2014 Störungen durch Mobiltelefone Spack Karin Witschi Electronic AG 08.05.2014
Störungen verursacht durch Mobiltelefone Kundeninformation / DH Alle Witschi Geräte mit CE-Kennzeichnung erfüllen die EMV Richtlinien gemäss 89/336/EWG bzw. 2004/108/EG. Die Immunität (Störfestigkeit) wird dabei nach Prüfnorm IEC 61000-4-3 getestet. Ziel dieser Prüfung ist die Störfestigkeit gegen elektromagnetische Felder, welche z.b. durch Mobiltelefone erzeugt werden, zu prüfen Die Felder werden nacheinander in horizontaler und vertikaler Polarisation erzeugt. Die Feldstärke (Prüfpegel) beträgt 3V/m. Der geprüfte Frequenzbereich beträgt 80-1000 MHz. Seit 2008 werden zusätzlich 1400-2000 MHz mit 3V/m und 2 GHz-2.7 GHz mit 1V/m geprüft. Angaben zur Strahlungsintensität, welche von Mobiltelefonen unter schlechten Empfangsbedingungen ausgehen: Beim Mobiltelefon wird die Sendeleistung laufend automatisch auf dem niedrigsten Wert gehalten. Beim Telefonieren im Hausinneren bedarf es daher einer größeren Sendeleistung als im Freien. In Abhängigkeit des Standorts der telefonierenden Personen sind daher die Signalstärken laufenden Schwankungen unterworfen. Spitzenwerte können die typisch gemessenen Werte stark überschreiten. Abstände zur Erreichung von verschiedenen Störfeldstärken: 3 V/m 10 V/m 100 V/m Anmerkung GSM-Handy etwa 3 m etwa 1 m unter 1 cm Bei max. Sendeleistung (2 Watt bei 900 MHz) Um Störungen und Messfehler zu vermeiden, wird für die Benutzung von Mobiltelefonen ein Minimalabstand von mindestens 3m zum Messgerät empfohlen. O:\P5_Produkt-Teilproz\P51_Marketing\Business\Technische Dokumente\Störungen durch Mobiltelefone.docx Seite 1 von 1
Empfehlungen Witschi Electronic AG Sehr geehrte Kunden Die wichtigste Information ist diese: Um Störungen und Messfehler zu vermeiden, wird für die Benutzung von tragbaren Telefonen (Mobile- und DECT- Telefone) ein Minimalabstand von mindestens 3m zum Messgerät empfohlen. Sie finden weitere Detailinformationen auf den folgenden Seiten zu: 1. Mobiltelefon 2. Schnurlostelefon (DECT-Telefon) 3. Bluetooth 4. WLAN (WiFi) 5. Elektrische Feldstärke an einem beliebigen Ort 6. Elektrische Feldstärke an einem beliebigen Ort mit einer Antenne mit absolutem Gewinn G i 7. Angewandte Normen für die EMV-Prüfung von Witschi Geräten Bei Fragen sind wir gerne für Sie da. Witschi Electronic AG O:\P5_Produkt-Teilproz\P51_Marketing\Business\Technische Dokumente\Störungen durch Mobiltelefone.docx Seite 2 von 2
Weiter führende Informationen Quelle: www.bag.admin.ch > Themen > Strahlung > Elektromagnetische Felder EMF 1. Mobiltelefon GSM (Global System for Mobile Communication) ist ein digitaler Mobilfunkstandard, der vor allem für Telefonie und das Übermitteln von SMS (Short Messages) verwendet wird. Der GSM-Standard benutzt Frequenzen um 900 MHz (GSM-900, D-Netz) beziehungsweise 1800 MHz (GSM-1800, E- Netz). Triband -Handys können zusätzlich noch auf 1900 MHz (GSM-1900) operieren, diese Frequenzen werden hauptsächlich in den USA genutzt. Neuere Quadband-Handys (ebenfalls in den USA gebräuchlich), operieren zusätzlich auf 850 MHz. Während die Basisstationen für Mobiltelefone Sendeleistungen um 50 Watt haben, kommen Mobiltelefone mit Sendeleistungen von max. 2 W (D-Netz) beziehungsweise 1 W (E-Netz) aus. Mobiltelefone können jedoch auch zum Verschicken von Daten oder zum Surfen im Internet verwendet werden, GPRS (General Packet Radio System) und Edge (Enhanced data rate for global evolution) sind Weiterentwicklungen von GSM, welche den Datenverkehr ermöglichen. UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), die neue (dritte) Generation in der Mobiltelekommunikation, hat eine erhöhte Datenrate im Vergleich zu GSM und ist besser geeignet für Daten- und Multimediadienste. Es wird aber auch für Telefonie und SMS genutzt. Mittelfristig wird UMTS den GSM Standard ablösen. Die max. Sendeleistung beträgt 250mW. GSM UMTS