How can I measure EMF performance of 5G base stations?

Definitions of EMF performance measurement procedures are under discussion in many regions around the world. Switzerland was one of the first countries to roll out 5G NR and has defined specifications for code-selective EMF measurements. The R&S®TSMA6 with Qualipoc Android uses these specifications and measures the power of continuously transmitted signals (SSBs). Total EMF can be calculated using extrapolation factors. For more details, see white paper (“EMF measurements in 5G networks”).

The electromagnetic field strength (EMF) represents the amount of electromagnetic radiation in a certain location. It is based on power measurements that require a calibrated antenna with a known gain curve. Using the flux density [W/m²], the EMF value can be calculated in [V/m] units by applying several mathematical formulas in a second step.

Tests der elektromagnetischen Umweltverträglichkeit (EMVU)

Gewinnen Sie einen klaren Überblick über elektromagnetische Felder in Ihrer Umgebung; messen Sie elektromagnetische Feldstärken gemäß Normvorgaben und identifizieren Sie deren Quellen

Die Messung von Aussendungen elektromagnetischer Felder (EMF-Immissionen) gemäß nationaler und internationaler Normen ist hilfreich, um sicherzustellen, dass Sendersysteme konform innerhalb einschlägiger Grenzwerte arbeiten, und um diese Konformität nach außen darzulegen. Für die Messung aller möglichen EMF-Immissionen, einschließlich der Frequenzen von TV- und Hörfunk, Mobilfunkbändern und Radaraussendungen, stehen verschiedene Testverfahren zur Verfügung. Sind gleichartige Immissionen aus mehreren Quellen gleichzeitig vorhanden, so lässt sich mit den Tests auch der Beitrag der einzelnen Quellen feststellen, beispielsweise von Basisstationen in einem Mobilfunknetz.

Will man die Exposition gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen Feldern (HF EMF) von LTE- oder 5G-Mobilfunknetzen testen, so erfordert dies sehr viel mehr als nur die Messung der Feldstärke. Dabei spielt die Signalquelle eine ebenso wichtige Rolle wie der Strahlungspegel. Während frequenzselektive Messungen in LTE-Bändern die gesamten momentanen Immissionen aller umgebenden Basisstationen an einem Messort ermitteln, können codeselektive Messungen die Immissionen bestimmten Basisstationen zuordnen, um die Feldstärke zu regulieren.

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Frequenzselektive EMF-Messungen

Das frequenzselektive Verfahren ist eine Kanalmessung und liefert Ergebnisse für relevante Funkdienste. Der Messaufbau umfasst ein frequenzselektives Messgerät oder einen Spektrumanalysator. Das Instrument ist entweder mit einer Richtantenne oder einer isotropen Antenne verbunden und durchfährt den interessierenden Frequenzbereich im Sweep Mode. Bei beiden Messaufbauten müssen die Antennenfaktoren für jedes Antennenelement sowie die Messkabeldämpfung berücksichtigt werden.

Die Feldstärke wird direkt in dBμV/m angezeigt. Mit der frequenzselektiven Messung lässt sich bei einer Exposition durch mehrere Sender die Summe der Immissionen an einem Messort ermitteln. Die ICNIRP-Richtlinien liefern Empfehlungen für EMF-Immissionsgrenzwerte in Abhängigkeit vom Frequenzbereich. Darüber hinaus können lokale Behörden eigene Immissionsgrenzwerte festsetzen. Üblicherweise werden die relevanten Grenzwerte zusammen mit dem Messergebnis im selben Protokoll angegeben.

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Codeselektive EMF-Messungen an 5G-Trägern

Das codeselektive Verfahren identifiziert mittels Demodulation Träger, Funkzellen und Antennenstrahlen (Beams) und ermittelt ihren jeweiligen Beitrag zur elektromagnetischen Feldstärke. 5G NR wendet neue Techniken wie Beamforming an. Dabei werden sehr schmale, auf den Nutzer ausgerichtete Strahlen eingesetzt, um den Signal/Stör-Abstand (SINR) zu erhöhen und somit einen hohen Datendurchsatz zu erzielen. Allerdings kann dies zu Stellen mit erhöhter EMF-Immissionsbelastung in der Umgebung führen.

Für die Messung ist ein Suchlauf-Empfänger mit einer 5G-NR-Demodulationsfunktion erforderlich, um Träger, Funkzellen und Antennenstrahlen zu identifizieren. Innerhalb eines bestimmten Gebiets müssen für jede Funkzelle und jeden Antennenstrahl die maximalen Immissionspegel gemessen werden, um zu verstehen, wie es zu Stellen mit höherer Immissionsbelastung kommt. Alle im Feld gemessenen Daten müssen für die Protokollierung und spätere Nachverarbeitung verfügbar sein. Im Nachgang können Extrapolationsfaktoren angewendet werden, um die Leistungs-Offsets zwischen 5G-NR-Signalen nachzubilden.

Codeselektive EMF-Messungen an 5G-Trägern

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Verwandte Produkte für EMF-Tests

FAQs zu EMF-Tests

Wie kann ich die EMF-Performance von 5G-Basisstationen messen?

Definitionen für Verfahren zur EMF-Performance-Messung werden derzeit weltweit diskutiert. Die Schweiz hat als eines der ersten Länder 5G NR eingeführt und Spezifikationen für codeselektive EMF-Messungen festgelegt. Der R&S®TSMA6 Netzwerkscanner mit Qualipoc Android unterstützt diese Spezifikationen und misst die Leistung von Signalen, die kontinuierlich in den Synchronization Signal Blocks (SSB) übertragen werden. Die gesamte elektromagnetische Feldstärke kann mittels Extrapolationsfaktoren berechnet werden. Weitere Details finden Sie in unserem White Paper „EMF measurements in 5G networks“ (EMF-Messungen in 5G-Netzen).

Was ist EMF?

Die elektromagnetische Feldstärke (EMF) stellt die gesamte elektromagnetische Strahlung an einem Ort dar. Sie wird durch Leistungsmessungen ermittelt, für die eine kalibrierte Antenne mit einer bekannten Gewinncharakteristik erforderlich ist. Mit Hilfe der Flächenleistungsdichte [W/m²] lässt sich in einem zweiten Schritt mittels mehrerer mathematischer Formeln die elektrische Feldstärke in [V/m] berechnen.

Verwandte Anwendungen für EMF-Tests

Webinar: EMF-Messungen

In diesem Webinar erhalten Sie die Informationen, die Sie zur Durchführung von 5G-EMF-Messungen brauchen.

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Wie misst man Elektrosmog in 5G-Netzen? In diesem White Paper erfahren Sie mehr über die Messung elektromagnetischer Felder.

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