемые минимальным и максимальным измеряемыми значениями отклика измерительного оборудования.

3.10 коэффициент заполнения (duty factor): Отношение длительности импульса к периоду следования импульсов в периодической импульсной последовательности.

3.11 электрическая проводимость (electric conductivity): См. 3.8.

3.12

напряженность электрического поля

(electric field)

, В/м: Векторная величина, являющаяся характеристикой электрического поля, действующего на любую находящуюся в состоянии покоя заряженную частицу с силой

, равной произведению значения

и электрического заряда частицы

где

- вектор силы, действующей на частицу, Н;

- заряд частицы, Кл.

3.13

электрическое смещение

[electric flux density (displacement)]

, Кл/м

: Векторная величина, получаемая в данной точке путем прибавления значения вектора электрической поляризации

к произведению значений вектора напряженности электрического поля

и диэлектрической проницаемости вакуума

где

- диэлектрическая проницаемость вакуума равна 8,854·10

, Ф/м;

- вектор напряженности электрического поля, В/м;

- вектор электрической поляризации среды, Кл/м

Примечание - В контексте требований настоящего стандарта электрическое смещение во всех точках

равно произведению значений напряженности электрического поля

и диэлектрической постоянной

3.14 ручное абонентское устройство (handset): Ручное устройство, рассчитанное на прикладывание к боковой поверхности головы, состоящее из акустического выхода или наушника и микрофона и содержащее радиопередатчик и радиоприемник.

3.15

полусферическая изотропия

(hemispherical isotropy): Максимальное отклонение коэффициента удельного поглощения энергии (

) при вращении измерительного зонда вокруг своей главной оси в момент воздействия на зонд опорной волны, падающей от полупространства перед зондом и направленной к оси зонда под разными углами.

3.16 изотропия (isotropy): См. 3.3, 3.15 и 3.32.

3.17 ошибка линейности (linearity error): Максимальное отклонение измеряемой величины в пределах выбранного диапазона измерений от опорной линии, установленной для данного интервала.

3.18

тангенс угла потерь

(loss tangent)

: Отношение мнимой и вещественной частей комплексной относительной диэлектрической проницаемости материала:

где

- мнимая часть комплексной относительной диэлектрической проницаемости;

- вещественная часть комплексной относительной диэлектрической проницаемости;

- диэлектрическая проницаемость вакуума равна 8,854·10

, Ф/м;

- угловая частота (

), рад/с;

- проводимость среды, См/м.

3.19

напряженность магнитного поля

(magnetic field)

, А/м: Векторная величина, получаемая в данной точке путем вычитания значения вектора намагниченности

из значения вектора магнитной индукции

, деленного на магнитную проницаемость

где

- вектор магнитной индукции, Тл;

- магнитная проницаемость свободного пространства, Гн/м;

- намагниченность, А/м.

Примечание - В контексте требований настоящего стандарта

= 0 во всех точках.

3.20

магнитная индукция

(magnetic flux density)

, Тл: Векторная величина, являющаяся характеристикой магнитного поля, действующего на любую заряженную частицу, движущуюся со скоростью

, с силой

, равной произведению векторного произведения

и электрического заряда частицы

где

- вектор силы, действующей на частицу, Н;

- заряд частицы, Кл;

- скорость частицы, м/с.

3.21

магнитная проницаемость

(magnetic permeability)

: Скалярная или тензорная величина

, результат умножения которой на значение напряженности магнитного поля

для данной среды равен значению магнитной индукции

где

- напряженность магнитного поля, А/м;

- магнитная проницаемость среды, Гн/м;

- магнитная индукция, Тл.

Примечание - В изотропной среде магнитная проницаемость выражается скалярными величинами; в анизотропной среде проницаемость выражается тензорными величинами.

3.22 диапазон измерений (measurement range): Рабочий диапазон измерительной системы, ограниченный нижним и верхним пределами измерений.

3.23 мобильное (беспроводное) устройство [mobile (wireless) device]: В контексте требований настоящего стандарта - беспроводное коммуникационное устройство, которое в процессе использования удерживается возле уха в непосредственной близости к голове.

Примечание - Конкретное, но расширенное определение терминов "мобильный" и "портативный" приведено в [21] - "мобильный": способный функционировать в процессе перемещения (МЭС 151-16-46); "портативный": рассчитанный на ношение одним человеком (МЭС 151-16-47). Термин "портативный" часто подразумевает способность функционировать в процессе перемещения. В различных нормативных документах, регулирующих применение беспроводных систем, а также в отраслевых спецификациях эти определения применяются как взаимозаменяемые; при этом в одних случаях они указывают на тип беспроводных устройств, а в других - на их назначение.

3.24 многодиапазонное (беспроводное устройство) [multi-band (wireless device)]: Беспроводное устройство, способное функционировать в нескольких диапазонах частот.

3.25 многорежимное (беспроводное устройство) [multi-mode (wireless device)]: Беспроводное устройство, способное функционировать более чем в одном режиме передачи сигналов, например, в аналоговом режиме, TDMA и CDMA.

3.26

предельное пространственно усредненное значение коэффициента удельного поглощения энергии

(peak spatial-average

): Максимальное усредненное значение коэффициента удельного поглощения для конкретной массы.

3.27 глубина проникания (penetration depth): См. 3.37.

3.28 проницаемость (permittivity): См. 3.6 и 3.33.

3.29 манекен (голова) [phantom (head)]: В контексте требований настоящего стандарта - упрощенная модель головы человека, выполненная из материалов, электрические свойства которых подобны свойствам соответствующих [биологических] тканей.

3.30 ушная раковина (pinna): Выступающая часть внешнего уха, состоящая, главным образом, из хрящевой ткани, включающая в себя завиток, мочку и противозавиток.

3.31 мощность (power): См. 3.2, 3.7.

3.32 изотропия зонда (probe isotropy): Степень независимости реакции зонда, предназначенного для измерения электрического или магнитного поля, от поляризации и направления распространения падающей волны.

3.33

относительная диэлектрическая проницаемость

(relative permittivity)

: Отношение комплексной диэлектрической проницаемости к проницаемости свободного пространства. Комплексная относительная диэлектрическая проницаемость

изотропной, диэлектрической среды с линейным затуханием описывается выражением

где

- диэлектрическая проницаемость вакуума равна 8,854·10

Ф/м (диэлектрическая постоянная);

- комплексная диэлектрическая проницаемость, Ф/м;

- комплексная относительная диэлектрическая проницаемость;

- вещественная часть комплексной относительной диэлектрической проницаемости (также называемая диэлектрической постоянной);

- мнимая часть комплексной относительной диэлектрической проницаемости (коэффициент диэлектрических потерь), отражающая диэлектрические потери;

- проводимость, См/м;

- угловая частота, рад/с;

- тангенс угла потерь.

3.34 время реакции (response time): Время, необходимое для достижения измерительным оборудованием 90% результирующего значения после ступенчатого изменения входного сигнала.

3.35 сканирующая система (scanning system): Система автоматического позиционирования, способная устанавливать измерительный зонд в указанные положения.

3.36 чувствительность (измерительной системы) [sensitivity (of a measurement system)]: Отношение значения отклика системы (например, изменения напряжения) к значению измеряемой величины (например, напряженности электрического поля в квадрате).

3.37

глубина проникания поля

(skin depth): Расстояние от границы среды до точки, в которой значение напряженности поля или плотности индуцированного тока уменьшается до

значения на границе (

- основание натурального логарифма,

- 2,71826).

Глубина проникания поля

для конкретной среды зависит от коэффициента распространения электромагнитной волны

вдоль направления распространения [56]. Коэффициент распространения зависит от диэлектрических свойств материала и характеристик распространяющейся нормальной волны (моды).

Глубину проникания поля можно описать соотношением

где коэффициент

- коэффициент затухания,

- коэффициент фазы распространяющейся волны, и

где

- магнитная проницаемость и комплексная относительная диэлектрическая проницаемость среды соответственно, а

- коэффициент поперечного распространения моды. Таким образом:

В случае распространения в свободном пространстве

0 и глубину проникновения поля рассчитывают по формуле

где

- глубина проникания поля, м;

- угловая частота, рад/с;

- вещественная часть комплексной относительной диэлектрической проницаемости;

- диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м;

- магнитная проницаемость вакуума, Гн/м;

- проводимость среды, См/м.

Примечание - В режиме распространения ТЕ

в волноводе прямоугольного сечения с наибольшим значением поперечного сечения

3.38

коэффициент удельного поглощения энергии

(specific absorption rate

), Вт/кг: Производная по времени электромагнитной энергии

, поглощаемой (рассеиваемой) элементом массы

, содержащимся в одном элементе объема

при данной плотности ткани

Коэффициент удельного поглощения энергии

можно рассчитать с помощью любой из приведенных ниже формул:

;

где

- среднеквадратичное значение напряженности электрического поля в ткани, В/м;

- проводимость ткани, См/м;

- плотность ткани, кг/м

;

- удельная теплоемкость ткани, Дж/(кг·К);

- первоначальная производная по времени температуры ткани в начальный момент времени, К/с.

3.39 суммарная стандартная неопределенность [uncertainty (combined)]: Стандартная неопределенность результата измерений, полученного через значения других величин, равная положительному квадратному корню суммы членов, причем члены являются дисперсиями или ковариациями этих других величин, взвешенными в соответствии с тем, как результат измерений изменяется при изменении этих величин.

3.40 расширенная неопределенность [uncertainty (expanded)]: Величина, определяющая интервал вокруг результата измерений, в пределах которого, как можно ожидать, находится большая часть распределения значений, которые с достаточным основанием могли бы быть приписаны измеряемой величине.

3.41 стандартная неопределенность [uncertainty (standard)]: Неопределенность результата измерений, выраженная в виде среднего квадратического отклонения.

