Gigahertz Solutions HFW59D Manual
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HFW59D
2.4 - 10 GHz
Made in Germany
Deutsch
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Page 17
HF-Analyser
Hochfrequenz-Analyser für Frequenzen von
2,4 bis 10 GHz
Bedienungsanleitung
RF-Analyser
High Frequency Analyser for Frequencies from 2.4 to 10 GHz
Manual
Rev. 1.5 – 1804
Made in Germany
Danke!
Wir danken Ihnen für das Vertrauen, das Sie uns mit dem Kauf dieses Gerätes bewiesen haben. Es erlaubt Ihnen eine einfache Bewertung Ihrer Belastung hochfrequenter („HF“) Strahlung in Anlehnung an die Empfehlungen der Baubiologie.
Wiederholen Sie die Messung regelmäßig, da sich die Belastung durch den schnellen Ausbau der Funktechnologien über Nacht vervielfachen kann.
Thank you!
We thank you for the confidence you have shown in buying a Gigahertz Solutions product. It allows for an easy evaluation of your exposure to high-frequency (“HF”) radiation according to the recommendations of the building biology.
Please make sure to repeat measurements at regular intervals as the rapid development of the radio technologies may cause an overnight multiple increase of the pollution in your surroundings.
Sicherheitshinweise:
Das Messgerät nicht in Berührung mit Wasser bringen oder bei Regen benutzen.
Reinigung nur von außen mit einem schwach angefeuchteten Tuch. Keine Reinigungsmittel oder Sprays verwenden.
Aufgrund der hohen Auflösung des Messgerätes ist die Elektronik hitze-, stoß- und berührungsempfindlich. Deshalb nicht in der prallen Sonne oder auf der Heizung o.ä. liegen lassen, nicht fallen lassen oder im geöffnetem Zustand an den Bauelementen manipulieren.
Der Antenneneingang ist gegen Überlast abgesichert, insbesondere können keine
Handys, WLAN Router und ähnliche Geräte Schaden anrichten, egal wie nah sie an die Antenne gehalten werden.
Safety Instructions:
The HF analyser should never come into contact with water or be used outdoors in the rain. Clean the meter only from the outside, using a slightly moist cloth. Do not use cleaners or sprays.
Due to the high sensitivity level, the electronics of the HF analyser are very sensitive to heat, shock as well as touch. Therefore, do not leave the instrument in the hot sun, on a heating element or in any other damaging environment. Do not drop or try to manipulate its electronics inside when the casing is open.
The antenna input is protected against overload. This way no damage can be caused by especially mobile phones, WLAN routers or similar instruments, no matter how close they get to the antenna.
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Inhaltsverzeichnis
Funktions- und Bedienelemente
Vorbereitung des Messgerätes
Eigenschaften hochfrequenter Strahlung …
…und Konsequenzen für die Durchführung der Messung
Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Durchführung der Messung
2
4
5
6
8
Grenz-, Richt- und Vorsorgewerte 13
Audio-Modulationsanalyse 14
Benutzung der Signalausgänge 14
Weiterführende Analysen 15
Akkumanagement 15
Garantie 16
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Funktions- und Bedienelemente
Der HF-Teil des Gerätes ist durch ein internes Blechgehäuse am Antenneneingang gegen Störeinstrahlung geschirmt
(Schirmungsmaß ca. 35-40 dB)
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1) Lautstärkeregler für die Audioanalyse (Ein-/Ausschalter .
.
).
2) 3,5 mm Klinkenbuchse: AC-Ausgang des modulierten Signals zur Audioanalyse (PC-Audiokarte oder Kopfhörer (mono)).
3) Genormter AC Ausgang 1 Volt Spitze-Spitze, feldstärkeproportional.
4) Ladebuchse 12-15 Volt DC zur Verwendung mit dem mitgelieferten Netzteil. Nur bei Akkubetrieb verwenden!
5) Wahlschalter für den Messbereich : max = 19,99 mW/m² (= 19.990 μW/m²) min = 1999 μW/m²
Zu beachten: Mit dem optional erhältlichen Vorverstärker oder Dämpfer ver-
ändert sich die Skalierung.
6) Wahlschalter für die Signal-Bewertung . Standardeinstellung
= „Peak hold“ (Spitzenwert halten). Wenn „ Peak hold “ eingestellt ist, so kann mit dem kleinen Serviceschalter schräg rechts darunter noch zusätzlich die Zeitkonstante eingestellt werden, d.h. ob der Spitzenwert langsamer oder schneller „zurückläuft“.
Standardeinstellung = „+“.
Mit dem Taster 13 kann der Spitzenwert manuell zurückgesetzt werden.
7) Die Einheit der angezeigten Zahlenwerte wird durch kleine Balken links im Display angezeigt:
Balken oben = mW/m²
(Milliwatt/m²)
Balken unten = μW/m²
(Mikrowatt/m²)
8) Gleichspannungsausgang z.B. für Langzeitaufzeichnungen.
1 Volt DC bei Vollausschlag.
9) Anschlussbuchse für das Antennenkabel. Die Antenne wird in den Kreuzschlitz auf der Gerätestirnseite gesteckt.
10) Pegelanpassungsschalter nur bei Verwendung der optional erhältlichen Zwischenstecker zur Verstärkung oder Dämpfung
(nicht im Standardlieferumfang) . Bei direktem Anschluss des Antennenkabels ist die Standardeinstellung „0 dB“ richtig.
Ohne die entsprechenden Zwischenstecker führt jede andere Einstellung nur zu einem Kommafehler, nicht etwa einer realen Pegelanpassung.
11) Ein-/Ausschalter . In der oberen Schalterstellung ..
.
..
ist die
Audioanalyse aktiviert.
12) Ladeanzeige
13) Taster zur Rücksetzung d. Spitzenwertes.
(so lange drücken, bis der Wert nicht weiter zurückgeht!)
14) Taster zur Auswahl der Videobandbreite
Die Schalter selten benötigter Funktionen sind abgesenkt!
Inhalt der Verpackung
Messgerät, Aufsteckbare Antenne mit Antennenkabel, Akkupack (im
Gerät), Netzgerät, Bedienungsanleitung
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Vorbereitung des Messgerätes
Anschluss der LogPer-Antenne
Der SMA-Winkelstecker der Antennenzuleitung wird an der Buchse rechts oben am Basisgerät angeschraubt. Festziehen mit den Fingern genügt - ein Gabelschlüssel sollte nicht verwendet werden, weil damit das Gewinde überdreht werden kann.
In der Regel sind die Strahlungsquellen im betrachteten Frequenzbereich vertikal polarisiert. Eine hierfür geeignete Ausrichtung der
Antenne zeigt folgende Abbildung:
Wichtig: Die beiden Antennenkabel nicht scharf knicken oder in sich verdrehen!
Für die horizontale Ausrichtung der Antenne sollten nicht die Kabel in sich, sondern das ganze Messgerät gedreht werden. Die Leuchtdiode an der Antennenspitze dient der Kontrolle einer sauberen
Kontaktierung der Anschlussleitung.
Während der Messung sollten die Antennenkabel nicht berührt werden.
Anmerkung zur Antenne
Die SMA-Verbindung zwischen Antenne und Messgerät ist die hochwertigste industrielle HF-Verbindung in dieser Größe. Auch weist das verwendete, „halbstarre“ Antennenkabel hervorragende
Parameter im hier betrachteten Frequenzbereich auf. Es sollte nicht häufiger als nötig gebogen werden. Die spezielle Ausformung mit dem zweiten „Dummy“-Antennenkabel ist Gegenstand einer unserer
Patentanmeldungen und gleicht eine systemimmanente Schwäche leiterplattenbasierter „simple-log.-per.-Antennen“ aus. Außerhalb der Haupt-Empfangsrichtung sind diese nämlich auch für Frequenzen unterhalb der spezifizierten Bandbreite empfindlich, so dass die
Messung in der Hauptrichtung verfälscht werden kann. Mit der hier vorliegenden Antenne werden diese Störungen um rund 15 bis 20 dB unterdrückt (zusätzlich zu den rund 40 dB des internen Hochpassfilters).
