---

    

         

    

       - задняя конечная точка линии ;

    

       - передняя конечная точка линии ;

    

       - шейная конечная точка линии ;

    

       - опорная точка рта;

    

       - правая опорная точка уха ();

    

Рисунок А.2 - Крупный план манекена, вид сбоку в области уха

    

    

    

       - задняя конечная точка линии  (только для информации - отметка на манекене не требуется);  - передняя конечная точка линии  (только для информации - отметка на манекене не требуется);  - шейная конечная точка линии  (только для информации - отметка на манекене не требуется);  - передняя конечная точка линии  (только для информации - отметка на манекене не требуется);  - правая опорная точка уха ()

    

     Примечание - Манекен представлен в виде цельной головы исключительно для иллюстрации. Процедуры, предусмотренные настоящим стандартом, рассчитаны, главным образом, на манекен конфигурацией, показанной на рисунке 2.

         

Рисунок А.3 - Вид манекена сбоку с соответствующими отметками

    

    

     Плоскость, проходящая через две опорные точки уха и точку , принята за опорную плоскость. Линия  (шея - передняя часть), проходящая вдоль переднего среза уха, принята за опорную линию вращения. Линии  и  наносят на внешнюю поверхность оболочки манекена для облегчения установки испытуемого устройства в правильное положение. За линией  в области опорной точки уха , толщина оболочки манекена, имеющей в этой области форму плоского уха, равна 6 мм. Перед линией  ухо срезано, как показано на рисунке А.2. Это сделано для того, чтобы долька ушной раковины не препятствовала наклону испытуемого устройства, что может привести к неустойчивости положения испытуемого устройства у щеки.

    

     Проекции опорной линии и опорной линии  наносятся на манекен. Нанесение дополнительных линий не обязательно, но может быть выполнено для удобства. Гравировка на внешней поверхности манекена дополнительных отметок, показанных на рисунке А.3, не влияет на его характеристики.

    

     А.3 Тканеэквивалентные жидкости

    

     Для разработки составов однородных жидкостей с заданными характеристиками используют простую аналитическую модель бесконечной полупространственной многослойной ткани, находящейся под воздействием плоских волн. Эта модель позволяет исследовать влияние согласования полных сопротивлений, стоячих волн и т.д. на предельное пространственно усредненное значение коэффициента удельного поглощения [8]. Слои ткани неодинаковы по составу и толщине, что дает возможность воспроизвести анатомические различия между подвергаемыми воздействию областями головы и охватить разные группы пользователей, включая как взрослых, так и детей (между 10-процентным и 90-процентным квантилями). Исходя из наихудшего, с точки зрения поглощения на каждой частоте, состава слоев ткани, были определены диэлектрические параметры однородной тканеэквивалентной жидкости с тем же (или несколько более высоким) предельным значением пространственного поглощения. При этом использовались данные о диэлектрических свойствах, полученные в результате анализа по методу Коула и Коула, представленные в [17]. Применимость данного подхода к оценке воздействия поля в ближней зоне была доказана заменой расположенного в непосредственной близости к многослойным структурам источника плоских волн полуволновым диполем и четвертьволновым несимметричным вибратором, а также сравнением полученных результатов с результатами применения неоднородных моделей взрослой и детской головы, построенных на основе технологии магнитно-резонансного отображения (MRI).

    

     Параметры диэлектрической проницаемости и проводимости полученных тканеэквивалентных жидкостей, также описанные в [8], представлены в разделе 5.2.4, таблица 1.

    

     Для определения диэлектрических свойств тканеэквивалентных жидкостей, рассчитанных на другие частоты в пределах рабочей полосы частот, применяют линейную интерполяцию. Предлагаемые составы жидкостей приведены в приложении I.

    

    

Приложение В

(обязательное)

Градуировка (линейность, изотропия, чувствительность) оборудования и оценка неопределенности измерений

    

     В.1 Введение

    

     Измерительное оборудование включает в себя зонд, усилители и измерительное устройство. В имеющихся в настоящее время зондах применяются диодные приемники излучения Шоттки. Измеренный сигнал - выходной сигнал зонда - это напряжение, пропорциональное  или  и зависящее от уровня радиочастотного воздействия.