3.42

длина волны

(wavelength): Расстояние между двумя точками одинаковых фаз двух последовательных волновых циклов, измеряемое в направлении распространения волны. Длина волны

зависит от фазовой скорости

и частоты

и рассчитывается по формуле

Длина

электромагнитной волны зависит от частоты и скорости распространения света в данной среде в соответствии с формулой

где

- частота, Гц;

- скорость света, м/с;

- фазовая скорость, м/с;

- длина волны, м.

Примечание - В вакууме скорость распространения электромагнитной волны равна скорости света.

4 Обозначения и сокращения

4.1 Физические величины

В настоящем стандарте используются следующие единицы международной системы СИ:


Символ	Величина	Наименование единицы величины	Обозначение единицы величины
	Коэффициент ослабления	обратный метр	1/м
	Магнитная индукция	тесла	Тл, Вб/м
	Электрическое смещение	кулон на квадратный метр	Кл/м
	Удельная теплоемкость	джоуль на килограмм-кельвин	Дж/(кг·К)
	Напряженность электрического поля	вольт на метр	В/м
	Частота	герц	ГЦ
	Напряженность магнитного поля	ампер на метр	А/м
	Плотность тока	ампер на квадратный метр	А/м
	Средняя по времени поглощаемая мощность	ватт	Вт
	Коэффициент удельного поглощения	ватт на килограмм	Вт/кг
	Температура	кельвин	К
	Диэлектрическая проницаемость	фарад на метр	Ф/м
	Длина волны	метр	м
	Магнитная проницаемость	генри на метр	Гн/м
	Плотность	килограмм на кубический метр	кг/м
	Электрическая проводимость	сименс на метр	См/м

Примечание - В настоящем стандарте значения температуры представлены в градусах Цельсия, при этом

(°С)=

(К)-273,16.

4.2 Константы


Символ	Физическая константа	Значение
	Скорость света в вакууме	2,998·10 м/с
	Волновое сопротивление	(120 или 377) Ом
	Диэлектрическая проницаемость свободного пространства	8,854·10 Ф/м
	Магнитная проницаемость свободного пространства	4 10 Гн/м

4.3 Сокращения

(Computer Aided Design) - автоматизированное проектирование (наиболее распространенные файловые форматы -

);

(International Graphics Exchange Standard) - международный стандарт обмена графическими файлами;

(Digital Exchange File) - формат обмена цифровыми данными;

(Ear Reference Point) - опорная точка уха;

(Radio Frequency) - высокая частота, ВЧ;

(Root Sum Square) - корень квадратный из суммы квадратов;

(Specific Anthropomorphic Mannequin) - специальный антропоморфический манекен.

5 Характеристики измерительной системы

5.1 Общие требования

Система измерения коэффициента удельного поглощения энергии состоит из манекена, электронной измерительной аппаратуры, системы сканирования и держателя.

Испытание проводят с помощью автоматически позиционируемого миниатюрного зонда, предназначенного для измерения напряженности электрического поля внутри манекена, имитирующего человеческую голову, находящуюся под воздействием электромагнитных полей, которые создаются беспроводными устройствами. На основе измеренных значений напряженности электрического поля определяют распределение значений коэффициента удельного поглощения энергии и рассчитывают предельное пространственно усредненное значение коэффициента удельного поглощения энергии.

Испытание проводят в испытательной лаборатории, удовлетворяющей следующим требованиям:

- температура окружающего воздуха от 18°С до 25°С; отклонение температуры жидкости во время испытания не более ±2°С;

- акустический шум окружающей среды в пределах 0,012 Вт/кг (3% нижнего порогового значения обнаружения, составляющего 0,4 Вт/кг);

- беспроводное устройство не подключено к локальным беспроводным сетям;

- эффекты отражения, наводки от посторонних радиопередающих устройств и т.д. составляют менее 3% измеряемого значения коэффициента удельного поглощения.

Валидацию системы измерения согласно порядку, установленному в приложении D, проводят не реже одного раза в год, при вводе новой системы в эксплуатацию, а также во всех случаях модификации системы, таких как переход на новую версию программного обеспечения, другие типы считывающей электронной аппаратуры и зондов. Изготовитель измерительного оборудования должен декларировать соответствие своей продукции требованиям настоящего стандарта.

5.2 Характеристики манекена (оболочка и жидкость)

5.2.1 Общие требования

Сканирование электрического поля с помощью зонда выполняют внутри двух раздельных половин манекена-головы, имеющего отверстие в верхней части. Своими физическими характеристиками (размер и форма) манекен, предназначенный для испытания ручных абонентских устройств, имитирует голову пользователя, так как форма головы - один из главных параметров, учитываемых при оценке воздействия. Манекен должен быть изготовлен из материалов, диэлектрические свойства которых подобны диэлектрическим свойствам тканей головы. Для сканирования поля внутри манекена-головы он должен представлять собой оболочку, заполненную жидкостью. Материал оболочки должен быть максимально нейтрален к излучению, генерируемому устройством, как установлено ниже. Изготовитель должен нанести на манекен не менее трех реперных точек, предназначенных для согласования параметров системы сканирования и манекена. Эти точки должны быть хорошо различимы, а расстояние между ними при испытаниях должно быть не менее 10 см. Манекен не должен иметь руку, удерживающую устройство (см. приложение А).

5.2.2 Форма и размер стандартного манекена

Форму стандартного манекена устанавливают, исходя из размера и габаритных параметров головы крупного взрослого мужчины, относящегося к 90-му процентилю, согласно антропометрическому исследованию [18]; при этом ушам манекена должна быть придана плоская форма, соответствующая форме уха пользователя ручного абонентского устройства (см. приложение А). Выполнение этих требований показано на рисунке 1.

Для измерения коэффициента удельного поглощения энергии в соответствии с настоящим стандартом необходимо использовать стандартный манекен (

), приведенный на рисунке 2. Файлы с данными о внутренней (

) и внешней (

) поверхностях стандартного манекена, предназначенные для систем автоматизированного проектирования, свободно распространяются на компакт-дисках в форматах

(

). Изготовитель манекена обязан документально подтвердить соответствие своей продукции требованиям к форме и толщине, предусмотренным настоящим стандартом.

- правая опорная точка уха (

);

- левая опорная точка уха (

);

- опорная точка рта;

- передняя оконечная точка линии

(только для информации - отметка на манекене не требуется);

- шейная конечная точка линии

(только для информации - отметка на манекене не требуется)

Примечание - Манекен представлен в виде цельной головы исключительно для иллюстрации. Процедуры, предусмотренные настоящим стандартом, рассчитаны, главным образом, на манекен конфигурацией, показанной на рисунке 2. Область центральной полосы манекена, включая нос, имеет больший допуск на толщину.

Рисунок 1 - Изображение манекена с опорными точками уха

, опорной точкой рта

, опорной линией

и центральной полосой

5.2.3 Оболочка манекена

Материал оболочки манекена должен быть устойчив ко всем ингредиентам тканеэквивалентных жидкостей. Оболочка манекена, включая ушные вставки, должна быть изготовлена из материала, характеризующегося низкой диэлектрической проницаемостью и низким коэффициентом ослабления, с относительной диэлектрической проницаемостью

5 и тангенсом угла потерь

0,05. Отклонение формы манекена от параметров стандартного манекена (

), содержащихся в файле

, должно быть менее ±0,2 мм. Во всех зонах, на которые проецируется ручное абонентское устройство, кроме ушей и стенок растянутого периметра (см. рисунок 2), толщина оболочки должна составлять (2±0,2) мм. Ушные вставки, изготовленные из материала с низким коэффициентом ослабления (тот же, что и материал, из которого изготовлена оболочка головы), должны обеспечивать в опорных точках уха 6-миллиметровое удаление от границы тканеэквивалентной жидкости с допустимым отклонением менее ±0,2 мм. В области центральной полосы, в пределах ±1,0 см от центральной сагиттальной плоскости (см. рисунок 1) допустимое отклонение должно быть ±1,0 мм.

Рисунок 2 - Манекен, разрезанный по линии сагиттальной плоскости, с растянутым периметром (показан лежащим на боковой поверхности, как при испытаниях ручных абонентских устройств на соответствие требованиям к коэффициенту удельного поглощения энергии)

Точка

- опорная точка рта, точка

- левая опорная точка уха (

), точка

- правая опорная точка уха (

) показаны на рисунке 1. Эти точки должны быть нанесены на внешнюю поверхность манекена, чтобы обеспечить повторяемость правильного размещения ручного абонентского устройства (далее - испытуемое устройство) относительно манекена. Плоскость, проходящая через две опорные точки уха и точку

, называется "опорной плоскостью"; вдоль нее проходит линия

(затылок - рот). Соответствующее опорной плоскости поперечное сечение, содержащееся в файле

, показано на рисунке 3. Размер приведенного изображения в 1,3 раза меньше реального размера, который равен 26х18 см. Чтобы облегчить правильное размещение испытуемого устройства, линия

(шея - передняя поверхность) должна быть определена как прямая линия, проходящая на уровне обеих опорных точек уха, вдоль переднего среза каждого из ушей. Проекции линий

должны быть обозначены на оболочке манекена, чтобы обеспечить правильное положение испытуемого устройства (см. рисунок 4). Испытуемое устройство должно прилегать центральной частью звукового выхода к опорной точке уха манекена. Места расположения всех опорных точек указаны в файлах

Рисунок 3 - Поперечное сечение

, соответствующее опорной плоскости, через которую проходит линия

- задняя конечная точка линии

(только для информации - отметка на манекене не требуется);

- передняя конечная точка линии

(только для информации - отметка на манекене не требуется);

- шейная конечная точка линии

(только для информации - отметка на манекене не требуется);

- опорная точка рта;

- правая опорная точка уха (

)

Рисунок 4 - Вид манекена сбоку с соответствующими отметками

5.2.4 Свойства тканеэквивалентной жидкости

Жидкость, применяемая в манекене, должна иметь диэлектрические свойства, указанные в таблице 1. Для определения диэлектрических свойств тканеэквивалентных жидкостей, рассчитанных на другие частоты в пределах рабочей полосы частот, необходимо использовать метод линейной интерполяции. Примеры составов жидкостей с параметрами, указанными в таблице 1, приведены в приложении I.