Überprüfung der Akkuspannung
Wenn die „LOW BATT“-Anzeige senkrecht in der Mitte des Displays angezeigt wird, so ist keine zuverlässige Messung mehr gewährleistet. In diesem Falle Akku laden.
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Falls gar keine Anzeige auf dem Display erscheint, Kontaktierung des Akkus prüfen bzw. versuchsweise eine 9 Volt E-Block-Batterie
(Alkalimangan) einsetzen. (Siehe Kapitel „Akkuwechsel“)
Vorsicht: Bei temporärem Batteriebetrieb darf keinesfalls das Netzteil angeschlossen werden!
Hinweis
Jeder Schaltvorgang (z.B. Messbereichswechsel) führt systemimmanent zu einer kurzen Übersteuerung, die auf dem Display dargestellt wird.
Das Messgerät ist nun einsatzbereit.
Im nächsten Kapitel sind einige essentielle Grundlagen für eine belastbare HF-Messung kurz zusammengefasst. Wenn Ihnen diese nicht geläufig sind, so sollten Sie dieses Kapitel keinesfalls überspringen, da sonst leicht gravierende Fehler in der Messung unterlaufen können.
Eigenschaften hochfrequenter
Strahlung...
Vorab: Für Hintergrundinformationen zum Thema „Elektrosmog durch hochfrequente Strahlung“ verweisen wir auf die umfangreiche
Fachliteratur zu diesem Thema. In dieser Anleitung konzentrieren wir uns auf diejenigen Eigenschaften, die für die Messung im Haushalt von besonderer Bedeutung sind.
Wenn hochfrequente Strahlung des betrachteten Frequenzbereichs auf irgendein Material auftrifft, so
1. durchdringt sie es teilweise
2. wird sie teilweise reflektiert
3. wird sie teilweise absorbiert.
Die Anteile hängen dabei insbesondere vom Material, dessen Stärke und der Frequenz der HF-Strahlung ab. So sind z.B. Holz, Gipskarton, Dächer und Fenster oft sehr durchlässige Stellen in einem
Haus.
Eine sehr gut recherchierte und visualisierte Übersicht über die Dämpfungswirkung verschiedener Baustoffe sowie umfangreiche Tipps zur Reduktion der Belastung findet sich in dem Internetportal www.ohne-elektrosmog-wohnen.de.
Mindestabstand
Erst in einem bestimmten Abstand von der Stahlungsquelle („Fernfeld“) kann Hochfrequenz in der gebräuchlichen Einheit „Leistungsflussdichte“ (W/m²) quantitativ zuverlässig gemessen werden. Bei der unteren Grenzfrequenz des HFW59D beträgt der Mindestabstand zwischen Antennenspitze und Messobjekt ca. einen halben
Meter.
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Polarisation
Wenn hochfrequente Strahlung gesendet wird, so bekommt sie eine
„Polarisation“ mit auf den Weg, d.h. die Wellen verlaufen entweder in der horizontalen oder der vertikalen Ebene. Es sollten deshalb beide Ebenen gecheckt werden um die beim infrage stehenden Objekt verwendete Polarisationsebene zu identifizieren. Die aufgesteckte Antenne misst die vertikal polarisierte Ebene, wenn die
Oberseite (Display) des Messgerätes waagerecht positioniert ist.
... und Konsequenzen für die Durchführung der Messung
Wenn Sie ein Gebäude, eine Wohnung oder ein Grundstück HFtechnisch „vermessen“ möchten, so empfiehlt es sich immer, die
Einzelergebnisse zu protokollieren , damit Sie sich im Nachhinein ein Bild der Gesamtsituation machen können.
Ebenso wichtig ist es, die Messungen mehrere Male zu wiederholen : Erstens zu unterschiedlichen Tageszeiten und Wochentagen, um die teilweise erheblichen Schwankungen nicht zu übersehen.
Zweitens aber sollten die Messungen auch über längere Zeiträume hinweg gelegentlich wiederholt werden, da sich die Situation oft quasi „über Nacht“ verändern kann.
Auch wenn Sie eigentlich die Innenräume vermessen möchten, so empfiehlt es sich, zunächst auch außerhalb des Gebäudes eine
Messung in alle Richtungen durchzuführen. Ggf. aus dem geöffneten Fenster messen. Dies erlaubt erste Hinweise auf die „HF-
Dichtigkeit“ des Gebäudes einerseits und auf mögliche gebäudeinterne Quellen andererseits (z.B. WLAN-Accesspoints, auch von
Nachbarn).
Außerdem sollte man bei einer Innenraummessung immer beachten, dass diese über die spezifizierte Genauigkeit der verwendeten
Messtechnik hinaus eine zusätzliche Messunsicherheit durch die aus den beengten Verhältnissen resultierenden „stehenden Wellen“,
Reflexionen und Auslöschungen mit sich bringt. Nach der „reinen
Lehre“ ist eine quantitativ genaue HF-Messung prinzipiell nur unter so genannten „Freifeldbedingungen“ reproduzierbar möglich. Dennoch wird in der Realität selbstverständlich auch in Innenräumen
Hochfrequenz gemessen, da dies die Orte sind, von denen die
Messwerte benötigt werden. Um diese systemimmanente Messunsicherheit möglichst gering zu halten, sollte man aber genau die
Hinweise zur Durchführung der Messung beachten.
Wie bereits in den Vorbemerkungen erwähnt, können die Messwerte schon durch geringe Veränderung der Messposition relativ stark schwanken (meist deutlich stärker als im Bereich der Niederfrequenz). Es ist sinnvoll, das lokale Maximum im betreffenden
Raum für die Beurteilung der Belastung heranzuziehen , auch wenn dieser Ort nicht exakt mit dem zu untersuchenden Punkt, z.B. dem Kopfende des Bettes übereinstimmt.
Der Grund liegt in der Tatsache begründet, dass oft schon kleinste
Veränderungen der Umgebung zu recht großen Veränderungen der lokalen Leistungsflussdichte führen können. So beeinflusst bereits
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Made in Germany die messende Person den genauen Ort des Maximums. Insofern kann also ein zufällig geringer Messwert am relevanten Platz am nächsten Tag schon wieder viel höher sein. Das Maximum im Raum aber verändert sich meist nur, wenn sich an den Strahlungsquellen etwas ändert, ist also repräsentativer für die Beurteilung der Belastung.
Die folgenden Beschreibungen beziehen sich auf die Immissionsmessung , d.h. auf die Ermittlung der für den Grenzwertvergleich relevanten, summarischen Leistungsflussdichte.
Eine zweite messtechnische Anwendung des vorliegenden Gerätes ist diejenige, die Verursacher dieser Belastung zu identifizieren bzw.
– noch wichtiger - geeignete Abhilfe- bzw. Abschirmungsmaßnahmen festzulegen, also letztlich eine Emissionsmessung . Hierfür ist die mitgelieferte LogPer-Antenne prädestiniert. Das Vorgehen zur
Festlegung geeigneter Abschirmmaßnahmen wird am Ende dieses
Kapitels in einem speziellen Abschnitt beschrieben.
Vorbemerkung zur Antenne
Die mitgelieferte Antenne stellt einen ausgewogenen Kompromiss aus einer hervorragenden Messcharakteristik und gleichzeitig noch sehr guten Peileigenschaften dar. Somit kann die Richtung des
Strahlungseinfalls zuverlässig ermittelt werden - eine Grundvoraussetzung für eine zielgerichtete Sanierung.
Auf dem Display wird immer die Leistungsflussdichte am Messort angezeigt, in die Richtung, auf welche die Antenne zeigt (genauer: Bezogen auf das Raumintegral der „Antennenkeule“).
Die mitgelieferte logarithmisch-periodische Antenne ist auf den Frequenzbereich von ca. 2,4 GHz bis 10 GHz optimiert. Er umfasst die
Frequenzen von beiden WLAN-Bändern, Bluetooth, Zigbee, diverse
Radarfrequenzen (insbesondere auch das dicht belegte Frequenzband von 8,5-9,5 GHz, wo sich Radar zur Steuerung und Überwachung des Flug- und Schiffsverkehrs, Wettererkundung und Verkehrsüberwachung befinden) sowie weitere kommerziell und militärisch genutzte Frequenzbänder, insbesondere für den Richtfunk. Bei diesen Quellen handelt es sich um puls- oder spreizspektrummodulierte Signale, die von kritischen Medizinern als biologisch besonders relevant betrachtet werden.