    

     Наиболее изотропные зонды имеют в своем составе три небольших дипольных датчика с ортогональными диаграммами направленности и детекторные диоды в зазоре датчиков. Общее значение напряженности электрического поля может оцениваться как корень квадратный из суммы квадратов трех составляющих напряженности электрического поля. В связанной квадратичной зависимостью области реакции диодов выходное напряжение датчиков пропорционально усредненному квадрату соответствующей составляющей поля. За пределами этой области выходной сигнал подвергается нелинейным искажениям и, следовательно, требуется линеаризация динамического диапазона. Технологические допуски между датчиками и диодами обусловливают различия в чувствительности между датчиками.

    

     В.2 Оценка чувствительности дипольных датчиков

    

     Показатель чувствительности дипольных датчиков определяется с помощью процедур градуировки, осуществляемых в один или в два этапа.

    

     В.2.1 Процедуры градуировки в два этапа

    

     Общее значение напряженности поля вычисляется по формуле

    

,

    

где  - функция линеаризации выпрямленного сигнала датчика ;

    

       - абсолютные значения чувствительности, мкВ/(В/м), дипольных датчиков в свободном пространстве;

    

       - отношения значений чувствительности датчиков зонда в среде к их значениям чувствительности в свободном пространстве.

    

     Декомпозиция показателя чувствительности зонда на две составляющих ( и ) позволяет использовать некоторые стандартизованные процедуры калибровки зонда в воздухе и обеспечивает дополнительную проверку рабочих параметров зонда и его настройки. Градуировка зонда допустима только на достаточном удалении от границ среды. На близком расстоянии чувствительность может меняться. Это явление называется граничным эффектом и, как и изотропия, требует отдельной оценки.

    

     В.2.1.1 Чувствительность в воздухе (1-й этап)

    

     Наиболее точные испытательные установки, позволяющие генерировать поля установленной напряженности и имитировать условия свободного пространства при калибровке зондов, - это установки, предусматривающие использование волноводов. Это обусловлено следующим:

    

     - волноводные установки требуют умеренной мощности и меньше пространства, чем установки, определяющие градуировочные коэффициенты для дальней зоны;

    

     - волноводные установки дают возможность генерировать поля с наиболее точными параметрами, фиксируемыми измерительным оборудованием;

    

     - неопределенность измерений, обусловленная изменениями параметров поля в результате ввода зонда, пренебрежимо мала при использовании небольших зондов для ближней зоны, когда размеры волновода значительно больше размеров зонда;

    

     - эти волноводные установки обеспечивают простоту доступа для ориентации оси зонда перпендикулярно или параллельно поляризации поля внутри установки;

    

     - кроме того, перекрестная проверка общих значений напряженности поля может быть проведена набором волноводов с перекрывающимися полосами частот.

    

     На более низких частотах (менее 750 МГц) можно использовать ТЕМ-камеры. Однако поле внутри ТЕМ-камер характеризуется менее очерченными границами, т.е. имеет место довольно большое отклонение от предсказываемого однородного распространения поля [44]. Так, например, в некоторых серийных ТЕМ-камерах при перемещении вдоль центральной оси от центральной пластины к внешней стенке параметры поля варьируются в пределах ±6%. Тем не менее результаты сравнения параметров реакции зонда в ТЕМ-камерах и волноводах говорят о возможности градуировки в конкретных точках в ТЕМ-камере.

    

     Обычно зонд вводится через небольшие отверстия в стенках установки и помещается в самом центре, где воздействие поля на все его поверхности наиболее однородно. Каждый датчик оценивается относительно составляющей поля, параллельной датчику.

    

     До тех пор, пока линия с активным сопротивлением не загружает диполь и диодный датчик, а размеры зонда малы по сравнению с длиной волны, чувствительность зонда не зависит от частоты. Это обеспечивает дополнительную проверку установки и позволяет выявлять возможные случайные отклонения параметров поля, вызванные зондом. Если используются высококачественные волноводные ответвители и соответствующие источники, эффекты от ввода зонда обычно бывают пренебрежимо малы. Дополнительным источником неопределенности измерений в волноводной установке являются отражения от оконечной нагрузки, которые способны вызывать внутри установки стоячую волну. Эти отражения можно поддерживать на уровне менее 1% применением высококачественных волноводных нагрузок. Кроме того, неопределенность может быть компенсирована проведением дополнительных измерений со смещением нагрузки на  и последующим усреднением двух показаний.