Таблица 1 - Диэлектрические свойства тканеэквивалентной жидкости


Частота, МГц	Относительная диэлектрическая проницаемость	Проводимость , См/м	Частота, МГц	Относительная диэлектрическая проницаемость	Проводимость , См/м
300	45,3	0,87	1900	40,0	1,40
450	43,5	0,87	1950	40,0	1,40
835	41,5	0,90	2000	40,0	1,40
900	41,5	0,97	2450	39,2	1,80
1450	40,5	1,20	3000	38,5	2,40
1800	40,0	1,40	1900	40,0	1,40

5.3 Характеристики оборудования, предназначенного для измерения коэффициента удельного поглощения энергии

Измерительное оборудование градуируют как единую систему. Зонд градуируют в комплексе с усилителем, измерительным устройством и регистрирующей системой идентичного или технически эквивалентного типа. Измерительное оборудование градуируют с каждой тканеэквивалентной жидкостью на соответствующей рабочей частоте и при соответствующей температуре методами, установленными в приложении В. Градуировка зонда отдельно от системы допускается, если установлены и соблюдены условия нагрузки на разъеме зонда.

Минимальный предел измерения должен быть менее 0,02 Вт/кг, а максимальный предел измерения - более 100 Вт/кг. Линейность должна быть в пределах ±0,5 дБ во всем диапазоне значений коэффициента удельного поглощения энергии от 0,01 до 100 Вт/кг. Чувствительность и изотропия определяются в тканеэквивалентной жидкости. Должно быть установлено время реакции измерительного оборудования. Рекомендуется, чтобы внешний размер (диаметр) оболочки/корпуса зонда в области дипольных элементов не превышал 8 мм.

5.4 Характеристики сканирующей системы

5.4.1 Общие требования

Сканирующая система, удерживающая зонд, должна обеспечивать сканирование всего объема манекена, подвергающегося воздействию, для оценки трехмерного распределения значений коэффициента удельного поглощения энергии. Механическая конструкция сканирующей системы не должна влиять на точность измерений коэффициента удельного поглощения энергии. Положение сканирующей системы должно быть согласовано с положением манекена не менее чем по трем опорным точкам манекена, определяемым пользователем или изготовителем системы.

5.4.2 Технические требования

5.4.2.1 Точность

Точность установки наконечника зонда над областью измерений должна быть выше ±0,2 мм.

5.4.2.2 Дискретность позиционирования

Дискретность позиционирования представляет собой шаг, с которым измерительная система способна проводить измерения. Дискретность позиционирования должна быть 1 мм или менее.

5.5 Характеристики держателя испытуемого устройства

Необходимо исключить значительное влияние на измеряемый коэффициент удельного поглощения энергии любых факторов отражения и поглощения, создаваемых элементами окружающей обстановки (такими как пол, держатель испытуемого устройства или поверхность жидкости).

Держатель испытуемого устройства должен обеспечивать крепление устройства в положении, предусмотренном пунктом 6.1.4, с допустимым отклонением от установленного угла наклона ±1°. Держатель должен быть изготовлен из материала (материалов) с низким коэффициентом ослабления и низкой диэлектрической проницаемостью: тангенс угла потерь

0,05, относительная диэлектрическая проницаемость

5. Неопределенности позиционирования оценивают в порядке, установленном в 7.2.2.4.2.

Для исключения влияния держателя на результаты измерения коэффициента удельного поглощения энергии проводят контрольное испытание, в рамках которого держатель заменяется пенопластовыми блоками с низкой относительной диэлектрической проницаемостью и низким коэффициентом ослабления, либо испытуемое устройство крепится к манекену с помощью ленты или шнура (см. 7.2.2.4.1).

5.6 Измерение диэлектрических свойств жидкости

Диэлектрические свойства тканеэквивалентной жидкости измеряют при соответствующей температуре и на соответствующей частоте. Диэлектрические параметры оценивают и сравнивают со значениями, приведенными в таблице 1, с применением метода линейной интерполяции. При расчете коэффициента удельного поглощения энергии используют полученные результаты измерений диэлектрических свойств, а не значения, приведенные в таблице 1. Измерения могут проводиться с использованием оборудования и в соответствии с процедурами, описанными в приложении J.

Примечание - Допустимые отклонения измеренных диэлектрических параметров от значений, приведенных в таблице 1, установленные в соответствии с требованиями настоящего стандарта, указаны в 6.1.1.

6 Протокол испытаний при оценке коэффициента удельного поглощения энергии

6.1 Подготовка к измерениям

6.1.1 Общая подготовка

Диэлектрические свойства тканеэквивалентных жидкостей измеряют не более чем за 24 ч до измерения коэффициента удельного поглощения энергии, кроме случаев, когда испытательная лаборатория способна доказать, что соответствие их свойств установленным требованиям сохраняется в течение более продолжительного времени, например, с помощью еженедельных измерений. Диэлектрические свойства тканеэквивалентных жидкостей измеряют при той же температуре жидкости, что и во время измерений коэффициента удельного поглощения энергии, с допустимым отклонением ±2°С.

При отсутствии эквивалентной тканям головы жидкости на основе проверенных составов, рассчитанных на полосу частот от 2 до 3 ГГц и обеспечивающих отклонение обоих измеренных диэлектрических параметров от значений, приведенных в таблице 1, в пределах ±5%, рекомендуется следующее:

a) для частот более 300 МГц, но менее 2 ГГц измеренная проводимость и диэлектрическая проницаемость не должны отклоняться от значений, указанных в таблице 1, более чем на 5% (неопределенность измерений параметров жидкостей рассматривается отдельно - см. 7.2.3);

b) для полосы частот от 2 до 3 ГГц измеренная проводимость не должна отклоняться от значений, указанных в таблице 1, более чем на 5%. Неопределенность измерений относительной диэлектрической проницаемости должна составлять не более ±10%, при этом, используя доступные составы, необходимо добиваться того, чтобы ее значение было максимально близко к значениям, указанным в таблице 1. Влияние отклонений диэлектрической проницаемости от установленных значений должно учитываться при оценке неопределенности измерений коэффициента удельного поглощения энергии.

Оболочку манекена наполняют тканеэквивалентной жидкостью так, чтобы для манекена, находящегося в горизонтальном положении, ее уровень в области опорной точки уха был не менее 15 см. До проведения измерений жидкость тщательно размешивают, но при этом в ней не должно быть воздушных пузырьков. Необходимо исключить эффект отражения от поверхности жидкости - для полосы частот от 300 МГц до 3 ГГц это достигается при уровне жидкости 15 см. Вязкость жидкости не должна препятствовать движению зонда.

6.1.2 Проверка системы

Проверка системы проводится до измерения коэффициента удельного поглощения энергии для конкретного испытуемого устройства в порядке, предусмотренном в приложении D. Цель проверки системы - подтвердить, что система функционирует в соответствии с установленными требованиями. Проверка системы представляет собой оценку повторяемости результатов испытаний с целью получения гарантий правильного функционирования системы при проведении испытаний на соответствие. Проверку системы проводят для выявления возможных случаев кратковременного дрейфа показаний и влияния других факторов, влияющих на неопределенность измерений, таких как:

- изменение параметров жидкости, например, вследствие испарения воды или перепадов температуры;

- отказы элементов системы;

- изменения характеристик элементов системы;

- неправильная настройка оператором параметров программного обеспечения;

- неблагоприятные условия функционирования системы, например воздействие ВЧ помех.

Проверка системы заключается в проведении полного измерения среднего коэффициента удельного поглощения энергии для 1 или 10 г ткани. Измеренное среднее значение коэффициента удельного поглощения энергии, приведенное к 1 или 10 г ткани, нормируют с учетом контрольной входной мощности стандартного источника и сравнивают с ранее зарегистрированным контрольным значением для 1 или 10 г ткани, соответствующим частоте измерения, а также параметрам стандартного источника и плоского манекена. При каждой проверке системы определяют допустимое отклонение, которое не должно превышать 10% контрольных значений, зарегистрированных при предыдущей проверке системы. Частота, на которой проводят проверку системы, не должна отклоняться от средней частоты в пределах рабочей полосы частот испытуемого устройства более чем на 10%.

Примечание - Термины "валидация системы" и "проверка системы" выделены курсивом, так как они относятся к конкретным правилам испытаний, установленным для целей соответствия требованиям настоящего стандарта.

6.1.3 Подготовка испытуемого устройства

Испытуемое устройство должно использовать собственный встроенный передатчик, а также антенну (антенны), батарею и аксессуары, указанные изготовителем. Перед каждым измерением батарея должна быть полностью заряжена. Использование внешних соединений или кабелей не допускается.

Выходную мощность и частоту (канал) испытуемого устройства регулируют с помощью встроенной испытательной программы или соответствующего испытательного оборудования (имитатора базовой станции с антенной). Испытуемое устройство настраивают на передачу на максимальной мощности в условиях прилегания к уху пользователя. При проверке воздействия учитывают функциональные характеристики и параметры воздействия испытуемых устройств, такие как рабочие режимы, конфигурации антенны и т.д.

По возможности испытывают конечные коммерческие версии ручных абонентских устройств в своих обычных рабочих конфигурациях, то есть без подключенных кабелей. Кабели, подключенные к испытуемому устройству, с большой вероятностью меняют распределение токов высокой частоты передатчика на его металлических и других проводящих частях. Кроме того, если испытания проводят на прототипах ручных абонентских устройств, необходимо, чтобы их коммерческие версии имели точно те же механические и электрические характеристики, что и испытуемые прототипы. Если это не может быть гарантировано, проводят повторные испытания, для которых выбираются образцы немодифицированных коммерческих версий устройства.

Примечание - Если работа испытуемого устройства на максимальной усредненной по времени мощности невозможна, допускается проведение испытания на меньшей мощности, после чего полученные результаты масштабируют на максимальную выходную мощность при условии, что характеристика коэффициента удельного поглощения энергии для испытуемого устройства является линейной.