Damit Messungen mit dieser Antenne nicht durch die häufig dominanten, darunterliegenden Strahlungsquellen wie DECT oder GSM verfälscht werden, ist in das HFW59D ein steilflankiger Hochpassfilter bei 2,4 GHz integriert, d.h. niedrigere Frequenzen werden unterdrückt.
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Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Durchführung der Messung
Vorgehen zur orientierenden Messung:
Messgerät und Antenne gemäß dem Kapitel: „Vorbereitung des
Messgerätes“ überprüfen.
Dann den Messbereich (Schalter „Range“) auf „max“ einstellen. Für die orientierende Messung sind kleinere Übersteuerungen in diesem groben Bereich unerheblich, da das Tonsignal noch bis über 60.000
μW/m² feldstärkeproportional verläuft. Nur wenn ständig sehr kleine
Werte angezeigt werden, in den Messbereich „min“ umschalten.
Den Schalter „Signal“ auf „Peak“ einstellen.
An jedem Punkt und aus allen Richtungen kann die Strahlungseinwirkung unterschiedlich sein. Wenngleich sich die Feldstärke bei der
Hochfrequenz im Raum sehr viel schneller ändert als bei der Niederfrequenz, ist es kaum möglich und auch nicht notwendig, in jedem
Punkt in alle Richtungen zu messen.
Da man für die orientierende Messung nicht auf das Display sehen, sondern nur auf das Tonsignal hören muss, kann man problemlos langsamen Schrittes und unter ständigem Schwenken der Antenne bzw. des Messgerätes mit aufgesteckter Antenne in alle Himmelsrichtungen die zu untersuchenden Räume bzw. den Außenbereich abschreiten, um einen schnellen Überblick zu bekommen. Gerade in
Innenräumen kann auch ein Schwenken nach oben oder unten erstaunliche Resultate zeigen.
Wie weiter oben bereits erwähnt: Es geht bei der orientierenden
Messung nicht um eine exakte Aussage, sondern lediglich darum, diejenigen Zonen zu identifizieren, in denen es örtliche
Spitzenwerte gibt.
Quantitative (zahlenmäßige) Messung
Wenn mit Hilfe des im vorigen Abschnitt beschriebenen Vorgehens die eigentlichen Messstellen identifiziert sind, kann die quantitativ präzise Messung beginnen.
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Geräteeinstellung: „Range“ (Messbereich)
Schaltereinstellung wie im Kapitel „Orientierende Messung“ beschrieben: Zunächst den Schalter „Range“ auf „max“ einstellen. Nur wenn ständig sehr kleine Werte angezeigt werden, in den Messbereich „min“ umschalten.
Grundsatz für die Wahl des Messbereichs:
So grob wie nötig, so fein wie möglich.
Wenn das Messgerät auch im Messbereich „max“ übersteuert (Anzeige „1“ links im Display), können Sie das Messgerät um den Faktor 100 unempfindlicher machen, indem Sie das als Zubehör erhältliche Dämpfungsglied DG20_G10 einsetzen. Die Pegelanpassung der Displayanzeige (d.h. Indikation der Einheit und Anzeige der richtigen Kommastelle) erfolgt dabei über den Schalter „ext. adapt. -20 dB“.
Mit dem optionalen HF-Vor verstärker HV20_2400G10 als Zwischenstecker für den Antenneneingang erhöht sich die Empfindlichkeit um den Faktor 100. Damit erreicht das Gerät eine (theoretisch) minimale Auflösung von 0,01 μW/m². Die Rauschgrenze führt zu einer real etwas geringeren minimalen Auflösung.
Messbereiche HFW59D
Auslieferungszustand, d.h. ohne Vorverstärker oder Dämpfungsglied
("ext. adapt." auf "0dB") Messbereich max min
Anzeigewert u. -einheit
0 .
01 - 19 .
99
1 - 1999 μ m W/m²
W/m² einfach ablesen - kein Korrekturfaktor
Messbereich max min
Mit ext. Dämpfungsglied DG20,
("ext. adapt." auf "-20dB")
Anzeigewert u. -einheit
1 - 1999 m
0.1 – 19.99
W/m² m W/m² einfach ablesen - kein Korrekturfaktor
Messbereich max min
Mit externem Verstärker HV20,
("ext. adapt." auf "+20dB")
Anzeigewert u. -einheit
0.1 – 199.9
0.01 - 19.99
μ
μ
W/m²
W/m² einfach ablesen - kein Korrekturfaktor
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Geräteeinstellung:
„Signal“
Peak / RMS
Folgendes symbolisches Beispiel zeigt anschaulich die unterschiedliche Bewertung desselben Signals in der Mittel- und Spitzenwertanzeige („RMS“ und „Peak“):
+)(QHUJLHLQ:TP
6SLW]HQZHUW
0LWWHOZHUW
]%3XOVDOOH6
In der Schalterstellung „ Peak “ zeigt das Gerät die volle Leistungsflussdichte des Pulses an (im Beispiel also 10 μW/m²). In der Schalterstellung „ RMS “ wird die Leistungsflussdichte des Pulses über die gesamte Periodendauer gemittelt Angezeigt wird also 1 μW/m² (= ((1 x 10) + (9 x 0)) / 10).
Der in der Schalterstellung „Peak“ ermittelte Messwert der HF-
Analyser von Gigahertz Solutions wird in der Baubiologie oft plastisch als „Mittelwert des Spitzenwertes“ umschrieben und entspricht somit genau der geforderten Messwertdarstellung.
Trotzdem ist auch die Kenntnis des „echten“ Mittelwertes eine nützliche Information:
Die „offiziellen“ Grenzwerte basieren auf einer Mittelwertbetrachtung. Zur Einschätzung „offizieller“ Messergebnisse, z.B. auch durch Mobilfunkbetreiber, ist also eine Vergleichsmöglichkeit nützlich.
Hinweis für Benutzer von professionellen Spektrumanalysatoren:
Die HF-Analyser von Gigahertz Solutions zeigen für gepulste Strahlung in der
Schalterstellung „Peak“ denjenigen Wert auf dem Display an, welcher sich aus dem mit der “Max Peak“-Funktion eines modernen Spektrumanalysators als
äquivalenter Wert in μW/m² ergibt (bei älteren Spektrumanalysatoren hieß die am ehesten vergleichbare Funktion meist „positive peak“ oder ähnlich).
Die Schalterstellung „RMS“ entspricht der “true RMS“–Einstellung eines modernen Spektrumanalysators (bei älteren Spektrumanalysatoren arbeitet man meist mit der Funktion „normal detect“ o.ä. und einer der Pulsung sinnvoll angepassten Einstellung der Videobandbreite).
Peak hold (Spitzenwert halten)
„Peak“-Werte unterliegen in Innenräumen meist extremen örtlichen
Schwankungen (aufgrund von Mehrfachreflexionen). Man arbeitet deshalb vorzugsweise in der Einstellung „Peak hold“, um bei der
Untersuchung keine lokalen Maxima („Hot Spots“) zu übersehen.
Umschaltimpulse verursachen „Pseudospitzen“, die mittels des ggf. etwas länger gedrückten Tasters „clear“ gelöscht werden können
(bei gedrücktem Schalter „clear“ geht die Messung in eine reine
Spitzenwertmessung über). Mit dem Loslassen des Tasters beginnt der Zeitraum, in welchem der höchste Messwert ermittelt werden soll.
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Das Tonsignal bleibt auch bei der Einstellung „Peak hold“ proportional zur aktuell gemessenen Leistungsflussdichte. Dies erleichtert das Auffinden absoluten Maximums im untersuchten Bereich.
Die Geschwindigkeit, mit der die „Peak hold“-Funktion „zurückläuft“, kann mit dem
Schalter „+“ und „-“ eingestellt werden. Auch nach Minuten ist der Wert, trotz des langsamen „Rücklaufs“ noch innerhalb der spezifizierten Toleranz. Dennoch sollte man mit dem Ablesen nicht zu lange warten um einen möglichst genauen Wert zu erhalten. Bei sehr hohen, extrem kurzen Spitzen braucht die Haltekapazität der
Funktion „Peak hold“ einige Augenblicke (unter einer Sekunde) bis sie voll geladen ist.