Sendefrequenz (MHz) 900 1800 2100 Spitzensendeleistung Max. Sendeleistung 2000 1000 125-250 240 120 125-250 2. Schnurlostelefon (DECT-Telefon) Die meisten Schnurlostelefone sind heute DECT-Telefone (DECT: Digital Enhanced Cordless Telecommunication). Sie bestehen aus einer Basisstation und einem oder mehreren Hörern. Der Hörer strahlt nur während eines Telefongesprächs, die Basisstation strahlt normalerweise dauernd. Die Strahlung von Basisstation und Hörer ist sehr klein. Die des Hörers ist etwa 40 mal kleiner als der empfohlene Grenzwert, diejenige der Basisstation nimmt mit dem Abstand schnell ab und ist in einer Entfernung von 20 cm etwa 25 mal kleiner als der empfohlene Grenzwert und in 1 m Abstand etwa 100 mal. Spitzensendeleistung Sendeleistung Basisstation Sendeleistung Hörer 250 250 Telefongespräch 10 10 Ruhezustand 2,5 0 O:\P5_Produkt-Teilproz\P51_Marketing\Business\Technische Dokumente\Störungen durch Mobiltelefone.docx Seite 3 von 3
Das elektrische Feld in der Nähe einer DECT-Basisstation mit und ohne Betrieb eines oder mehrerer Mobilteile wird in untenstehender Figur gezeigt. Es fällt dabei die starke Abstandsabhängigkeit auf. Die gemessenen Feldstärken liegen immer weit unterhalb des von ICNIRP empfohlenen Grenzwertes von 60 V/m. Auch während sechs gleichzeitigen Gesprächen ist das Feld im Abstand von 20 cm 10 mal kleiner als dieser Grenzwert. 3. Bluetooth Bluetooth-Funkverbindungen (IEEE 802.15.1) dienen zur Stimm- und Datenübertragung über kurze Distanzen. Mit Bluetooth können verschiedene Geräte kabellos verbunden werden, z.b. ein Handy mit einer Freisprechvorrichtung oder ein Laptop mit dem Drucker oder einer Maus. Bluetooth- Geräte werden den drei verschiedenen Sendeleistungs-Klassen 1, 2 und 3 zugeteilt. Die Strahlung von Bluetooth-Geräten der Leistungsklassen 2 und 3 ist schwach und lokal begrenzt. Die meisten körpernah betriebenen Bluetooth-Anwendungen gehören diesen Leistungsklassen an. Bluetooth- Sender der stärksten Leistungsklasse 1 können zu Strahlungsbelastungen ähnlich wie bei einem Handy führen, sofern sie in unmittelbarer Nähe zum Körper betrieben werden. Leistungsklassen von Bluetooth-Sendern Leistungsklasse Spitzensendeleistung Max Sendeleistung Min Sendeleistung Reichweite (m) 1 100 76 1 100 2 2,5 1,9 0,25 40 3 1 0,8 10 O:\P5_Produkt-Teilproz\P51_Marketing\Business\Technische Dokumente\Störungen durch Mobiltelefone.docx Seite 4 von 4
Das elektrische Feld in der Nähe von Bluetooth USB-Stecker-Antennen im Betrieb mit maximaler Sendeleistung wird in Figur 3 gezeigt. Das Feld nimmt mit dem Abstand zum Gerät schnell ab. Die gemessenen Feldstärken der Bluetooth-Geräte liegen schon im Abstand von 20 cm um mehr als Faktor 20 resp. 150 unter dem von ICNIRP empfohlenen Grenzwert von 61 V/m. Maximales elektrisches Feld (E-Feld) als Funktion des Abstandes für zwei Bluetooth-USB-Stecker verschiedener Leistungsklassen und einen PDA. Das elektrische Feld nimmt mit zunehmendem Abstand sehr schnell ab. Die Messungen wurden bei maximalen Sendeleistungen durchgeführt. 4. WLAN (WiFi) Zunehmend werden WLAN-fähige Handys und Schnurlostelefone für die Internettelefonie eingesetzt. Die Standards 802.11b and 802.11g verwenden das 2.4 GHz ISM Frequenzband mit einer Maximal zulässigen Sende- bzw. Strahlungsleistungen (EIRP) von 100 mw. Wie stark die Geräte strahlen, hängt von der Sendeleistung und dem jeweiligen Datenverkehr ab. Die Strahlung ist bei maximalem Datenverkehr am grössten. Sie nimmt mit dem Abstand zum Sender schnell ab. Sie ist auch bei mit maximaler Sendeleistung und maximalem Datenverkehr in einer Entfernung von 20 cm 10-mal kleiner und in 1 m Abstand 40-mal kleiner als der empfohlene Grenzwert. Tabelle 1 auf Seite 5: Eigenschaften der verschiedenen WLAN-Standards der IEEE. Der am häufigsten verwendete Standard ist heutzutage 802.11g. Figur 2 auf Seite 5: Elektrisches Feld (E-Feld) als Funktion des Abstandes für zwei verschiedene WLAN Access Points (AP), zwei verschiedene PC-Karten und einen PDA. Access Point 2 kann mit den Standards 802.11 a, b, g betrieben werden, die PC-Karte 2 mit 802.11 b und g. O:\P5_Produkt-Teilproz\P51_Marketing\Business\Technische Dokumente\Störungen durch Mobiltelefone.docx Seite 5 von 5