6.1.4 Положение испытуемого устройства по отношению к манекену

6.1.4.1 Общие положения

Настоящий стандарт предусматривает испытание ручных абонентских устройств в двух положениях относительно манекена-головы: "вдоль щеки" и "наклонное". Эти два положения определены в последующих подпунктах. Ручное абонентское устройство испытывают в обоих положениях, с левой и правой сторон манекена. Если конструкция испытуемого устройства не позволяет установить его в положения, описанные в подпунктах 6.1.4.2 и 6.1.4.3 и соответствующие обычным условиям использования, что может иметь место, например, при испытаниях некоторых асимметричных ручных абонентских устройств, применяют альтернативные положения, подробное описание которых включается в протокол испытаний. Альтернативные положения должны максимально соответствовать условиям эксплуатации, на которые рассчитано ручное абонентское устройство, и соответствовать требованиям настоящего подпункта.

6.1.4.2 Определение положения "вдоль щеки"

Испытуемое устройство устанавливают в положение "вдоль щеки" в порядке, описанном в перечислениях а) - i):

a) При необходимости приводят испытуемое устройство в состояние готовности к разговору. Например, если испытуемое устройство имеет сдвижную или откидную крышку, ее открывают. Если испытуемое устройство рассчитано также на использование с закрытой крышкой, оно подлежит испытанию в обеих конфигурациях.

b) Для испытуемого устройства, находящегося в вертикальном положении, определяют две воображаемые линии: центральную вертикальную и горизонтальную линии, как показано на рисунках 5а) и 5b). Центральная вертикальная линия должна проходить через две точки на фронтальной стороне испытуемого устройства: среднюю точку по ширине устройства

, которая находится на уровне акустического выхода [см. рисунки 5а) и 5b)], и среднюю точку по ширине устройства

, которая находится в нижней части устройства (точка В). Горизонтальная линия должна проходить через центр акустического выхода перпендикулярно к центральной вертикальной линии [см. рисунки 5а) и 5b)]. Эти две линии пересекаются в точке

. Следует отметить, что во многих ручных абонентских устройствах точка

совпадает с центром акустического выхода. В то же время акустический выход может быть расположен в любой другой точке горизонтальной линии. Также следует отметить, что центральная вертикальная линия не всегда параллельна фронтальной поверхности испытуемого устройства [см. рисунок 5b)], что особенно наглядно проявляется в устройствах с корпусом-ракушкой, с откидной крышкой и других устройствах с нестандартной формой корпуса.

c) Устанавливают испытуемое устройство вблизи поверхности манекена так, чтобы точка

находилась на (воображаемом) продолжении линии, проходящей через расположенные на манекене точки

(см. рисунок 6). Плоскость, определяемая центральной вертикальной линией и горизонтальной линией испытуемого устройства, должна быть параллельна сагиттальной плоскости манекена.

d) Подносят испытуемое устройство вплотную к манекену по линии, проходящей через точки

так, чтобы он коснулся уха.

e) Поворачивают испытуемое устройство вокруг (воображаемой) линии

до тех пор, пока его центральная вертикальная линия не совпадет с базовой плоскостью.

f) Поворачивают испытуемое устройство вокруг его центральной вертикальной линии до тех пор, пока плоскость, определяемая центральной вертикальной и горизонтальной линиями, не станет параллельной линии

, а затем подносят испытуемое устройство к манекену по линии

так, чтобы точка

устройства коснулась манекена в контрольной точке уха (

g) Удерживают точку

на линии, проходящей через точки

, и поддерживая контакт между испытуемым устройством и ушной раковиной, поворачивают испытуемое устройство вокруг линии

до тех пор, пока он не коснется любой своей точкой любой точки манекена, расположенной ниже ушной раковины (т.е. в области щеки) (см. рисунок 6). Физические углы вращения подлежат документированию.

h) Удерживая испытуемое устройство так, чтобы точка

постоянно находилась в контакте с опорной точкой уха (

), поворачивают его вокруг линии, перпендикулярной к плоскости, которую определяют его центральная вертикальная и горизонтальная линии, и проходящей через расположенную на нем точку

до тех пор, пока центральная вертикальная линия испытуемого устройства не совпадет с базовой плоскостью.

i) Убеждаются в правильности положения "вдоль щеки" по следующим критериям:

- линия

находится в плоскости, которую определяют центральная вертикальная и горизонтальная линии испытуемого устройства;

- точка

испытуемого устройства касается ушной раковины в опорной точке уха;

- центральная вертикальная линия испытуемого устройства находится в базовой плоскости.

а) Типовое ручное абонентское устройство с "фиксированным" корпусом

- ширина ручного устройства на уровне акустического выхода;

- ширина ручного устройства в нижней части корпуса;

- средняя точка по ширине ручного устройства

, расположенная на уровне акустического выхода;

- средняя точка по ширине ручного устройства

, расположенная на уровне нижнего среза корпуса

b) Типовое ручное устройство с раскладывающимся корпусом ("ракушка")

- ширина ручного устройства на уровне акустического выхода;

- ширина ручного устройства в нижней части корпуса;

- средняя точка по ширине ручного устройства

, расположенная на уровне акустического выхода;

- средняя точка по ширине ручного устройства

, расположенная на уровне нижнего среза корпуса

Рисунок 5 - Вертикальные и горизонтальные опорные линии и опорные точки

для двух типов испытуемых устройств

- опорная точка рта;

- левая опорная точка уха (

);

- правая опорная точка ухе (

)

Примечание - Данное положение испытуемого устройства поддерживается при проведении испытаний на манекене, который находится в положении, показанном на рисунке 2.

Рисунок 6 - Ручное абонентское устройство в положении "вдоль щеки" с левой стороны

6.1.4.3 Определение "наклонного" положения

Испытуемое устройство устанавливают в "наклонное" положение в порядке, описанном в перечислениях а) - d):

a) Испытуемое устройство устанавливают в положение "вдоль щеки" после повторения шагов в соответствии с перечислениями а) - i), описанных в 6.1.4.2 (см. рисунок 6).

b) Испытуемое устройство при сохранении его ориентации отводят от манекена параллельно базовой плоскости на расстояние, достаточное для того, чтобы повернуть его на 15°.

c) Осуществляют поворот испытуемого устройства вокруг горизонтальной линии на 15° (см. рисунок 7).

d) Испытуемое устройство при сохранении его ориентации подносят к манекену по линии, проходящей через точки

, так, чтобы любая часть устройства касалась уха. "Наклонное" положение считается достигнутым при контакте устройства с ушной раковиной. Если контакт происходит не в области ушной раковины - например, антенна упирается в затылок манекена - необходимо уменьшить угол наклона испытуемого устройства. В данном случае "наклонное" положение считается достигнутым при контакте любой части испытуемого устройства с ушной раковиной; при этом любая другая часть испытуемого устройства также может быть в контакте с манекеном - например, антенна может касаться затылка.

- опорная точка рта;

- левая опорная точка уха (

);

- правая опорная точка уха (

)

Рисунок 7 - Ручное абонентское устройство в "наклонном" положении с левой стороны

6.1.5 Частоты для испытаний

Испытуемое устройство должно соответствовать действующим требованиям к параметрам воздействия на всех используемых им каналах передачи. Однако проведение испытания на каждом из каналов нецелесообразно. Цель настоящего пункта - определить поднабор каналов, на которых следует измерять коэффициент удельного поглощения энергии. Этот поднабор каналов выбирают так, чтобы проведенные в нем измерения могли характеризовать соответствие испытуемого устройства всем применимым нормам воздействия.

Испытание ручного абонентского устройства в каждом из его рабочих режимов проводят на канале, ближайшем к центру каждого диапазона частот передачи. Если ширина полосы частот передачи

превышает 1% центральной частоты

, испытание проводят также на каналах, находящихся на самой низкой и самой высокой частотах полосы частот передачи. Более того, если ширина полосы частот передачи превышает 10% центральной частоты, число каналов

, на которых должны быть проведены испытания, определяют по следующей формуле:

округленное в

сторону значение

где

- центральная частота полосы частот, Гц;

- верхняя частота полосы частот, Гц;

- нижняя частота полосы частот, Гц;

- число каналов;

- ширина полосы частот передачи, Гц.

Примечание - Функция округления в

сторону

округляет независимую переменную

до ближайшего большего целого числа. Таким образом, число каналов

всегда остается нечетным. Все испытуемые каналы должны иметь равное (максимально возможное) разнесение и должны включать в себя каналы, находящиеся на самой низкой и самой высокой частотах полосы частот передачи.

6.2 Проводимые испытания

Для определения предельного пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии

ручного абонентского устройства должны быть проведены его испытания во всех положениях, конфигурациях и рабочих режимах на каждой частоте диапазона в порядке, предусмотренном описанными ниже шагами 1-3. Блок-схема процесса испытаний представлена на рисунке 8.

Шаг 1: Испытание, описанное в 6.3, проводят на канале, ближайшем к центральной частоте полосы частот передачи

a) для всех положений испытуемого устройства (положение "вдоль щеки" и "наклонное", с левой и с правой стороны манекена, как это предусмотрено 6.1.4);

b) для всех конфигураций в каждом из положений испытуемого устройства согласно перечислению а), например, с выдвинутой и убранной антенной;

c) для всех рабочих режимов, например аналоговом и цифровом, в каждом из положений устройства согласно перечислению а), во всех конфигурациях согласно перечислению b) и в каждой частоте диапазона.

При необходимости проводят испытания более чем на трех частотах согласно 6.1.5 (

3), т.е. испытаниям в соответствии со всеми описанными выше условиями подлежат все частоты, конфигурации и режимы.