Geräteeinstellung:
„VBW“
Für das HFW59D ist „VBW Maximum“ die Standard-Einstellung, mit der die häufigsten Feldquellen in dessen Frequenzbereich
Radar („ein Piepser alle paar Sekunden“) und
WLAN im Standby-Modus (sehr schnelles „tack-tack-tack-…“) ohne irgendwelche Umrechnungsfaktoren direkt auf dem Display angezeigt werden.
Während des Up- oder Downloads von Dateien über WLAN und im oberen LTE Band müssen auch deren sogenannte Crestfaktoren berücksichtigt werden. Dazu wird der Anzeigewert mal 4 genommen
(Eselsbrücke: „Zweimal verdoppeln“). Mittels Audioanalyse sind diese Signale sehr einfach von Radar zu unterscheiden 1 .
Hinweise zur Radarmessung
Für die Flugzeug- und Schiffsnavigation wird von einer langsam rotierenden Sendeantenne ein eng gebündelter „Radarstrahl“ ausgesendet. Deshalb ist dieser - bei ausreichender Signalstärke - nur alle paar Sekunden für Bruchteile von Sekunden messbar, was zu einer besonderen Messsituation führt.
Um ganz sicher zu gehen, ist bei akustischer Identifikation eines
Radarsignals (ein kurzes „piep“, das sich im Extremfall nur alle etwa
12 Sekunden wiederholt, durch Reflexionen evtl. häufiger) folgendes
Vorgehen anzuraten:
„VBW Maximum“ und „Peak hold“ einstellen und mehrere Durchläufe des Radarsignals bei unterschiedlicher Messgeräteposition aufnehmen, um die Haupteinstrahlrichtung zu identifizieren und den quantitativ richtigen Messwert aufzunehmen.
Für die Radarmessung bei unbekanntem Standort der Radarstation ist die Verwendung der quasiisotropen UBB-Antenne besonders hilfreich, um das Maximum der Belastung zu ermitteln. ϭ ,ŝŶǁĞŝƐĨƺƌEƵƚnjĞƌĚĞƐ,&ϱϵ͗ŝƚƚĞďĞĂĐŚƚĞŶ^ŝĞĚŝĞƵŶƚĞƌƐĐŚŝĞĚůŝĐŚĞŝŶƐƚĞůůƵŶŐƐĞŵƉͲ
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Quantitative Messung:
Bestimmung der Gesamtbelastung
Das Gerät sollte nun am locker ausgestreckten Arm gehalten werden, die Hand hinten am Gehäuse.
Nun wird im Bereich eines lokalen Maximums die Positionierung des Messgerätes verändert, um die effektive Leistungsflussdichte
(also den zahlenmäßig interessanten Wert) zu ermitteln. Und zwar
durch Schwenken aus dem Schultergelenk „in alle Himmelsrichtungen“ zur Ermittlung der Haupt-Einstrahlrichtung. In Mehrfamilienhäusern ggf. auch nach oben und unten.
durch Drehen um bis zu 90° nach links oder rechts um die
Messgerätelängsachse, um die Polarisationsebene der Strahlung zu berücksichtigen.
durch Veränderung der Messposition (also des „Messpunktes“), um nicht zufällig genau an einem Punkt zu messen, an dem lokale Auslöschungen auftreten.
Einzelne Messgeräteanbieter verbreiten die Meinung, dass die effektive Leistungsflussdichte durch Messung in drei Achsen und Bildung der Resultierenden gebildet werden sollten. Das ist bei Verwendung von logarithmisch-periodischen Antennen Unfug. Umso mehr übrigens auch bei Stab- oder Teleskopantennen.
Allgemein anerkannt ist die Auffassung, den höchsten Wert aus der Richtung des stärksten Feldeinfalls zum Grenzwertvergleich heranzuziehen.
Um beim Grenzwertvergleich ganz sicher zu gehen, können Sie den angezeigten Wert mit dem Faktor 2 multiplizieren und das Ergebnis als Basis für den Vergleich heranziehen. Diese Maßnahme wird von vielen Baubiologen ergriffen, um auch in dem Fall, dass das Messgerät die spezifizierte Toleranz nach unten vollständig ausnutzt, keinesfalls von einer niedrigeren Belastung ausgegangen wird, als real vorliegt. Man muss dabei allerdings wissen, dass bei einer eventuellen Ausnutzung der Toleranz nach oben ein deutlich zu hoher Wert errechnet wird.
Quantitative Messung:
Identifikation der HF-Einfallstellen
Zunächst sind – naheliegend – Quellen im selben Raum zu eliminieren (WLAN, o.ä.). Die danach verbliebene HF-Strahlung muss also von außen kommen. Für die Festlegung von Abschirmmaßnahmen ist es wichtig, diejenigen Bereiche von Wänden (mit Türen, Fenstern, Fensterrahmen), Decke und Fußboden zu identifizieren, durch welche die HF-Strahlung eindringt. Hierzu sollte man nicht mitten im
Raum stehend rundherum messen, sondern nahe an der gesamten
Wand-/ Decken-/ Bodenfläche nach außen gerichtet messen
2
, um genau die durchlässigen Stellen einzugrenzen. Denn neben der bei hohen Frequenzen zunehmend eingeschränkten Peilcharakteristik
2 Zu beachten: In dieser Position ist nur ein relationaler Messwertvergleich möglich!
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Made in Germany von LogPer-Antennen machen in Innenräumen kaum vorhersagbare
Überhöhungen und Auslöschungen eine genaue Peilung von der
Raummitte aus schwierig, wenn nicht gar unmöglich. Die Vorgehensrichtlinie illustriert die folgende Skizze.
Wand Wand richtig!
falsch!
potentiell HF-durchlässiger
Wandbereich potentiell durchlässiger
Bereich
Antenne Antenne
Abbildung: Illustrationsskizze zur Ortungsunsicherheit bei Messantennen
Die Abschirmungsmaßnahme selbst sollte durch eine Fachkraft definiert und begleitet werden und jedenfalls großflächig über die Bereiche hinaus erfolgen.
Grenz-, Richt- u. Vorsorgewerte
Die „offiziellen“ Grenzwerte in Deutschland liegen sehr weit über den Empfehlungen von Umweltmedizinern, Baubiologen, vielen wissenschaftlich arbeitenden Institutionen und auch denen anderer
Länder. Sie befinden sich deshalb zwar in heftiger Kritik, gelten aber als Grundlage für Genehmigungsverfahren etc. Der Grenzwert ist frequenzabhängig und beträgt im betrachteten Frequenzbereich etwa 4 bis 10 Watt pro Quadratmeter (1 W/m² = 1.000.000 μW/m²), und basiert auf einer – aus baubiologischer Sicht verharmlosenden -
Mittelwertbetrachtung der Belastung. Derselbe Kritikpunkt betrifft auch die offiziellen Grenzwerte anderer Länder und der ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) und vernachlässigt - wie diese - die sogenannten nicht-thermischen
Wirkungen. Dies wird in einem Kommentar des schweizerischen
Bundesamtes für Umwelt, Wald und Landschaft vom 23.12.1999 sozusagen „von offizieller Seite“ erläutert. Diese Werte liegen weit
über dem Messbereich dieses Gerätes, da es darauf hin optimiert ist, insbesondere die Messwerte im Bereich baubiologischer Empfehlungen möglichst genau darzustellen.
Der „Standard der baubiologischen Messtechnik“, kurz SBM 2015 unterscheidet die folgenden Stufen:
Baubiologische Richtwerte gem. SBM-2015
© Baubiologie Maes / IBN
Auffälligkeit keine
(in μW/m²) < 0,1 schwache
0,1-10 starke
10-1000 extreme
> 1000
Der "Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e. V." (BUND) schlägt einen Grenzwert von 100 μW/m² im Außenbereich vor, woraus angesichts üblicher Abschirmwirkungen von Baustoffen (außer
Trockenbaumaterialien) für den Innenbereich resultiert, dass hier deutlich geringere Werte angestrebt werden sollten.
