ALTA FREQUENZA
A cura di Antonello
Giovannelli
(*Ing. e Prof. incaricato
Compatibilità Elettromagnetica Università di Ferrara giovannelli@libero.it)
Dal primo articolo pubblicato nel 2001 sulle misure dei campi elettromagnetici ci sono pervenute molte domande su questioni relative alle verifiche in prossimità degli impianti di trasmissione, con particolare riferimento all’utilizzo della strumentazione e alle corrette modalità di esecuzione delle misure. In questo numero cercheremo di fornire risposte ai quesiti più ricorrenti
Perché le misure selettive forniscono valori diversi da quelle effettuate con strumenti a banda larga?
Effettivamente è proprio ciò
che spesso accade, la causa risiede essenzialmente nelle seguenti
motivazioni:
1) Lo strumento a banda larga
può fornire delle risposte spurie ai segnali posti a frequenze che
cadono all’esterno della sua banda nominale di impiego. In questi casi
l’effetto è una sovrastima del valore di campo rispetto a quello
reale.
2) Lo strumento a banda larga
può essere affetto da un errore in eccesso in presenza di più sorgenti
operanti contemporaneamente. I migliori strumenti sono forniti di curva
di stima dell’errore in casi del genere.
3) Con lo strumento selettivo
(analizzatore di spettro) non si riescono, in genere, a misurare tutti i
contributi che determinano il valore totale del campo, ma solo quelli
nella banda di reale interesse. In questi casi può accadere che
contributi anche importanti non vengano presi in considerazione, e che
quindi la misura selettiva fornisca un valore inferiore rispetto a
quella a banda larga.
Con
quale frequenza deve essere effettuata la taratura degli strumenti?
Non esiste una regola fissa.
La soluzione certamente meno “contestabile” è seguire le
prescrizioni del fabbricante che indica un periodo di validità prima
che si renda necessaria una nuova taratura. Tale periodo, che in genere
è fissato in un anno, si riferisce a un utilizzo mediamente gravoso
dello strumento; è evidente che il periodo di validità della taratura
può variare in più o in meno a seconda di quanto lo strumento viene
“stressato”. Siccome non è facile dimostrare di “avere usato
poco” lo strumento, in pratica è buona norma tenere un intervallo di
uno o massimo due anni tra successive tarature. Per maggiori dettagli ci
si può riferire alle norme della serie EN29000 ed EN45000.
Cosa
si intende per taratura?
La lettura dello strumento
viene confrontata con quella di strumenti di riferimento, oppure viene
effettuata la misura di una grandezza campione. Il risultato
dell’operazione è, in ogni caso, la produzione di un report nel quale
si indica l’entità dell’errore dello strumento sotto test. Da
questo momento in poi lo strumento dovrà essere utilizzato applicando
l’opportuno fattore di correzione.
Attenzione: la taratura non
prevede “l’apertura” e l’intervento sullo strumento al fine di
annullare l’errore; questa operazione deve essere (nel caso la si
desideri) espressamente concordata e in genere non viene eseguita. Si
noti, altresì, che molte delle ditte che forniscono il servizio di
taratura non sono in grado di effettuare le operazioni di aggiustamento
dello strumento per l’eliminazione dell’errore
In quali casi si deve
passare all’effettuazione di una misura selettiva?
In generale la misura a banda
larga dovrebbe essere effettuata a solo scopo di monitoraggio, ovvero
per escludere la presenza di situazioni di rischio per la salute umana.
A causa dei possibili errori in caso di presenza di più sorgenti, la
misura a banda larga può essere ritenuta affidabile solo nei casi di
sorgente a singola frequenza che non cada all’estremo della banda
nominale dello strumento. La guida CEI 211-7 prescrive il ricorso alla
misura selettiva nel caso in cui quella a banda larga abbia fornito un
valore superiore al 75% del limite (es., 4,5 V/m se il limite è a 6
V/m). È poi evidente che in tutti i casi in cui debba essere progettata
un’azione di risanamento, la misura selettiva è indispensabile per
poter procedere secondo i criteri di proporzionalità fissati dal
Decreto 381/98.
È possibile che il campo all’interno di un edificio sia superiore a quello misurato al di fuori?