Шаг 2: Для установленного при выполнении шага 1 условия, обеспечивающего высшее значение предельного пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии, испытания, описанные в 6.3, повторяют на всех остальных испытательных частотах, т.е. на самой низкой и самой высокой частотах полосы частот передачи (см. 6.1.5). Для всех остальных условий (положение, конфигурация и рабочий режим испытуемого устройства), при которых предельный пространственно усредненный коэффициент удельного поглощения энергии, установленный при выполнении шага 1, находится в пределах 3 дБ от соответствующего допустимого значения коэффициента удельного поглощения энергии, также рекомендуется повторить испытания на всех остальных испытательных частотах.

Шаг 3: Проводят анализ всех данных и определяют наивысшее значение предельного пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии, измеренного при выполнении шагов 1 и 2.

Рисунок 8 - Блок-схема процесса испытаний

6.3 Порядок проведения измерений

Применительно к каждому из условий испытания (см. рисунок 8), описанных в 6.2, выполняют следующие действия:

a) Измеряют локальный коэффициент удельного поглощения энергии в контрольной точке, удаленной от внутренней поверхности манекена на 10 мм или менее в нормальном направлении. Контрольная точка может быть расположена в непосредственной близости к уху.

b) Измеряют распределение коэффициента удельного поглощения энергии внутри манекена (процедура сканирования по площади

). Распределение коэффициента удельного поглощения энергии определяют на внутренней поверхности одной стороны манекена-головы, как минимум, на площади большей, чем проекция испытуемого устройства с антенной. Шаг пространственной сетки должен быть менее 20 мм. Точность шага может быть проверена с помощью стандартных функций, описанных в 7.2.4. При сканировании поверхности расстояние между геометрическим центром диполей зонда и внутренней поверхностью манекена должно быть не более 8,0 мм (допуск ±1,0 мм). Рекомендуется, но не обязательно, чтобы во всех точках измерения угол между зондом и линией, направленной под прямым углом к поверхности, составлял менее 30° (см. рисунок 9).

Примечание - Если этот угол превышает 30°, а расстояние до точки измерения менее одного диаметра наконечника зонда, граничный эффект возрастает и становится зависимым от поляризации. Возникающая дополнительная неопределенность должна быть проанализирована и учтена.

c) После сканирования значений коэффициента удельного поглощения энергии определяют положение точки с максимальным значением, а также положение всех не относящихся к области сканирования с высоким разрешением точек с локальными максимальными значениями, отличающимися от максимального значения коэффициента удельного поглощения энергии не более чем на 2 дБ. Дополнительные пиковые значения измеряют только в случаях, когда первичное пиковое значение отличается от допустимого значения коэффициента удельного поглощения энергии не более чем на 2 дБ (т.е. 1 Вт/кг при допустимом значении 1,6 Вт/кг для 1 г или 1,26 Вт/кг при допустимом значении 2 Вт/кг для 10 г). Это положение согласуется с ранее заявленным пороговым значением 2 дБ.

d) Измеряют коэффициент удельного поглощения энергии с шагом сетки 8 мм или менее в объеме минимальными размерами 30х30х30 мм (глубина) (процедура сканирования с высоким разрешением

). Шаг сетки в вертикальном направлении должен быть 5 мм или менее (см. приложение С, подраздел С.3.3). Отдельные сетки центруют по каждой из точек с локальным максимальным значением коэффициента удельного поглощения энергии, определенных при выполнении требований перечисления с). Отклонения, обусловленные возмущением поля между границей среды и диэлектрической оболочкой/корпусом зонда, также должны быть сведены к минимуму - это условие выполняется, когда расстояние между поверхностью манекена и физическим наконечником зонда будет превышать половину диаметра наконечника зонда. Другие методы предусматривают ввод поправок на граничный эффект, обеспечивая высокую точность измерений на расстояниях менее половины диаметра зонда [51]. Рекомендуется (но не обязательно), чтобы во всех точках измерения угол между зондом и линией, направленной под прямым углом к поверхности, был менее 30°.

e) Определяют локальные значения коэффициента удельного поглощения энергии при пространственном разрешении, необходимом для усреднения массы, посредством проведения процедур интерполяции и экстраполяции, описанных в приложении С.

f) В месте в соответствии с перечислением а) измеряют локальное значение коэффициента удельного поглощения энергии. Абсолютное значение ухода измеряемого параметра, т.е. разницу между значениями коэффициента удельного поглощения энергии, измеренными в соответствии с перечислениями f) и а), учитывают при оценке неопределенности измерений (см. таблицу 3). Рекомендуется, чтобы уход параметра находился в пределах ±5%. В случае, если этого невозможно добиться даже проведением повторного испытания, используют дополнительную информацию, такую как временная зависимость локальных значений коэффициента удельного поглощения энергии, позволяющая убедиться в том, что применяемая во время испытания выходная мощность соответствует требованиям к проведению испытания ручного абонентского устройства. В случаях, если сканирование с высоким разрешением необходимо проводить несколько раз, контрольное измерение мощности выполняют после каждого сканирования. При этом уход параметра всегда регистрируют с учетом разницы между начальным состоянием испытуемого устройства с полностью заряженной батареей и его состоянием при всех последующих измерениях с использованием той же батареи.

Примечание - Термины "сканирование по площади" и "сканирование с высоким разрешением" выделены курсивом, так как они относятся к конкретным правилам испытаний, установленным в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

М1, ..., М6 - примеры точек измерения, используемых для экстраполяции по поверхности;

- угол между зондом и линией, находящейся под прямым углом к поверхности

Рисунок 9 - Ориентация зонда по отношению к линии, находящейся под прямым углом к поверхности (на примере двух точек)

6.4 Последующая обработка результатов измерений коэффициента удельного поглощения энергии

6.4.1 Интерполяция

Если разрешение измерительной сетки недостаточно для вычисления среднего значения коэффициента удельного поглощения энергии для данной массы, выполняют интерполяцию между точками измерения. Примерные схемы интерполяции приведены в приложении С.

6.4.2 Экстраполяция

Зонды электрического поля, предназначенные для измерения коэффициента удельного поглощения энергии, обычно содержат три ортогональных диполя, которые встроены в защитную оболочку/корпус и расположены непосредственно один возле другого. Измерительная (калибровочная) точка должна отступать на несколько миллиметров от края наконечника зонда, и этот отступ учитывают при выборе места измерения коэффициента удельного поглощения энергии. Примерные схемы экстраполяции приведены в приложении С.

6.4.3 Определение усредняющего объема

Усредняющий объем имеет форму куба с размером стороны, соответствующим массе 1 или 10 г. За плотность ткани головы принимается 1000 кг/м

(плотность реальной жидкости, наполняющей манекен, не учитывают). Длина стороны куба массой 1 г равна 10 мм, а длина стороны куба массой 10 г - 21,5 мм.

Если куб пересекает поверхность манекена, он должен быть сориентирован так, чтобы три его вершины касались поверхности оболочки (см. приложение С, пункт С.2.2.1), или чтобы одна его грань касалась поверхности в своей центральной точке (см. приложение С, пункт С.2.2.2). Ближайшую к поверхности оболочки грань куба видоизменяют по форме поверхности, а появившийся в результате этого дополнительный объем вычитают на стороне, противоположной грани куба. Схемы усреднения по кубическому объему приведены в приложении С. Описание методов расчета коэффициента удельного поглощения энергии, усредненного по предварительно определенной массе, приведено в приложении С.

6.4.4 Поиск максимальных значений

Кубический усредняющий объем перемещают по области сканирования с высоким разрешением вдоль внутренней поверхности манекена, вблизи точек с локальными максимальными значениями коэффициента удельного поглощения в соответствии с принципами, изложенными в приложении С. Куб с наибольшим локальным максимальным значением коэффициента удельного поглощения энергии не должен находиться на границе/периметре области сканирования с высоким разрешением. В противном случае область сканирования с высоким разрешением смещают и проводят повторные измерения.

7 Оценка неопределенности измерений

7.1 Общие принципы

7.1.1 Концепция оценки неопределенности

Концепция оценки неопределенности измерений коэффициента удельного поглощения энергии для ручных абонентских устройств имеет в своей основе общие правила, сформулированные в документе ИСО/МЭК:1995 "Руководство по выражению неопределенности измерений". Тем не менее оценка неопределенности измерений при проведении комплексных измерений остается сложной задачей, требующей специальных инженерных знаний. Для облегчения выполнения этой задачи в настоящий раздел включены рекомендации и формулы для вычислений, обеспечивающие оценку каждого отдельно взятого элемента неопределенности измерений. Концепция оценки неопределенности измерений коэффициента удельного поглощения предназначена для определения системной неопределенности измерений в пределах полосы частот от 300 МГц до 3 ГГц применительно к любым испытуемым устройствам. Одним из достоинств данной концепции оценки неопределенности измерений является возможность расчета неопределенности измерений третьей стороной: так таблица 3 может быть предоставлена изготовителем системы после ее монтажа. Недостаток аппроксимаций, предусмотренных настоящим разделом, заключается в том, что в некоторых случаях неопределенность измерений может завышаться. Несмотря на то, что оценка неопределенности измерений, относящейся к конкретной полосе частот, возможна, ее следует избегать. Если в соответствии с настоящим стандартом для некоторой влияющей величины допускается отклонение

% от контрольного значения, в таблице 3 в качестве максимального должно быть использовано большее из двух значений:

% и отклонения, определенного с учетом конкретного места монтажа системы. Необходимо отметить, что одних лишь данных, представленных в таблице 3, недостаточно - помимо них, требуются подробно документированные сведения об оценке каждой из влияющих величин, включая описание методов оценки, анализ данных по каждому элементу, а также информация о том, как из имеющегося набора данных было выведено значение неопределенности измерений.

7.1.2 Оценка по типам А и В

Стандартную неопределенность измерений оценивают как по типу А, так и по типу В. При проведении анализа по типу А стандартную неопределенность

выводят на основе рассчитанного стандартного отклонения результатов статистических наблюдений. При проведении анализа по типу В стандартную неопределенность

выводят на основе верхнего

и нижнего

предельных значений рассматриваемой величины с учетом функции распределения вероятности, согласно которой

, и тогда:

- прямоугольное распределение:

;

- треугольное распределение:

;

- нормальное распределение:

;

- U-образное (асимметричное) распределение:

где

- половина интервала между предельными значениями при изменении влияющей величины;

- стандартная неопределенность;

- коэффициент охвата.