Im Februar 2002 wurde von der Landessanitätsdirektion Salzburg aufgrund von "empirischen Erkenntnissen der letzten Jahre" eine
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Senkung des geltenden „Salzburger Vorsorgewertes“ von 1.000
μW/m² vorgeschlagen, nämlich für Innenräume ein Wert von 1
μW/m² und im Freien ein Höchstwert von 10 μW/m².
In Summe also eine Bestätigung von deutlich unter den gesetzlichen Grenzwerten liegenden Vorsorgewerten.
Audio-Modulationsanalyse
Zur Identifizierung der Verursacher von HF-Strahlung dient die
Audioanalyse des amplitudenmodulierten Signalanteils. Klangbeispiele finden Sie auf unserer Homepage bei der Hochfrequenz-
Messtechnik.
Vorgehen:
Zunächst die Lautstärke am Drehknopf für die Audioanalyse rechts oben auf der Geräteoberseite ganz nach links („-“) drehen, da es beim Umschalten während eines sehr hohen Feldstärkepegels plötzlich sehr laut werden kann. Der Drehknopf ist nicht festgeklebt, um ein Überdrehen des Potis zu vermeiden. Sollten Sie versehentlich über den Anschlag hinausdrehen, so können Sie durch Drehen
über den Anschlag in der anderen Richtung den Versatz wieder ausgleichen.
Mit dem „Audio“-Drehknopf kann während der Messung die Lautstärke so reguliert werden, dass das charakteristische Tonsignal gut zu identifizieren ist. Nach der Audioanalyse sollte die Lautstärke dann wieder ganz heruntergeregelt werden, da dieser viel Strom verbraucht.
Benutzung der Signalausgänge
AC-Ausgang:
Der AC-Ausgang „PC/Kopfhörer“ (3,5mm Klinkenbuchse) dient zur weitergehenden Analyse des amplitudenmodulierten/gepulsten Signalanteils z.B. über Kopfhörer.
DC-Ausgang
(„DC out“, 2,5mm Klinkenbuchse)
:
Der DC-Ausgang dient zur (Langzeit-) Aufzeichnung der Displayanzeige. Bei „Vollausschlag“ auf dem Display liegt hier (umschaltbar) ein Volt DC an.
Die reguläre Funktion Auto-Power-Off wird mit dem Einstecken des
Steckers automatisch deaktiviert. Die Funktion tritt – ebenso automatisch - nur dann wieder in Kraft, wenn durch weiteren Betrieb eine Tiefentladung droht.
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Weiterführende Analysen
Von Gigahertz Solutions sind erhältlich:
Zu Erweiterung des Messbereichs des HFW59D:
Vorverstärker HV10 für eine besonders hohe Auflösung zur
Messung schwacher HF-Signale.
VorsatzDämpfungsglied DG20_G3 für besonders starke HF-
Signale.
HF-Analyser < 2,4 GHz
Messgeräte für die Niederfrequenz: Mit der neuen NFA-
Baureihe für die dreidimensionale Messung elektrischer und magnetischer Wechselfelder hat Gigahertz Solutions auch in diesem Frequenzbereich eine richtungsweisende Palette professioneller Messtechnik im Programm.
Datenlogger: Schon das NFA30M hat einen Eingang zur Langzeitaufzeichnung mit unseren HF-Analysern.
Akkumanagement
Das Gerät ist ab Werk mit einem hochwertigen NiMH-Akkupack ausgestattet. Die gegenüber NiCd deutlich höhere Kapazität der
NiMH-Akkus erhalten Sie optimal, wenn Sie diese möglichst weitgehend entladen, also benutzen, bevor Sie sie wieder vollständig laden, also > 13h oder bis die grüne Lade-LED erlischt. Der Ladevorgang wird durch einmaliges An- und Ausschalten nach Anschluss des Netzteils gestartet.
Akkuwechsel
Das Akkufach befindet sich auf der Geräteunterseite. Zum Öffnen im
Bereich des gerillten Pfeils fest eindrücken und den Deckel zur unteren Stirnseite des Geräts hin abziehen. Durch den eingelegten
Schaumstoff drückt der Akku gegen den Deckel, damit er nicht klappert. Das Zurückschieben muss also gegen einen gewissen
Widerstand erfolgen.
Auto-Power-Off
Diese Funktion dient zur Verlängerung der realen Nutzungsdauer.
1.
Wird vergessen, das Messgerät auszuschalten oder wird es beim Transport versehentlich eingeschaltet, so schaltet es sich nach einer Betriebsdauer von durchgehend ca. 40 Minuten automatisch ab.
2.
Erscheint in der Mitte des Displays ein senkrechtes „ LOW BATT “ zwischen den Ziffern, so wird das Messgerät bereits nach etwa
3 Minuten abgeschaltet, um Messungen unter unzuverlässigen
Bedingungen zu verhindern und daran zu erinnern, den Akku möglichst bald nach zu laden.
3.
Die reguläre Funktion Auto-Power-Off wird mit dem Einstecken des DC-Steckers automatisch deaktiviert. Die Funktion tritt – ebenso automatisch - nur dann wieder in Kraft, wenn durch weiteren Betrieb eine Tiefentladung droht.
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Netzbetrieb
Der HF-Analyser lässt sich auch direkt über das Netzteil mit Strom versorgen (z.B. für Langzeitmessungen in Verbindung mit dem
NFA). Der Lautstärkeregler sollte dabei aber ganz auf „-“ gestellt werden, weil sonst das 50 Hertz-Brummen der Netzspannung zu hören sein kann.
Es kann dabei allerdings auch zu ungewollten Hochfrequenz-
Einkopplungen über die Netzteile kommen. Ob das der Fall ist erkennt man, indem man bei eingeschaltetem Messgerät den Netzspannungsstecker am Messgerät löst. Wenn der Messwert dann deutlich abfällt, ist das ein Hinweis auf eine solche ungewollte Einkopplung.
Zuverlässiger für Langzeitmessungen ist die Verwendung einer externen Batterie mit kurzer Zuleitung zur Spannungsversorgungsbuchse oder zumindest das Einbringen von Ringferriten in
Zuleitungs- und Verbindungskabel (siehe Abbildung).
Garantie
Auf das Messgerät, die Antenne und das Zubehör gewähren wir zwei Jahre Garantie auf Funktions- und Verarbeitungsmängel. Danach gilt eine großzügige Kulanzregelung.
Antenne
Das verwendete FR4-Basismaterial ist hochstabil und übersteht problemlos einen Sturz von der Tischkante. Als zusätzliche Sicherheit dienen die Leuchtdioden an der Antennenspitze, welche im eingeschalteten Zustand die durchgängige Kontaktierung aller Antennenelemente signalisieren. Im Falle eines mechanischen Schadens verlöscht eine oder beide LEDs. Die Garantie umfasst auch solche
Sturzschäden, sollte doch einmal einer auftreten.
Messgerät
Das Messgerät selbst ist ausdrücklich nicht sturzsicher: Aufgrund des schweren Akkupacks und der großen Zahl bedrahteter Bauteile können Schäden in diesem Falle nicht ausgeschlossen werden.
Sturzschäden sind daher durch die Garantie nicht abgedeckt.
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English
Contents
Functions & Controls
Getting Started
Properties of HF Radiation and …
… Consequences for Measurements
Step-by-Step-Instruction to HF-Measurement
Guidelines, Limiting and Precautionary Values
Audio Analysis of Modulation
Use of Signal Outputs
18
20
21
22
23
29
29
30
Battery Management 31
Warranty 32
Service Address outside back cover outside back cover Conversion Table
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Functions & Controls
The HF component of the testing instrument is shielded against interference by an internal metal box at the antenna input
(shielding factor ca. 35 – 40 dB)
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1) Volume control for the audio analysis (on/off switch . ).
2) Jack, 3.5 mm: AC output for the modulated part of the signal, for audio analysis via PC or headset.
3) Calibrated AC output 1 Volt peak-peak, proportional to the field strength.
4) Jack, 12-15 Volt DC for charging the battery. AC adapter for 230
Volt/50 Hz and 60 Hz is included. For other Voltages/Frequencies please get an equivalent local AC adaptor with the output parameters 12 – 15 Volt DC / >100mA.