Tabelle 1 IEEE Standard 802.11a 802.11b 802.11g 802.11h Max. Sendeleistung 200 100 100 200/1000 Gemittelte Sendleistung Beacon Gemittelte Sendleistung max 1 0,5 0,5 0.5 < 200 < 100 < 100 < 200 Frequenz (MHz) 5150 5250 2400 2483,5 2400 2483,5 5150 5350 5470-5725 Reichweite(m) 50 bis 200 50 50 Leistungsregelung nein nein ja, statisch ja, dynamisch Max. Bruttodatenrate(MBit/s) 54 11 54 54 Verbreitung wenig veraltet am weitesten wenig Figur 2 O:\P5_Produkt-Teilproz\P51_Marketing\Business\Technische Dokumente\Störungen durch Mobiltelefone.docx Seite 6 von 6
5. Elektrische Feldstärke an einem beliebigen Ort Es versteht sich von selbst, dass es dort, wo eine menschliche Stimme von einem Mobiltelefon empfangen wird, Funkwellen geben muss. Allerdings hängt es im wesentlichen mit der Entfernung von der Sendeantenne zusammen, ob es dort Funkwellen gibt oder nicht. Die Stärke der Funkwellen wird von der elektrischen Feldstärke an diesem Ort angezeigt. Wenn man die Eigenschaften von Funkwellen und Antennen theoretisch betrachtet, nimmt man eine virtuelle Antenne, eine sogenannte isotrope Antenne, als Referenz. Solche Antennen sind punktförmig und können mit einer gewissen Feldstärke Funkwellen in alle Richtungen aussenden und von überall empfangen. Wie im folgenden Diagramm zu sehen ist, bezeichnet man die Flächenleistung am Ort D [m] entfernt von einer isotropen Antenne mit P [W] Leistung als Leistungsdichte [W/m2]. Das ist der Wert, der unter (2) dargestellt ist. Außerdem ist der Wert für den Poynting-Vektor* PV [W/m2] an diesem Ort (1), wobei man von einer elektrischen Feldstärke E [V/m] ausgeht. Da die Leistungsdichte und der Poynting-Vektor gleich sind, vorausgesetzt (1) = (2), ist die elektrische Feldstärke am entfernten Ort D [m] (3). * Die Bezeichnung Poynting-Vektor stammt von John Henry Poynting. 6. Elektrische Feldstärke an einem beliebigen Ort mit einer Antenne mit absolutem Gewinn G i Den oben erwähnten Formeln entsprechend nimmt man im allgemeinen eine Antenne mit absolutem Gewinn G i zur Feststellung der Feldstärke des Ortes D [m]. Ersetzen Sie G i durch den wahren Wert. O:\P5_Produkt-Teilproz\P51_Marketing\Business\Technische Dokumente\Störungen durch Mobiltelefone.docx Seite 7 von 7
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7. Angewandte Normen für die EMV-Prüfung von Witschi Geräten Kundeninformation / DH Test Type / Type d essai / Art der Prüfung Result / Résultat / Ergebnis Emission / Emission / Störaussendung EN 61000-6-3 EN 61000-6-4 Interference voltage Tension perturbatrice CISPR 22 Cl A/B Störspannung Radiated electromagnetic field Champ perturbateur CISPR 22 Cl A/B Störfeldstärke Harmonics Harmoniques EN / IEC 61000-3- 2 Oberschwingungen Voltage fluctuations (flicker) Fluctuations de tension EN / IEC 61000-3- 3 Spannungsschwankungen Immunity / Immunité / Störfestigkeit EN 61000-6-1 EN 61000-6-2 Electromagnetic fields Champs électromagnétiques EN / IEC 61000-4- 3 Elektromagnetische Felder Radio frequency common mode Fréquence radio en mode commun EN / IEC 61000-4- 6 HF-Strom common mode Magnetic fields (industrial frequencies) Champs magnétiques (fréq. industrielles) EN / IEC 61000-4-8 Magnetfelder (Industriefrequenzen) Voltage dips and interruptions Creux et coupures de tension EN / IEC 61000-4- 11 Spannungsein- und Unterbrüche montena emc sa CH-1728 Rossens - Switzerland - phone +41 26 411 93 33 - fax +41 26 411 93 30 - www.emc.montena.com - office.emc@montena.com O:\P5_Produkt-Teilproz\P51_Marketing\Business\Technische Dokumente\Störungen durch Mobiltelefone.docx Seite 9 von 9