При числе повторных измерений

для того же конкретного испытуемого устройства или величины при тех же условиях испытаний в качестве стандартной неопределенности измерений может использоваться стандартное отклонение среднего значения (

), где

- стандартное отклонение, полученное по результатам большого числа измерений, произведенных ранее в тех же условиях испытаний. Заданные значения стандартного отклонения, выведенные по результатам большого числа повторных испытаний, могут использоваться для оценки элементов неопределенности измерений лишь в случаях, если система, методы, конфигурация, условия и т.д. являются представительными для испытаний конкретного ручного абонентского устройства [62]. Однако заданные значения не учитывают влияния характеристик любого испытуемого устройства. Для любого испытуемого устройства значение

, используемое для оценки стандартного отклонения среднего значения, представляет собой число испытаний, проведенных с данным испытуемым устройством, а не испытаний, по результатам которых выведено заданное

значение.

7.1.3 Числа степеней свободы и коэффициент охвата

Когда число степеней свободы менее 30, коэффициент охвата 2 не является подходящим мультипликатором для достижения уровня доверительной вероятности 95% [7]. С приемлемой для практики точностью может быть использован коэффициент

-распределения Стьюдента вместо коэффициента охвата

. Стандартные отклонения

-распределений являются более узкими, чем при нормальном (Гауссовом) распределении, но формы их кривых приближаются к форме нормального распределения при больших числах степеней свободы. Для большинства значений стандартной неопределенности измерений, выведенных путем анализа по типу В, число степеней свободы может быть принято бесконечным [62]. В этом случае эффективное число степеней свободы суммарной стандартной неопределенности

в наибольшей мере зависит от числа степеней свободы составляющих, оцениваемых по типу А, и их значений, относительно составляющих, оцениваемых по типу В.

Для совокупностей малых выборок коэффициент охвата

для данной вероятности

определяется как

где

-распределение;

- эффективное число степеней свободы, полученное с помощью формулы Велч-Саттертвейт:

Индекс

обозначает уровень доверительной вероятности, например 95%. Таблицы со значениями

представлены в различных документах, например NIST TN1297 [46].

Примечание - Предположим, что суммарная стандартная неопределенность, рассчитанная на основе всех влияющих величин таблицы 3 и с учетом предполагаемой 7-процентной погрешности позиционирования, составляет

14,5%. Предположим также, что число образцов или испытаний равно 5. Тогда

4, а число степеней свободы для всех остальных элементов

. Из уравнения

следует, что действительное число степеней свободы для суммарной стандартной неопределенности

74, следовательно, в данном случае применим коэффициент охвата

2, а расширенная неопределенность

29%. Если увеличить стандартную неопределенность позиционирования до 9% и уменьшить число испытаний до 4 (

3), тогда

15,6%,

27,

2,11, а расширенная неопределенность

будет равна 2,11·15,6=32,9%.

7.2 Составляющие неопределенности измерений

7.2.1 Влияние измерительной системы

7.2.1.1 Градуировка измерительного оборудования

Порядок оценки чувствительности (градуировки) приведен в приложении В вместе с описанием метода определения неопределенности. Неопределенность, обусловленную чувствительностью, устанавливают, исходя из нормального распределения.

7.2.1.2 Изотропия зонда

Изотропию зонда измеряют в соответствии с порядком, предусмотренным в приложении В. Неопределенность, обусловленную изотропией, оценивают, исходя из прямоугольного распределения вероятности.

Общая неопределенность, обусловленная изотропией, равна

где

- весовой коэффициент, позволяющий учитывать углы воздействия поля вокруг воображаемой сферы, окружающей наконечник зонда.

Если во время проведения измерений ориентация зонда по отношению к поверхности в основном нормальная (в пределах ±30°), то

0,5; в противном случае

7.2.1.3 Линейность зонда

Линейность зонда оценивают по второй степени измеренного значения напряженности электрического поля в соответствии с порядком, представленным в приложении В. После этого для установления линейности проводят коррекцию. Неопределенность оценивают после коррекции. Поскольку диодные датчики могут функционировать в пульсирующем поле как пиковые детекторы, линейность оценивают по двум сигналам: немодулированному сигналу и импульсному сигналу с коэффициентом заполнения 10% и частотой следования 500 Гц (более консервативное значение неопределенности измерений, чем, например, при частоте следования 11 или 217 Гц). Оценку проводят в диапазоне от 0,4 до 100 Вт/кг с шагом 3 дБ или менее. Неопределенность коэффициента удельного поглощения энергии оценивают как максимальное для всего сеанса измерений отклонение квадратов измеренного и реального значений напряженности поля. Неопределенность оценивают, исходя из прямоугольного распределения.

7.2.1.4 Пределы измерения

Пределы измерения оценивают в соответствии с порядком, представленным в приложении В. Проверка линейности по 7.2.1.3 позволяет оценить неопределенность для нижнего (0,4 Вт/кг) и верхнего (100 Вт/кг) пределов измерения при условии, что коэффициент заполнения составляет от 10% до 100%. Если измерения проводят за пределами этого диапазона, параметры оценки, предусмотренные 7.2.1.3, должны быть соответственно увеличены. Неопределенность оценивают, исходя из прямоугольного распределения.

7.2.1.5 Граничный эффект

Граничный эффект зонда обусловлен эффектами взаимосвязи между диполями зонда и границами среды у оболочки. Характеристики граничного эффекта могут быть оценены путем настройки волновода в соответствии с приложением В. Неопределенность, обусловленную граничным эффектом зонда, выводят на основе аппроксимации первого порядка экспоненциального затухания в сочетании с линейной функцией, представляющей граничный эффект, по формуле

для

мм,

где

- неопределенность измерений

, в процентах от граничного эффекта зонда;

- расхождение между значением коэффициента удельного поглощения, измеренным на расстоянии

от границы, и значением коэффициента удельного поглощения, полученным аналитическим методом, в процентах от коэффициента удельного поглощения;

- расстояние между поверхностью и ближайшей измерительной точкой

сканирования с высоким разрешением

, мм;

- расстояние (шаг) между первой и второй измерительными точками, ближайшими к поверхности манекена, мм, при условии, что граничный эффект во второй точке является пренебрежимо малым;

- минимальная глубина зондирования, мм, для тканеэквивалентных жидкостей, предусмотренных настоящим стандартом (см. приложение I), т.е.

14 мм при частоте 3 ГГц.

Значение неопределенности измерений, обусловленной граничным эффектом зонда, заносят в соответствующие строку и колонку таблицы значений неопределенности, исходя из прямоугольного распределе

ния.

7.2.1.6 Считывающая электроника

Элементы неопределенности измерений, вносимые считывающей электроникой зонда, включая неопределенность, обусловленную усилением, линейностью и реакцией зонда, а также алгоритмом вычисления, оценивают, исходя из наихудших условий. Если для электронных считывающих компонентов предусмотрены допустимые отклонения одного порядка, каждое значение допустимого отклонения преобразуют в стандартную неопределенность с использованием нормального распределения. Корень квадратный из суммы квадратов этих неопределенностей в дальнейшем используют для расчета суммарной стандартной неопределенности, вносимой считывающей электроникой.

7.2.1.7 Время реакции

Зонд подвергают воздействию электрического поля с напряженностью, при которой значение

на границе манекена и тканеэквивалентной жидкости не менее 2 Вт/кг. Время реакции оценивают как время, затрачиваемое измерительной аппаратурой (зондом и считывающей электроникой) на отображение 90-процентного ожидаемого конечного значения после ступенчатого изменения параметров или выключения-включения источника энергии. Отклонением коэффициента удельного поглощения энергии, обусловленным временем реакции, можно пренебречь, если во время измерения коэффициента удельного поглощения энергии зонд находится в пространственно неизменном положении в течение времени, более чем вдвое превышающего время реакции. В этом случае в третьей колонке таблицы 3 проставляют нулевое значение. Если зонд не находится в пространственно неизменном положении в течение времени, превышающего время реакции вдвое или более, в третьей колонке проставляют реальное значение неопределенности измерений, обусловленной временем реакции.

7.2.1.8 Время накопления

Значение времени накопления при измерении электрического поля в конкретной точке может привести к дополнительной неопределенности, обусловленной дискретизацией, если ручное испытуемое устройство не генерирует непрерывный сигнал или если считывающая система не синхронизируется с этим сигналом. Эта неопределенность зависит от характеристик сигнала и подлежит измерению до любых измерений коэффициента удельного поглощения энергии. Если передаваемый сигнал является модулированным, неопределенность, обусловленную временем накопления, учитывают при оценке общей неопределенности измерений. При оценке элементов неопределенности измерений, обусловленной временем накопления, используют прямоугольное распределение.

Примечание - Для сигнала

максимальная неопределенность измерений при заданном времени накопления

выражается формулой

при

где

- неопределенность измерения

, обусловленная временем накопления, %;

- длительность кадра;

- число свободных интервалов в кадре;

- общее количество интервалов в кадре.

Полученное значение неопределенности измерений проставляют в таблице; при этом может быть использовано прямоугольное распределение.

7.2.2 Неопределенность измерений, обусловленная механическими ограничениями

7.2.2.1 Система сканирования

Механические ограничения устройства позиционирования зонда могут влиять на точность и воспроизводимость позиционирования, вызывая отклонения измеряемого коэффициента удельного поглощения. Результирующая неопределенность может оцениваться с учетом максимального отклонения

местоположения устройства позиционирования зонда от положения, в котором реально должен находиться зонд для проведения измерений, определяемого геометрическим центром датчиков зонда. Исходя из прямоугольного распределения вероятности, предельное пространственно усредненное отклонение коэффициента удельного поглощения энергии, обусловленное механическими ограничениями устройства позиционирования зонда

, может быть рассчитано с использованием аппроксимации ошибки первого порядка:

где

- неопределенность измерения

, обусловленная механическими ограничениями устройства позиционирования зонда, %;

- максимальное отклонение расчетного положения центра датчиков зонда и его реального положения, по отношению к контрольной точке, определенной изготовителем системы;

14 мм при частоте 3 ГГц.