Caution: If an alkaline battery is used, under no circumstances should the power adapter be connected at the same time, otherwise the battery may explode.
5) Measurement ranges max = 19.99 mW/m² (= 19,990 μW/m²) min = 1999 μW/m²
Scaling differs when applying the optionally available amplifier or damper!
6) Selector switch for signal evaluation. In the peak hold mode you can choose a time setting for the droop rate (Standard = “+”).
The peak hold value can be manually reset by pressing (13)
“clear”.
7) A little bar on the very left of the LCD indicates the unit of the numerical reading: bar on top = m W/m² (Milliwatts/m²) bar on bottom = μ W/m² (Microwatts/m²)
8) DC output, allows you to connect additional instruments, e.g. data logging devices for longterm recordings. Scalable to 1 V
DC full scale .
9) Connecting socket for antenna cable. The antenna is inserted into the cross slot at the front tip of the instrument.
10) Power Level Adapter Switch for external optional amplifier or attenuator only (not part of the standard scope of supply) . For regular use of the instrument the switch should be in pos. “0 dB”. (Any other position will shift the decimal point to an incorrect position).
11) ON/OFF switch. Using the top switch-position activates the audio analysis mode.
12) Load indicator
13) Push button to reset peak hold. (Push and hold for 2 seconds or until the readings no longer drop)
14) Switch for selecting the Video Bandwidth.
Switches for rarely used functions are recessed in the casing of the instrument.
Contents of the package
Meter, attachable antenna incl. cable, rechargeable battery pack (in the meter), mains adapter, manual.
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Getting Started
Connecting the Antenna
Screw the SMA angle connector of the antenna connection into the uppermost right socket of the HF analyser. It is sufficient to tighten the connection with your fingers. (Do not use a wrench or other tools because over tightening may damage the threads).
Normally, the sources of radiation in the frequency range subject to measurement are vertically polarised. Therefore, the antenna should ideally be aligned as shown in the photo below:
Important: Do not sharply bend or twist the antenna cables.
For a horizontal antenna alignment please do not twist the cable itself, but turn the whole measurement device into the right direction. With the help of the LED at the antenna tip you can control the connection of the antenna cable to the device.
Please do not touch the antenna cable during measurement.
Further notes to the antenna
The SMA connection between the antenna and the meter is the highest quality industrial HF connection of this size. Furthermore, the semi-rigid antenna cable implied has excellent parameters for the frequency range in question. It should not be bent more often than necessary. The special implementation of a second “dummy” antenna cable is the subject matter of one of our pending patents, and compensates the internal weakness of the “simple-log-perantenna” which is based on conductor plates. These are also sensitive to frequencies below the specified bandwidth, thus possibly falsifying measurements in the principal direction. The antenna supplied with the meter can suppress these disturbances by approx. 15 to 20 dB (in addition to the 40 dB of the internal high pass filter).
Checking Battery Status
If the “Low Batt” indicator appears in the center of the display, measurement values are no longer reliable. In this case, the battery needs to be charged.
If there is no display at all upon switching the analyser on, check the connections of the rechargeable battery. If that does not help try to insert a regular 9 Volt alkaline, (non-rechargeable) battery.
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If a non-rechargeable battery is used, do not connect the analyser to a charger / AC-adaptor!
Note
Each time you make a new selection (e.g. switch to another measurement range), the display will systematically overreact for a moment and show higher values which will, however, droop down within a couple of seconds.
The instrument is now ready for use.
In the next chapter you will find the basics for true, accurate HF-measurement.
Properties of HF Radiation…
This instruction manual focuses on those properties that are particularly relevant for measurements in residential settings.
Across the specified frequency range (and beyond), HF radiation causes the following effects in materials exposed to it:
1. Partial Permeation
2. Partial Reflection
3. Partial Absorption.
The proportions of the various effects depend, in particular, on the exposed material, its thickness and the frequency of the HF radiation. Wood, drywall, roofs and windows, for example, are usually rather transparent spots in a house.
Minimum Distance
In order to measure the quantity of HF radiation in the common unit
“power density” (W/m²), a certain distance has to be kept from the
HF source.
For measurements in the lower frequency limits of the HFW59D, the minimum distance between the antenna tip and the object of measurement should be half a meter.
Polarization
When HF radiation is emitted, it is sent off with a “polarization”. In short, the electromagnetic waves propagate either vertically or horizontally. Therefore, both planes of polarization ought to be checked in order to identify the one applying to the object in question. Please note that the antenna supplied with this instrument measures the vertically polarized plane if the upper surface of the meter is held horizontically.
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… and Consequences for the Execution of Measurements
When testing for HF exposure levels in an apartment, home or property, it is always recommended to record individual measurements on a data sheet. Later this will allow you to get a better idea of the complete situation.
It is important to repeat measurements several times : First, choose different daytimes and weekdays in order not to miss any of the fluctuations, which sometimes can be quite substantial. Second, once in a while, measurements should also be repeated over longer periods of time, since a situation can literally change “overnight”.
Even if you only intend to test indoors, it is recommended first to take measurements in each direction outside of the building. This will give you an initial awareness of the “HF tightness” of the building and also potential HF sources inside the building (e.g. WLAN access points, also from neighbours).
Furthermore, you should be aware that taking measurements indoors adds another dimension of testing uncertainties to the specified accuracy of the used HF analyser due to the narrowness of indoor spaces. According to the “theory”, quantitatively accurate HF measurements are basically only reproducible under so-called “free field conditions”, yet we have to measure HF inside buildings because this is the place where we wish to know exposure levels. In order to keep system-immanent measurement uncertainties as low as possible, it is imperative to carefully follow the measurement instructions.
As mentioned earlier in the introduction, even slight changes in the positioning of the HF analyser can already lead to rather substantial fluctuations in measurement values. (This effect is even more prevalent here than in the ELF range). It is suggested that exposure assessments are based on the maximum value within a locally defined area even though this particular value might not exactly coincide with a particular point of interest in, for example, the head area of the bed.
The above suggestion is based on the fact that slightest changes within the environment can cause rather major changes in the power density of a locally defined area. The person who performs the
HF testing, for example, affects the exact point of the maximum value. It is quite possible to have two different readings within 24 hours at exactly the same spot. The maximum value across a locally defined area, however, usually only changes if the HF sources are subject to change. This is why the latter value is much more representative for the assessment of HF exposure.
Preliminary Notes Concerning the Antenna
The supplied logarithmic-periodic antenna (or aerial), has exceptional directionality . Thus it becomes possible to reliably locate or
“target” specific emission sources in order to determine their contri-
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Made in Germany bution to the total HF radiation level. To know exactly the direction from where a given HF radiation source originates is a fundamental prerequisite for effective shielding.
The readings from the instrument’s display always reflect the integral power density at the measurement location coming from the direction the antenna is pointing at (i.e. based on the spatial integral of the “antenna lobe”).
The LogPer antenna supplied is optimised for a frequency range of
2.4 to 10 GHz. It covers the frequencies of both WLAN bands, bluetooth, zigbee, various radar frequencies (especially also the densely used frequency band from 8.5 to 9.5 GHz which includes radar for the control and survey of the air and shipping traffic, as well as further frequency bands used commercially or for military purposes, especially for the directional radio. Critical medicals consider these pulsed or spread spectrum modulated signals as biologically especially harmful.
In order to avoid measurement values to be falsified by the often dominant radiation sources from frequencies below, such as DECT or GSM, the HFW59D is equipped with an internal high pass filter at
2.4 GHz, causing these lower frequencies to be suppressed.
Step-by-Step-Instruction to
HF-Measurement
Procedure for the Quick Overview Measurement:
The HF analyser and antenna are to be checked following the instructions under “Getting Started”.
First set the measurement range (“Range”) switch to “max”. Only if the displayed measurement values are persistently below approx.
0.10 mW/m², change to the measurement range “min”
(199.9μW/m²).
Set the “Signal” switch to “Peak”
HF radiation exposure can differ at each point and from all directions. Even though the HF field strength of a given space changes far more rapidly than in the lower frequencies, it is neither feasible nor necessary to measure all directions at any given point.