    

     В.2.1.2 Чувствительность в среде (2-й этап)

    

     Чувствительность в жидкости определяется путем создания в среде локального поля с известными параметрами. При этом могут применяться два метода:

    

     - сравнительная градуировка с использованием датчиков температуры;

    

     - градуировка с использованием аналитических полей.

    

     В.2.1.2.1 Сравнительная градуировка с использованием датчиков температуры

    

     В жидкостях, рассеивающих энергию, коэффициент удельного поглощения энергии определяется как напряженностью электрического поля , так и перепадом температуры  в жидкости. Таким образом, уместно следующее соотношение:

    

.

    

     В жидкости, рассеивающей энергию, электрическое поле может быть измерено опосредованно, измерением перепада температуры в жидкости. Невозмущающие температурные датчики (оптические датчики или термисторные датчики с цепями с активным сопротивлением) с высоким пространственным разрешением (от <1 до 2 мм) и высокой скоростью реакции (<1 с) имеются в наличии и достаточно просто поддаются высокоточной градуировке [32]. Установка и источник возбуждения не влияют на градуировку; принимаются во внимание только относительные погрешности позиционирования стандартного температурного датчика и зонда электрического поля, подлежащих градуировке. Однако существует ряд проблем, ограничивающих точность градуировки зондов с использованием температурных датчиков:

    

     - перепад температуры не измеряют непосредственно, а рассчитывают на основе нескольких измерений температуры, сделанных в разное время. Это расчет требует осторожности, позволяющей исключить неопределенность измерения, вводимую перепадами температуры, которые вызваны эффектами выравнивания энергии или конвекционными потоками в жидкости. Избежать этих эффектов полностью нельзя, так как само измеряемое поле нарушает температурное равновесие жидкости. Но при тщательной настройке всех параметров можно удерживать вводимую ими неопределенность измерений на уровне небольших величин;

    

     - измеряемый объем вокруг датчика температуры определен нечетко. Трудно рассчитать количество энергии, сообщаемой зонду окружающим градиентным полем температур. Эти эффекты необходимо учитывать, так как температурные датчики градуируют в жидкости с однородными температурами;

    

     - градуировка датчиков зависит от оценки удельной массы, теплоемкости и теплопроводности среды. В то время как удельная масса и теплоемкость могут быть точно измерены с помощью стандартных процедур (~±2% для ; намного точнее для ), стандартизованная процедура измерения теплопроводности отсутствует. Вводимая неопределенность может превышать ±5%, в зависимости от метода и жидкости;

    

     - средства измерения перепадов температуры не обладают высокой чувствительностью, поэтому зачастую эти перепады измеряют при большей мощности, чем требуется для измерения напряженности электрического поля. В связи с этим необходимо учитывать эффекты нелинейности внутри системы (разные уровни мощности, составляющие поля и т.д.).

    

     Ввиду перечисленных выше ограничений достижимой степени точности градуировки зондов электрического поля путем измерения перепадов температуры в установке с тщательно выверенными параметрами суммарная стандартная неопределенность составляет примерно ±10% [38]. Установка, представляющая собой сочетание измерений в волноводе и измерений температурными датчиками, представлена в [27]. Расчетная суммарная стандартная неопределенность, обеспечиваемая данной установкой, составляет ±5% при условии, что градуировка и реальные измерения проводятся с использованием одной и той же жидкости, и составляет от ±7% до ±9% - при несоблюдении этого условия, что вполне согласуется с оценками, приведенными в [38]. При анализе неопределенности измерений, вводимой сравнительной градуировкой с использованием температурного датчика, должны быть учтены все параметры, в соответствии с таблицей В.1.

    

    

Таблица В.1 - Анализ неопределенности измерений, обусловленной сравнительной градуировкой с использованием температурных датчиков