Если механические ограничения устройства позиционирования зонда не указаны изготовителем этого устройства, они должны быть оценены для определения неопределенности измерений

. Для этого достаточно измерить относительную точность движения в области грубого сканирования и преобразовать расхождения между положениями, указываемыми программным обеспечением, и реальными положениями, к значениям неопределенности. Отклонение коэффициента удельного поглощения энергии, рассчитанное с использованием прямоугольного распределения вероятности, проставляют в третьей колонке таблицы 3.

7.2.2.2 Оболочка манекена

Неопределенность измерений, обусловленную манекеном, определяют отклонением пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии из-за допусков при изготовлении манекена и отклонений диэлектрических параметров тканеэквивалентной жидкости внутри манекена (см. 7.2.3.3, 7.2.3.4). Допуски при изготовлении манекена включают в себя:

- отклонения формы внутренней и внешней поверхностей оболочки манекена от формы, которая определена в файле

, используемом в соответствии с требованиями настоящего стандарта;

- отклонения толщины оболочки манекена от толщины, которая определена в файле

Неопределенность оценивают для наихудшего случая зависимости коэффициента удельного поглощения энергии от расстояния до источника, т.е. зависимости от квадрата расстояния, при допущении, что расстояние

между тканеэквивалентной жидкостью манекена-головы и точкой расположения источника, создающего эквивалентную плотность тока в тканеэквивалентной жидкости, составляет 10 мм (эквивалентная плотность тока не связана с ближайшим источником тока и представляет собой плотность тока, обусловленную распределением локального магнитного поля):

;

, если

где

- неопределенность, %;

- максимальное отклонение толщины оболочки и формы манекена, мм;

- расстояние между тканеэквивалентной жидкостью и точкой местоположения источника, создающего эквивалентную плотность тока в тканеэквивалентной жидкости, мм.

Значение неопределенности измерений, рассчитанное, исходя из прямоугольного распределения вероятности, вносят в соответствующую строку таблицы 3.

7.2.2.3 Положение зонда по отношению к поверхности оболочки манекена

Неопределенность измерений, обусловленная положением зонда относительно оболочки манекена

, подлежит оценке. Составляющую неопределенности предельного пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии рассчитывают, исходя из прямоугольного распределения вероятности, с использованием аппроксимации ошибки первого порядка:

где

- неопределенность, %;

- неопределенность при определении расстояния между наконечником зонда и оболочкой манекена, т.е. неопределенность при определении положения манекена по отношению к наконечнику зонда;

- минимальная глубина зондирования, мм, для тканеэквивалентных жидкостей в соответствии с требованиями настоящего стандарта, т.е.

14 мм при частоте 3 ГГц.

Неопределенность коэффициента удельного поглощения энергии, рассчитанная исходя из прямоугольного распределения вероятности, указывается в третьей колонке таблицы неопределенности измерений.

7.2.2.4 Неопределенность измерений, обусловленная положением испытуемого устройства и его держателем

Держатель предназначен для удержания испытуемого устройства в правильном положении относительно манекена во время измерения коэффициента удельного поглощения энергии. Так как держатель способен повлиять на характеристики испытуемого устройства, требуется оценка неопределенности измерения коэффициента удельного поглощения энергии, обусловленной смещением держателя устройства, которая осуществляется в соответствии с 7.2.2.4.1. Порядок оценки неопределенности коэффициента удельного поглощения энергии, обусловленной нестабильностью позиционирования в результате технологических отклонений держателя, описан в 7.2.2.4.2. Оба подпункта рассматривают порядок определения относящихся к конкретным испытуемым устройствам и заранее заданных значений неопределенности измерений. При использовании заранее заданных значений неопределенности измерений в большинстве случаев допускается неоднократное повторение испытаний конкретных устройств с целью последовательного уменьшения задаваемых значений стандартных отклонений.

7.2.2.4.1 Неопределенность, обусловленная смещением держателя

Держатель испытуемого устройства изготавливается из диэлектрического материала с малыми потерями с диэлектрической проницаемостью менее 5 и тангенсом угла потерь менее 0,05 (указанные параметры материала можно проверить, например, с помощью коаксиального контактного пробника). Но даже при соблюдении этих условий некоторые держатели влияют на источник излучения, поэтому неопределенность, обусловленная держателем (т.е. отклонение от параметров, предусмотренных без учета держателя) подлежит оценке. Неопределенность для конкретного испытуемого устройства оценивают с использованием метода, установленного в 7.2.2.4.1.1, то есть по типу В. В 7.2.2.4.1.2 описан метод оценки по типу А неопределенности измерений для группы устройств со сходными характеристиками удельного поглощения, испытываемыми с использованием одного и того же держателя.

7.2.2.4.1.1 Оценка неопределенности измерений, обусловленной смещением держателя для конкретного испытуемого устройства: тип В

Неопределенность измерений для конкретного испытуемого устройства, работающего в установленной конфигурации, оценивают с помощью следующих двух испытаний, проводимых с использованием плоского манекена:

a) Оценкой предельного пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии

испытуемого устройства, закрепленного в держателе в том же положении, в каком он закрепляется при проведении испытаний, с последующим приведением испытуемого устройства в непосредственный контакт с плоским манекеном так, чтобы горизонтальная и центральная вертикальная линии испытуемого устройства были параллельны днищу манекена.

b) Оценка предельного пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии

испытуемого устройства, находящегося в том же положении, но удерживаемом в нем с помощью пенополистирола или эквивалентного ему неотражающего материала с низкими потерями (диэлектрическая проницаемость не более 1,2, тангенс угла потерь - не более 10

Неопределенность коэффициента удельного поглощения энергии

, %, вносимую в таблицу 3, рассчитывают по формуле

где

- коэффициент удельного поглощения энергии с держателем, Вт/кг;

- коэффициент удельного поглощения энергии без держателя, Вт/кг.

Данную неопределенность рассчитывают при условии, что имеет место прямоугольное распределение вероятности при бесконечном числе степеней свободы,

7.2.2.4.1.2 Оценка неопределенности измерений, обусловленной смещением держателя, для конкретного испытуемого устройства: тип А

Анализ неопределенности измерений по типу А может выполняться в отношении группы испытуемых устройств с одинаковой формой и параметрами распределения значений удельного поглощения энергии. Значение неопределенности измерений, вычисляемое с помощью данного типа анализа, может применяться и к другим испытуемым устройствам с аналогичными характеристиками удельного поглощения, испытываемым с помощью того же держателя, что дает возможность избежать проведения их испытаний, описанных в 7.2.2.4.1.1. Влияние держателя для

разных моделей испытуемых устройств с разными конфигурациями оценивают путем проведения испытаний, описанных в 7.2.2.4.1.1 на каждой модели (число

должно быть не менее шести); при этом для каждой конфигурации:

где

- неопределенность, %;

- коэффициент удельного поглощения с держателем, Вт/кг;

- коэффициент удельного поглощения энергии без держателя, Вт/кг.

Соответствующее значение неопределенности измерений, подлежащее внесению в таблицу 3, рассчитывают с использованием среднеквадратического значения индивидуальных неопределенностей при допущении, что число степеней свободы

. Учитывая изменение конструкции испытуемых устройств, рекомендуется обновлять базу данных ежегодно.

7.2.2.4.2 Неопределенность измерений, обусловленная положением испытуемого устройства, при использовании конкретного держателя испытуемого устройства: тип А

Отклонение реального положения испытуемого устройства от положения, установленного в настоящем стандарте, зависит от точности средств позиционирования устройства, а также от понимания требований настоящего стандарта лицом, проводящим испытание. Помимо этого, значение данного отклонения и его влияние на предельные пространственно усредненные значения коэффициента удельного поглощения энергии зависят от конструкции испытуемых устройств. Поскольку все эти параметры неразделимы, требуется проведение описанных ниже испытаний по типу А.

7.2.2.4.2.1 Неопределенность позиционирования конкретного испытуемого устройства в конкретном держателе

Для конфигураций и положений испытуемых устройств, оцениваемых при измерении предельного пространственно усредненного удельного поглощения энергии, проводят не менее четырех дополнительных испытаний с тем, чтобы общее число испытаний

было

5. Выраженное в процентах стандартное отклонение среднего значения рассчитывают при условии, что число степеней свободы

7.2.2.4.2.2 Неопределенность позиционирования конкретных типов испытуемых устройств в конкретном держателе

Анализ неопределенности измерений по типу А может быть проведен применительно к группе из

испытуемых устройств с одинаковой формой и параметрами распределения коэффициента удельного поглощения энергии. Число

должно быть не менее шести, при этом каждое из

испытаний выполняется

раз в соответствии с требованиями 7.2.2.4.2.1. Половину из

испытаний выполняют с устройством в положении "вдоль щеки", а вторую половину - с устройством в "наклонном" положении. Соответствующую неопределенность оценивают с использованием среднеквадратического значения

индивидуальных стандартных отклонений. Значение неопределенности, подлежащее занесению в таблицу 3, должно представлять собой стандартную неопределенность при

1 и соответствовать доверительной вероятности 68%. Число степеней свободы

. При определении неопределенности измерений с помощью данной процедуры испытания отдельно взятых устройств в соответствии с 7.2.2.4.2.1 могут не потребоваться. Учитывая изменение конструкции испытуемых устройств, рекомендуется обновлять базу данных ежегодно.

7.2.3 Влияние физических параметров

7.2.3.1 Введение

Методы испытаний диэлектрических параметров подробно описаны в приложении J, а методы вычисления неопределенности измерений - в J.7 того же приложения.