Since there is no need to look at the display during an overview measurement, you only need to listen to the audio signal . It is very easy to walk slowly through in-door or out-door spaces in question.
In doing so, constantly move the antenna or the HF analyser with attached antenna in each direction. This will provide you with a quick overview of the situation. In in-door spaces, antenna movements towards the ceiling or the floor will reveal astonishing results.
As already mentioned above, the aim of the quick overview measurement is to identify the zones of local peaks, not to supply exact data.
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Quantitative Measurement
Once the relevant measurement points have been identified following the instructions in the previous section, the quantitative and precise measurements can be started.
Setting: “Range”
Select the appropriate switch settings as described under “Quick
Overview Measurements“: First switch the Range switch to “max”.
Only switch to “min” if you’re constantly shown very low values.
Basic rule for measurement range selection:
Basic rule for measurement range selection:
As coarse as necessary, as fine as possible
Power densities beyond the designed range of the instrument (display shows “1” on its left side with the range set to “max”) can still be measured by inserting the attenuator DG20_G10, available as an optional accessory. By setting the “ext. adapt.” switch to 20 dB on your instrument, you will ensure a correct display of the measurement value (i.e. indication of unit and correct decimal point).
The optional HF preamplifier HV20_2400G10, to be used as plug-in into the antenna input socket, increases the sensitivity by a factor of
100. With the help of this, the meter reaches a theoretical minimum resolution of 0.01 μW/m². The realistic minimum resolution is slightly lower due to the noise margin.
Measurement ranges of the HFW59D
Range max min
Range max min
Range max min
Instrument as delivered, i.e. without preamplifier or attenuator
("ext. adapt." to "0 dB")
Displayed value & unit
0 .
01 - 19 .
99
1 - 1999 μ m W/m²
W/m²
Simply read out, no correction factor
With ext. Attenuator DG20,
(“ext. adapt.” to “-20 dB")
Displayed value & unit
1 - 1999
0.1 - 19 .
m
99
W/m² m W/m²
Simply read out, no correction factor
With ext. Preamplifier HV20,
(“ext. adapt.” to “+20 dB")
Displayed value & unit
0
0
.
.
1 - 199
01 - 19 .
.
9
99
μ
μ
W/m²
W/m²
Simply read out, no correction factor
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Setting:
“Signal”
Peak / RMS
The following illustration shows the difference in the evaluation of a pulsed signal if displayed as an average value reading or a peak value reading (“RMS” and “Peak”):
+)HQHUJ\LQ:TP
SHDNYDOXH
DYJYDOXH
HJSXOVHHYHU\6
With the switch set to “Peak”, the meter will display the full power flux density of the pulse (10 μW/m² in the graph). With the switch set to “RMS”, the meter will take the mean of the power flux density over the total period of time, for instance 1 μW/m² in the above graph (=((1x10)+(9x0))/10).
With the switch set to “Peak” or “Peak hold”, the display will show the “RMS value during the pulse”, which is a common practice in the building biology.
Nevertheless, the “true” mean value is of great interest, too:
The “official” limit values are always based on mean value examinations. When analysing “official” measurement results, therefore, such as those for instance done for cell phone operators, it may be useful to have a possibility of comparison.
Users of professional spectrum analysers please note:
The value for pulsed radiation shown on the display of the Gigahertz Solutions
HF Analysers with the signal switch set to “Peak” corresponds to the equivalent value in μW/m² resulting from the “Max. Peak” function of a modern spectrum analyser (elder spectrum analysers had a similar function mostly called “positive peak”).
The switch setting “RMS” corresponds the “true RMS” setting of a modern spectrum analyser (elder spectrum analysers have a similar function mostly called “normal detect”, as well as a setting for the video bandwidth adapted to match the pulse).
Peak Hold
In the interior, local peak values are mostly subject to strong fluctuations (caused by multiple reflections). In order not to overlook any local maxima (so called hot spots), indoor measurements should, therefore, preferably be done with the “Peak hold” setting.
Switching impulses can cause “pseudo peaks” which will appear on your display. These can be deleted by pressing and holding the
“clear” button for several seconds (while keeping the “clear” button pressed, the measurement will turn into a regular peak measure-
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Made in Germany ment). Releasing the “clear” button will trigger the period during which the maximum value is to be determined.
In the “Peak hold” mode, the sound signal remains proportional to the currently measured power flux density. This helps finding the absolute maximum within the measured area.
The droop rate, at which the held peak value decreases over time can be controlled with the “+” and “-” switch. Even after several minutes, the value displayed is still within the specified tolerance. Nevertheless, the display should be checked frequently in order to obtain the most accurate readings. In the case of very high and short signal peaks, the holding capacity of the “Peak hold” function needs several recurrences (less than a second) to fully load.
Setting:
“VBW”
For the HFW59D, “VBW Maximum” is the standard setting with which the most common sources of radiation within the meter frequency range, i.e.
Radar (a short beep every few seconds) as well as
Wireless LAN in standby mode (a very quick “tuc-tuc-tuc-…”) are displayed directly, without the need of any conversion factors.
In the process of up- and downloading data via wireless LAN or within the upper LTE band, the so called crest factors need to be additionally taken into consideration. In this case, the displayed value needs to be taken by 4 (or doubled twice). With the help of the audio analysis, these signals can easily be distinguished from the radar signals
3
.
Information on radar measurements:
For air and sea navigation, a radar antenna slowly rotates around its own axis, thereby emitting a tightly bundled “radar ray”. Even with sufficient signal strength, this ray can only be detected every couple of seconds, for a few milliseconds. This requires special measurement technology.
3 Users of HF59B please note the different recommendations regarding the VBW settings
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To be on the safe side, we recommend the following procedure for the acoustic identification of a radar signal (a short “beep” which will recur every few seconds, in extreme cases only every 12 seconds, in the case of reflections maybe also at shorter intervals):
Switch meter settings to “VBW Maximum” and “Peak hold” and take several measurements of the radar signal from varying measurement points in order to be able to identify the main direction of emission and to record the quantitatively correct measurement value.
If the location of the radar base is not known, the quasi isotropic
UBB antenna is particularly useful for the determination of the maximum exposure values.
Quantitative Measurement:
Determination of Total Exposure
Hold the HF analyser from its rear side with a slightly outstretched arm .
In the area of a local maximum, the positioning of the HF analyser should be changed until the highest power density (the most important measurement value) can be located. This can be achieved as follows:
By scanning “all directions” with the LogPer to locate the direction from which the major HF emission(s) originate. In apartment houses also scan from top to bottom.
By rotating the HF analyser around its longitudinal axis up to
90°, thus taking into account the polarization plane of the HF radiation.
By changing the measurement position and avoid measuring exclusively in one spot, in order to avoid measuring exclusively at a point of local or antenna-specific cancellation effects.
Some manufacturers of field meters propagate the idea that the effective power density should be obtained by taking measurements of all three axes and calculating the result. Most manufacturers of professional testing equipment, however, do not share this view.
In general, it is well accepted that exposure limit comparisons should be based on the maximum value emitted from the direction of the strongest radiation source.
To be on the safe side with exposure limit comparisons, it might be useful to multiply the displayed value by a factor of 2, and take the result as a basis for your comparison. This method is often applied by building biologists in order to avoid to be assuming a far lower exposure than realistically existent should the meter be measuring in the lower tolerance field, taking into account, however, that this
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Quantitative Measurement:
Identification of HF inflow
As a first step eliminate sources from within the same room (e.g. wireless LAN). Once this is completed, the remaining radiation will originate from outside. For remedial shielding it is important to identify those areas of all walls (including doors, windows and window frames!), ceiling and floor, which are penetrated by the radiation. To do this one should not stand in the centre of the room, measuring in all directions from there, but monitor the permeable areas with the antenna (LogPer) directed and positioned close to the wall
4
. That is because the antenna lobe widens with increasing frequency. In addition reflections and cancellations inside rooms make it difficult and often impossible to locate the “leaks” accurately. See the illustrating sketch below!
wall wall right!
wrong!
antenna potentially HF-permeable part of the wall antenna potentiell durchlässiger
Bereich
The uncertainty of localization with HF-antennas
The shielding itself should be defined and surveyed by a specialist and in any case the area covered by it should be much larger than the leak.
