Produktprüfung in Akustik- und EMV-Halle
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17.02.2020 Fachinformation 307 0

Zeit- und Kosteneinsparungen bei der Bewertung der spezifischen Absorptionsrate

IEC hat eine neue Norm veröffentlicht, die ein neuartiges Messverfahren zur Bewertung der spezifischen Absorptionsrate der menschlichen Exposition gegenüber hochfrequenten Feldern von drahtlosen Kommunikationsgeräten festlegt. Hersteller, Prüflabore, Regulierungsbehörden und die Allgemeinbevölkerung profitieren von dieser neuen IEC-Norm.

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IEC

Von Catherine Bischofberger

Das Technische Komitee 106 der IEC hat die erste Ausgabe der IEC 62209-3 veröffentlicht.

Die Norm beschleunigt die Messung von Hochfrequenzfeldern (HF) von drahtlosen Kommunikationsgeräten und deren Auswirkungen auf den menschlichen Körper erheblich.

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Klaus-Peter Bretz
Zuständiges Gremium
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Viele von uns hätten Schwierigkeiten, ohne unsere Smartphones zu leben. Wir wissen entweder nicht (oder wir vergessen es einfach!), dass diese tragbaren Minicomputer elektromagnetische Strahlung (EM-Strahlung) in Form von Funkwellen aussenden. Diese EM-Strahlung muss vor jeder Markteinführung auf die Einhaltung der gesetzlichen und sonstigen Anforderungen hin gemessen werden.

Ein Mobiltelefon hat sowohl einen Sender- als auch einen Empfängerteil. Wenn ein mobiles Gerät in Betrieb ist, sendet es Funkwellen aus, die aus Hochfrequenzenergie (HF) bestehen, einer Form von elektromagnetischer Strahlung, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Es funktioniert, indem es Funkwellensignale an nahegelegene Basisstationen sendet und von diesen empfängt.

Die Befürchtung, dass diese HF-Felder unsere Gesundheit beeinträchtigen könnten, hat den Gesetzgeber dazu veranlasst, Grenzwerte festzulegen. Viele Länder auf der ganzen Welt haben die Richtlinien der International Commission for Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) übernommen. Diese Richtlinien beziehen sich auf eine spezifische Absorptionsrate (SAR), ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der EM durch den menschlichen Körper absorbiert wird, wenn er Funkwellen ausgesetzt ist. Dies geschieht beispielsweise bei der Benutzung eines Mobiltelefons.


Konzept der Zukunftstechnologie 5G-Netzwerk Funksysteme und Internet der Dinge
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Messung der Strahlenbelastung von Menschen bei der neuen Netzwerktechnologie 5G

5G ist die neueste Generation der mobilen Netzwerktechnologie. Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) stellt bewährte Verfahren bereit, um die genaue Bewertung von elektromagnetischen Feldern bei der Prüfung von 5G-Netzwerken und -Geräten zu gewährleisten.

IEC/TC 106 spielt hierbei eine zentrale Rolle mit der vor kurzem erfolgten Veröffentlichung eines neuen Technischen Berichts der IEC zur Beurteilung der Belastung des Menschen durch Hochfrequenz-Felder in der Nachbarschaft von Basisstationen.

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Fachkompetenz der IEC

Um die SAR von mobilen Geräten genau und reproduzierbar zu prüfen, müssen geeignete Messwerkzeuge und -methoden genormt eingesetzt werden. Eine IEC-Kernkompetenz ist die Normung von Messwerkzeugen und -verfahren, damit elektrische und elektronische Geräte und Systeme sicher eingesetzt werden und funktionieren können. Diese Arbeit kommt Herstellern, Prüflaboren, Regulierungsbehörden und der Allgemeinbevölkerung zugute.

Die IEC hat ein technisches Komitee zur Normung der Methoden zur Bewertung der elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Felder, die mit der Exposition des Menschen verbunden sind, eingerichtet. Das aktive TC 106 der IEC (Spiegelgremium: DKE/K 764) hat eine neue Norm veröffentlicht, die ein neuartiges Messverfahren zur Bewertung der SAR der menschlichen Exposition gegenüber HF-Feldern von drahtlosen Kommunikationsgeräten festlegt.


Tauben auf Stromleitung
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Expertengremium DKE/K 764 Sicherheit in elektromagnetischen Feldern

Das Expertengremium ist für die Festlegung von Sicherheitsanforderungen bezüglich der Einwirkung von elektromagnetischen Feldern auf Personen (EMF) im Frequenzbereich von 0 Hz bis 300 GHz zuständig.

Seitens des DKE/K 764 und der entsprechenden internationalen und europäischen Normungsgremien werden vorwiegend messtechnische Festlegungen erarbeitet und international bzw. europäisch vorhandene Grenzwertfestlegungen für elektromagnetische Felder umgesetzt.

Zum Expertengremium DKE/K 764

Messtechnologie auf dem Stand der Technik

Die Norm geht neue Wege, weil sie Anforderungen an schnelle SAR-Messsysteme mit einer Vektorsonden-Array-Lösung festlegt. Dieses System bestimmt das 3D-EM-Feld, indem es einen 3D-Rekonstruktionsalgorithmus in einem Phantom, einer Art Schaufensterpuppe oder einem physikalischen Modell des menschlichen Körpers, verwendet. „Diese Art von Tests würde mit herkömmlichen Messmethoden etwa fünf Wochen dauern. Die vektorbasierte Messung ermöglicht es den Herstellern, sie in weniger als einem halben Tag durchzuführen, was ebenfalls eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis bedeutet“, sagt Jafar Keshvari, der das Projektteam leitet, das die Norm erstellt hat.

53 Mitglieder aus 14 Ländern waren an der Entwicklungsarbeit beteiligt. „Industrielle Anwender, Hersteller von SAR-Ausrüstung, die Wissenschaft und - sehr wichtig - die Regulierungsbehörden waren beteiligt. Jafar hat es geschafft, all diese unterschiedlichen Standpunkte einzubeziehen und eine sehr kooperative Gruppe zu bilden. Der Beitrag der Regulierungsbehörden war entscheidend, und wir glauben, dass die Norm international, in den USA, Europa und Asien, große Verbreitung finden und in einigen Fällen als Blaupause für die Gesetzgebung dienen wird“, fügt Mike Wood, Vorsitzender des IEC TC 106, hinzu.

Die Zusammenarbeit mit dem Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) war ebenfalls ein grundlegender Vorteil. „Es ist wirklich eine gemeinsame Norm. Die IEC hat mit dem International Committee for Electromagnetic Safety der Organisation zusammengearbeitet. Unser Projektteam wurde auch enorm vom Sekretär des IEC TC 106, Matthias Maier, erhalten“, sagt Keshvari.

Mit Blick auf die Zukunft erwartet Keshvari die Erweiterung des Messbereichs, um niedrigere und höhere Frequenzen zu erreichen sowie die Entwicklung der Technologie zur Messung der Leistungsdichte, die für 5G-Systeme in Betracht gezogen wird. „IEC/TC 106 umfasst eine dynamische Gruppe von Ingenieuren, von denen viele junge Ingenieure und Fachleute sind. Sie investieren sehr viel Zeit, um diese grundlegenden Standards vorzubereiten“, sagt Wood. Sie sind grundlegend, weil sie den Weg dafür ebnen, dass neue Technologien, wie 5G und das IoT, so routinemäßig und sicher wie möglich eingesetzt werden können.



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Internationale Zusammenarbeit in der elektrotechnischen Normung