Примечание - Рекомендуется, чтобы неопределенность измерений каждого из диэлектрических параметров не превышала допустимого отклонения от заданных значений измеряемых диэлектрических параметров.

7.2.3.2 Плотность жидкости

Предполагается, что плотность тканеэквивалентных жидкостей с соответствующими электромагнитными параметрами равна 1000 кг/м

. Данное значение плотности используется при определении коэффициента удельного поглощения энергии.

7.2.3.3 Проводимость жидкости

Неопределенность, связанная с проводимостью жидкости, имеет два источника. Первый источник неопределенности измерений - допустимое отклонение ±5% заданного значения, представленного в таблице 1; второй источник неопределенности измерений - методы измерения проводимости. Оценку неопределенности измерений проводят с учетом прямоугольного распределения вероятности (см. приложение J, раздел J.7).

7.2.3.4 Диэлектрическая проницаемость жидкости

Неопределенность, связанная с диэлектрической проницаемостью жидкости, имеет два источника. Первый источник неопределенности измерений - допустимое отклонение ±5% заданного значения, представленного в таблице 1; второй источник неопределенности измерений - методы измерения диэлектрической проницаемости. Оценку неопределенности измерений проводят, исходя из прямоугольного распределения вероятности (см. приложение J, раздел J.7).

7.2.3.5 Колебания выходной мощности испытуемого устройства, параметров зонда, температуры и влажности

Учет отклонений и ухода параметров, вызываемых электронной частью испытуемого устройства и измерительного оборудования, а также температурой и влажностью, проводят на первом и последнем этапах процесса измерений, предусмотренного 6.3; при этом допустимым является отклонение ±5%. При оценке отклонений принимается прямоугольное распределение вероятности.

7.2.3.6 Отклонения окружающих условий

Отклонения окружающих условий возникают под воздействием различных факторов:

- отражение электромагнитных волн в помещении испытательной лаборатории;

- влияние электромагнитных свойств оболочки манекена и держателя испытуемого устройства;

- естественный уровень внешних электромагнитных полей.

Допустимое отклонение составляет ±3%; при оценке неопределенности принимается прямоугольное распределение вероятности.

7.2.4 Неопределенность, обусловленная последующей обработкой данных

7.2.4.1 Введение

В настоящем подпункте описывается порядок оценки неопределенности измерений, которая обусловлена последующей обработкой дискретных данных измерений, предназначенных для вычисления предельного пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии, приведенного к 1 и 10 г ткани, т.е. суммарной стандартной неопределенности измерений, связанной с алгоритмами интерполяции, экстраполяции, усреднения и поиска максимума. Эти алгоритмы могут вводить неопределенность, обусловленную общими допущениями относительно характеристик поля, и, следовательно, не позволяют точно учесть параметры распределения электрического поля, генерируемого конкретным испытуемым устройством, в тканеэквивалентной жидкости. Неопределенность, обусловленная алгоритмами, связана с решениями, принимаемыми при измерениях, и методами последующей обработки данных сканирования по площади и сканирования с высоким разрешением.

Реальное распределение коэффициента удельного поглощения энергии в области предельных значений в значительной степени зависит от рабочей частоты, конструкции испытуемого устройства, положения, в котором проводятся его испытания, и близости к тканеэквивалентной жидкости. Распределение коэффициента удельного поглощения может иметь как довольно малый градиент (если источник сигнала низкой частоты находится на большом удалении), так и очень большой градиент (если малоразмерный источник сигналов высокой частоты, как например спиральная антенна, находится в непосредственной близости к ткани). В некоторых случаях коэффициент удельного поглощения энергии имеет максимальное значение не на поверхности манекена из-за ослабления магнитных полей на поверхности [36].

Приведенные ниже функции распределения коэффициента удельного поглощения энергии позволяют имитировать данные условия и предназначены для вычисления неопределенности измерений. Эти выведенные опытным путем опорные функции используются для генерирования искусственных или "фиктивных" наборов данных об удельном поглощении энергии, предназначенных для проверки подпрограмм последующей обработки, используемых системным программным обеспечением. Контрольные значения функций, вычисляемые с применением крупной и мелкой расчетных сеток, тех же, которые применяются при проведении измерений, вводятся в программное обеспечение, предназначенное для оценки удельного поглощения энергии. Значения коэффициента удельного поглощения энергии в узловых точках сеток, соответствующих измерительным сеткам сканирования по площади и сканирования с высоким разрешением, вычисляют, исходя из трех типов распределения коэффициента удельного поглощения энергии, описанных в 7.2.4.2, и обрабатывают с применением системных алгоритмов интерполяции, экстраполяции и интеграции, как если бы они были реальными измеренными значениями. Результирующие значения коэффициента удельного поглощения энергии, приведенные к 1 и 10 г ткани, сравнивают с контрольными значениями коэффициента удельного поглощения энергии, перечисленными в 7.2.4.2. Порядок оценки неопределенности коэффициента удельного поглощения энергии, обусловленной алгоритмами последующей обработки данных сканирования по площади и сканирования с высоким разрешением, приведен в 7.2.4.3. Функции, применяемые при проведении испытаний, построены при допущении о плоской форме поверхностей тканеэквивалентной жидкости и манекена. Порядок применения этих функций к сопряжениям с искривленной формой рассматривается в 7.2.4.4. Данная концепция определения неопределенности измерений основана на допущении об отсутствии ошибок в местоположении точек сетки, рассчитанных с использованием аналитических функций распределения; при этом неопределенность измерений, обусловленную положением зонда, не учитывают.

7.2.4.2 Функции, применяемые при проведении оценочных испытаний

Чтобы в полной мере отразить картину распределения значений коэффициента удельного поглощения энергии для устройств, испытываемых в соответствии с требованиями настоящего стандарта, применяют три аналитические функции:

. Функция пространственно пологого распределения

и функция пространственно резкого распределения

дают возможность охватить весь ожидаемый диапазон значений градиентов поля при измерении коэффициента удельного поглощения энергии испытуемого устройства. Функция

позволяет учитывать условия воздействия с ослаблением магнитного поля на границе поверхности манекена и тканеэквивалентной жидкости. Функции распределения определены для поверхности манекена со значением

0, а для тканеэквивалентной жидкости - для всех случаев

;

где

, мм;

- параметр отклонения;

20 мм;

1 Вт/кг.

Приведенные выше параметры

не имеют физического смысла, кроме использования при генерировании соответствующих распределений коэффициента удельного поглощения энергии. Так, например, значение

2,5 мм обеспечивает боковое смещение распределения удельного поглощения, при котором области предельных значений не совпадают с измерительной сеткой с шагом 5 мм. Этот сдвиг предназначен для проверки подпрограмм поиска точек с предельными значениями и оценки неопределенности, связанной с программным обеспечением. Контрольные значения коэффициента удельного поглощения энергии функций распределения

для кубов, соответствующих 1 и 10 г ткани, соотнесенные с координатными осями

, указаны в таблице 2. Эти контрольные значения используются в последующих подразделах для проверки других функций обработки результатов измерений.

Таблица 2 - Контрольные значения коэффициента удельного поглощения энергии, предназначенные для оценки неопределенности измерений при обработке результатов измерений


Функция	Контрольное значение , Вт/кг
	Куб 1 г ткани	Куб 10 г ткани
	0,881	0,759
	1,796	1,375
	3,049	1,385

7.2.4.3 Оценка неопределенности, связанной с алгоритмами обработки данных

7.2.4.3.1 Оценка неопределенности измерений, связанной с грубым сканированием по площади

Для оценки предельного пространственно усредненного коэффициента удельного поглощения энергии с заданной неопределенностью измерений необходимо, чтобы область максимального воздействия определялась на основе данных

сканирования по площади

с такой степенью точности, чтобы предельное пространственно усредненное значение коэффициента удельного поглощения энергии полностью укладывалось в объем

сканирования с высоким разрешением

. Иными словами, алгоритмы интерполяции

сканирования по площади

должны обеспечивать определение областей с предельными значениями коэффициента удельного поглощения энергии с точностью

мм или выше, где

- длина стороны объема, используемого для

сканирования с высоким разрешением

. При выполнении этого условия, что должно быть проверено в порядке, описанном в настоящем подпункте, неопределенность измерений, связанная со

сканированием по площади

, не влияет на суммарную неопределенность измерений.

Контрольные значения функции, рассчитываемые в обычных точках сетки

сканирования по площади

, закладывают в системное программное обеспечение. Алгоритм интерполяции использует контрольные точки, как если бы они были определены для проведения

сканирования по площади

, и устанавливает область с предельным значением коэффициента удельного поглощения (

). Полученный результат сравнивают с реальным местоположением точки с предельным значением, установленным с помощью аналитической функции при (

)=(-2,5, -2,5) мм, если

2,5 мм. Нижние индексы "

" и "

" означают соответственно "оцененное" и "контрольное". Иными словами, удовлетворяются условия следующих неравенств:

мм;

мм.

Возможность точного определения областей с предельными значениями коэффициента удельного поглощения энергии с помощью двухмерного

сканирования по площади

зависит от пространственного разрешения

сетки

сканирования по площади

, пространственного разрешения

интерполированных величин, а также типа функций интерполяции

. Кроме того, возможность точного определения областей с предельными значениями коэффициентов

зависит от положения измерительной сетки относительно реальных точек с предельными значениями

и числа используемых точек измерения

Неопределенность, связанная с алгоритмами интерполяции, применяемыми при проведении сканирования по площади в целях определения областей с предельными значениями коэффициента удельного поглощения энергии, оценивают в следующей последовательности:

a) Выбирают шаг измерения

Ознакомьтесь со всеми возможностями «ГОСТ Ассистент» и экономьте время на поиск и актуализацию информации

Тариф «Старт+»

Смарт-поиск

Тариф «Старт»

Статус документа

Скачать документ

Добавление закладки

Поделиться ссылкой

Добавление в избранное