4
Please note: In this position the readings on the LCD only indicate relative highs and lows that cannot be interpreted in absolute terms.
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Guidelines, Limiting and
Precautionary Values
The official regulations in many countries specify limits far beyond the recommendations of environmentally oriented doctors, “building biologists” and many scientific institutions and also those of other countries. They are vehemently criticised, but they are nonetheless
“official”, and often the basis for authorization procedures. The limit value is frequency-dependent and in the HF range of interest here lies between 4 and 10 W/m² (1 W/m² = 1,000,000 μW/m²). It is based on an average value evaluation, which building biologists consider far too low. The same point of criticism also applies to the official limit values of other countries, as well as of the ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) – the so-called non-thermal effects of EMF are neglected. This is also
“officially” described in a commentary published by the Swiss Federal Office for Environment, Forest and Landscape dated Dec. 23,
1999. These “official” limits are far beyond the range of this instrument, which is optimized for accurate measurement of power densities targeted by the building biologists.
The building biology guideline SBM 2015 classifies the following steps:
Anomaly
(μW/m²)
Building biology guideline acc. to SBM-2015
© Baubiologie Maes / IBN none
< 0,1 slight
0,1-10 strong
10-1000 extreme
> 1000
The "Bund fuer Umwelt und Naturschutz Deutschland e. V." (BUND) proposes 100 μW/m² outside buildings. In view of the shielding properties of normal building materials, far lower values exist inside buildings.
In February 2002 the Medical Authority of the Federal State of Salzburg, Austria, recommends to reduce its “Salzburger Precautionary
Recommendation” from 1,000 μW/m² to 1 μW/m² inside buildings and 10 μW/m² outside. These limits are based on empirical evidence over the past few years.
In summary it confirms the justification of precautionary limits well below the present legal limits.
Users of mobile phones and Wifi please note: Even at significantly lower power flux densities than the strict values recommended by the SBM for pulsed radiation, i.e. at values of approx. 0.01 μW/m², you will always have excellent cell phone and wireless LAN reception.
Audio Analysis of Modulation
The audio analysis of the modulated portion of the HF signal helps to identify the source of a given HF radiation signal. There is a selection of audio samples on our homepage (high frequency meters).
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How to proceed:
For audio analysis, simply turn the volume knob of the speaker at the top of the case all the way to the left (“-”). If you are switching to audio analysis while high field strength levels prevail, high volumes can be generated quite suddenly. This is especially true for measurements which are to be taken without audio analysis. The knob is not fastened with glue to prevent over winding. However, if by accident you should turn the knob too far, simply turn it back again. No damage will be caused.
The volume can be controlled with the “audio” knob. Note: The power consumption of the speaker is directly proportional to the volume.
Use of Signal Outputs
AC output:
The AC output “PC/head-set”, 3.5 mm jack socket, is meant for indepth analysis of the AM/pulsed content of the signal by headset.
DC output
(2.5 mm jack socket) :
For a (longterm) recording of the display value. When “Full Scale” is displayed, it has 1 VDC output.
The normal auto power off function is automatically deactivated as soon as external devices are connected, and is only automatically reactivated if a total discharge is imminent.
Further Analysis /
Optional Accessories:
Available from Gigahertz Solutions:
For increasing the measurement range of the HFW59D:
Preamplifier HV10 for measuring very weak HF signals with a higher resolution.
Attenuator DG20_G3 for measuring extra strong HF signals.
HF-Analysers < 2,4 GHz
Meters for the low frequencies: Also for this frequency range,
Gigahertz Solutions offers a broad range of professional measurement technology. The new NFA series, for instance, which allows a three-dimensional measurement of alternating electrical and magnetic fields.
Data loggers: All NFA-meters, starting from the NFA30M, can equally be applied as data loggers for long-term recordings with our HF analysers (only those with DC output).
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Battery Management
The instrument comes with a rechargeable, high quality internal
NiMH-Battery. The quality of these high-capacity NiMH batteries (far better than NiCd batteries, for instance) can be best maintained if they are almost totally discharged (i.e. used) before being fully recharged (for > 13 hours or until the green charging LED turns off).
The loading procedure is started by switching the meter on and off once only after connecting it to the power supply unit.
Changing the rechargeable Battery
The battery compartment is at the back of the analyser. To remove the lid, press on the grooved arrow and pull the cap off. Insert only rechargeable batteries. If you use regular alkaline (non – rechargeable) batteries do not use a charger or AC-adapter!
Auto-Power-Off
This function conserves energy and extends the total operating time.
4.
In case you have forgotten to turn OFF the HF analyser or it has been turned ON accidentally during transport, it will shut off automatically after 40 minutes.
5.
If “low batt” appears vertically between the digits in the center of the display, the HF analyser will turn OFF after 3 min in order to avoid unreliable measurements. In that case charge the rechargeable battery.
6.
The built-in function, Auto-Power-Off, will automatically be deactivated by plugging in a 2.5 mm DC. The function will also automatically be re-activated to prevent a total discharge of the battery by further operation.
Mains operation
The HF analyser can also be supplied with power by using the mains adapter (for instance for long-term measurements in combination with the NFA). When doing so, please take care to turn the volume button right down to zero (“-”), otherwise you might hear the
50 Hertz noise of the mains voltage.
Interferences may, however, also be caused by high frequency couplings through the power supply unit. This can easily be tested by unplugging the power supply unit from the meter while in use. If the measurement value now shows a significant drop, this is a sign of an unwanted coupling.
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For long-term measurements, the more reliable solution is to use an external battery with short cable to the power supply jack, or alternatively to apply ring ferrites onto the power supply cable (please see photo).
Warranty
We provide a two year warranty on factory defects of the HF analyser, the antenna and accessories.
Antenna
The antenna is made of a highly durable FR4 based material that can easily withstand a fall from table height. The luminous diodes at the antenna tip serve as additional proof of functionality, as they signalise a continous contact of all antenna elements while the meter is switched on. Any mechanical damage will cause either one or even both diodes to go out. The warranty will cover any damages caused by falls, should this ever occur.
HF Analyser
The analyser itself is definitely not impact proof: Due to the comparatively heavy battery pack and the large number of delicate components, damages caused by shock cannot be ruled out. Any damage as a result of misuse or shock is therefore excluded from this warranty.
Our silicone holsters have proven to be rather helpful for the protection of the meters.
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Umrechnungstabelle
Conversion Table
( μW/m² - mV/m )
μW/m² mV/m μW/m² mV/m μW/m² mV/m
0,01 1,94 1,0 19,4 100 194
21,3 120 213
23,0 140 230
24,6 160 246
26,0 180 261
0,02 2,75 2,0 27,5 200 275
30,7 250 307
0,03 3,36 3,0 33,6 300 336
36,3 350 363
0,04 3,88 4,0 38,8 400 388
0,05 4,34 5,0 43,4 500 434
0,06 4,76 6,0 47,6 600 476
0,07 5,14 7,0 51,4 700 514
0,08 5,49 8,0 54,9 800 549
0,09 5,82 9,0 58,2 900 582
0,10 6,14 10,0 61,4 1000 614
0,12 6,73 12,0 67,3 1200 673
0,14 7,26 14,0 72,6 1400 726
0,16 7,77 16,0 77,7 1600 777
0,18 8,24 18,0 82,4 1800 824
0,20 8,68 20,0 86,8 2000 868
0,25 9,71 25,0 97,1 2500 971
0,30 10,6 30,0 106 3000 1063
0,35 11,5 35,0 115 3500 1149
0,40 12,3 40,0 123 4000 1228
0,50 13,7 50,0 137 5000 1373
0,60 15,0 60,0 150 6000 1504
0,70 16,2 70,0 162 7000 1624
0,80 17,4 80,0 174 8000 1737
0,90 18,4 90,0 184 9000 1842
Hersteller / Manufacturer:
Gigahertz Solutions GmbH
Im Kessel 2, 90579 Langenzenn, GERMANY
+49 (0) 9101 9093-0 [email protected] www.gigahertz-solutions.de / .com
DRU0197
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