Deve essere sempre chiaro che
la misura può essere notevolmente influenzata dalla presenza di oggetti
metallici posti nelle vicinanze dello strumento. Questo può facilmente
capitare, all’interno di appartamenti, nelle immediate vicinanze di
lampadari, termosifoni, tubazioni dell’acqua e del gas, pensili ed
elettrodomestici con superfici metalliche molto estese. È del tutto
evidente che all’interno dell’abitazione non dovrebbe essere
rilevato, salvo casi eccezionali, un valore di campo superiore a quello
riscontrato all’esterno dell’abitazione, in quanto il campo subisce
un’inevitabile attenuazione (qualche dB) nell’attraversamento del
muro. Attenzione agli specchi, in quanto la verniciatura che rende
riflettente lo specchio contiene elementi metallici, per cui è
possibile rilevare elevati valori di campo nelle loro vicinanze. In
generale, se i valori all’interno sono decisamente più elevati di
quelli all’esterno dell’edificio (ovviamente a parità di quota), è
opportuno riflettere bene su cosa si sta facendo.
Quali sono i dettagli che più frequentemente vengono trascurati nell’esecuzione delle misure e che possono diventare oggetto di contestazione?
Purtroppo sono molti, a volte
anche importanti. Vediamone alcuni:
1) Taratura degli strumenti.
Spesso ci si dimentica di effettuare la taratura dell’antenna, del
cavo e dell’attenuatore eventualmente utilizzato. Sono tutti dati che
dovrebbero essere presenti nella relazione. Si ricordi che le
caratteristiche del cavo e dell’antenna sono determinanti per
l’esito della misura.
2) Casi in cui si riportano
valori di campo all’interno degli appartamenti superiore a quello
esterno
3) Media spaziale della
misura: la misura di campo a banda larga deve essere effettuata in modo
da ricavare il valore mediato sull’altezza di una persona. In altre
parole, per ciascun punto occorre effettuare più misure a diverse
altezze rispetto al suolo. Questa tecnica, prescritta dalle norme,
fornirà in genere un valore minore o uguale a quello rilevabile a una
sola altezza di circa 1,5 metri. Questo può accadere, in particolare,
quando si è in presenza di campi polarizzati orizzontalmente: poiché
le componenti di campo elettrico tangenziali alla superficie di
riflessione devono annullarsi (per una legge fisica dei campi
elettromagnetici) nel caso di polarizzazione orizzontale si avrà un
valore tendente a zero in prossimità del suolo. È chiaro che se la
media viene fatta anche con i valori vicino al suolo, il risultato sarà
tendenzialmente inferiore a quello fornito da una singola misura
effettuata, ad esempio, a un metro e mezzo di altezza.
4) Verifica dell’immunità
del cavo e del ricevitore. La Guida CEI 211-7 prescrive l’esecuzione
della seguente prova di immunità: scollegare il cavo dall’antenna e
connetterlo a una terminazione resistiva da 50 ohm; sotto queste
condizioni non devono essere misurati valori di campo superiori a -20 dB
rispetto a quelli rilevati con l’antenna. Questa prova viene
effettuata raramente, e comunque difficilmente viene riportata nelle
relazioni.
5) Scelta dei punti da
misurare: a volte questi non sono rappresentativi della situazione di
caso peggiore, o non sono dettagliati adeguatamente (coordinate,
distanze da riferimenti fissi). In quest’ultimo caso risulta difficile
se non impossibile ripetere la misura in momenti successivi, magari con
strumentazione diversa.
6) Impostazioni dello
strumento selettivo. Queste sono prescritte dalla Guida CEI 211-7 che
consigliamo di leggere in modo esteso. Per comodità, riportiamo una
tabella con le principali impostazioni. Si ricordi che deve essere
applicata una correzione (prescritta dalla ITU 326) in tutti i casi in
cui la misura sia effettuata sul valore di picco: tale correzione
riporta il valore di picco al valore efficace corrispondente.
Attenzione: l’entità della correzione può essere notevole, si pensi
che per un segnale video misurato sul picco di sincronismo deve essere
decurtato di un valore compreso tra i 2,7 dB (in caso di trasmissione
del nero, o assenza di trasmissione) e i 7,5 dB (in caso di trasmissione
di segnale bianco). Al proposito vedere la tabella presente in questa
pagina.
7) Distanza dell’operatore.
L’operatore deve rimanere il più lontano possibile dal sensore dello
strumento (o dall’antenna). Si assume che tale distanza debba essere
superiore ai tre metri; l’operatore non deve posizionarsi tra la
sorgente e lo strumento ricevente.
8) Indicazione dell’errore.
Nel risultato della misura deve essere chiaramente indicato l’errore
complessivo: in mancanza di tale dato non è possibile attribuire un
livello di confidenza alla misura. I valori compresi nella banda di
incertezza non possono essere utilizzati come definitivi.