Können Breitband Messgeräte Praxis-Signale richtig

November 2010
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Können
Breitband
Messgeräte
Praxis-Signale
richtig
*summieren* ?
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Inhalt und Colodings
Messen ist wissen
DECTs vermessen
Colofon het bitje
Charles Claessens
Charles Claessens
Charles Claessens
Charles Claessens
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Ein Hersteller von Messgeräte forderte eine *Richtigstellung*, und das ist dann mit der Zweite Auflage September gemacht worden, und weiter in diese Ausgabe.
Aber das nimmt nicht weg, das Breitband Messgeräte nicht richtig summieren können.
Ein wenig können sie, aber die grosse Frage ist ob sie das richtig machen.
Sendemasten kann ich nicht beliebig aus- und einschalten, aber DECT und Modem schon.
Die werden auch von den Breitband-Messgeräte-Hersteller geachtet gemessen werden zu können. Anfangend auf Seite 3 wird ein sehr bekanntes weltweit tausendfach benütztes Messgerät
gezeigt. Komisch ist dabei, das je mehr Carrier da sind, je weniger angezeigt wird.
Weiter habe ich ganz andere Messungen vorgenommen. Nicht im Labor mit ungepulste Signale, sondern mit wirkliche Praxis-Signale die gepulst sind, so wie wir damit alltäglich konfrontiert werden. Praxis Messungen, die jeder nachvollziehen kann.
Auf ca. 6 Meter Abstand habe ich zwei unterschiedliche DECT Basisstationen plaziert und
diese zuerst einzeln getrennt gemessen, und dann zusammen.
Das sind also zwei gleichartige (frequenzartig gesehen) Signale, die, wenn die Breitbandmessgeräte tatsächlich *summieren* könnten, zusammen einen höheren Wert anzeigen müssten, als
die getrennte Werte alleine.
So habe ich verschiedene Breitband Messgeräte an die gleiche Stelle auf ein Tisch positioniert,
und gemessen. Ich habe sogar noch den altmodische HF Detektor II Profi, und den Digitmeter II mit AS2002 Antenne überprüft, aber auch mit gleichem Ergebnis.
Also, zuerst wurde das Chicago 150 DECT vermessen, dann das Malibu 100 DECT, und
anschliessend beide zusammen. Jedesmal wurde etwas gewartet bis die Schwankungen sich
etwas beruhigt haben, und dann der höchste Wert festgelegt. Diese DECT Geräte waren
Standard von KPN in die Niederlande verkauft worden.
Wie die Hersteller es auch gerne anders haben möchten, diese Praxisversuche zeigen deutlich,
das die Breitband Messgeräte nicht richtig summieren können. Sie messen schlichweg nur ein
einziges Signal. Es geht hier nicht um die Messwertunterschiede der verschiedenen Geräte,
sondern darum um fest zu stellen, ob die Summe der beide einzelne DECT Geräte auch tatsächlich *summiert* werden können.
Normalerweise dürfte man erwarten das die Werte von Chicago und Malibu zusammen gemessen, auch einen höheren Wert anweisen sollen als beide Einzelwerte.
Und das ist nicht der Fall. Der Gesamtwert ist NICHT gleich die Summe der beide Einzelwerte.
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In die vorige Ausgabe September 2010 sind einige Fehler passiert.
Der eingespeiste Signalpegel wurde erst mit einem Carrier erzeugt, und dann mit 10 Carriern.
Der Fehler, der dabei passierte war, dass die gesamte Leistung auf die zehn Carrier verteilt
wurden, die Gesamt-Ausgangsleistung aber identisch zu der des einzelnen Carriers war. Deswegen hat das Breitband Messgerät doch richtig angezeigt. Und es wurde eine falsche Schlussfolgerung gezogen. Ich ging dagegen davon aus, dass die 10 Carrier je 0dBm hatten und
hatte daher die 10fache Ausgangsleistung erwartet.
Aber 1 x 0 dBm = 0 dBm, und 10 x -10 dBm sind auch 0 dBm.
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Dieses Messgerät hätte immer den gleichen Wert anzeigen müssen.
Kann er aber nicht, weil er nicht *summieren* kann.
Hier oben die beide DECT Geräte.
Rechts das Chicago 150, und links das
Malibu 100, so wie sie beide von KPN in ihre
Primafoon Läden verkauft werden.
Sie sollten von Siemens hergestellt worden sein.
Rechts oben ein Gigahertz Solutions HF35C.
Anfangswert 1 µW/m²
Hier was der Chicago 150 anzeigt.
Da die Werte schwanken habe ich jemals den
höchsten Wert genommen.
Die Einheit ist µW/m².
Hier was der Malibu 100 anzeigt
Und hier was der Chicago zusammen mit dem
Malibu anzeigt.
Es ist weniger als die Summe der Einzelne.
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Dies ist ein HF59B.
Anfangswert 0,00 mW/m².
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Hier was der Malibu 100 anzeigt
Und hier was der Chicago
zusammen mit dem Malibu
anzeigt.
Es ist weniger als die Summe der
Einzelne.
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Hier was der Chicago 150 anzeigt.
Da die Werte schwanken habe ich jemals
den höchsten Wert genommen.
Die Einheit ist mW/m².
Und hier ein HF58B.
Der Anfangswert.
Hier was der Malibu 100 anzeigt
Und hier was der Chicago zusammen mit dem
Malibu anzeigt.
Es ist weniger als die Summe der Einzelne.
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Hier was der Chicago 150 anzeigt.
Da die Werte schwanken habe ich jemals den
höchsten Wert genommen.
Die Einheit ist mW/m².
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Dies ist das HFR-2 von ROM Elektronik.
Es zeigt die Wert-Einheiten an in V/m.
Hier was der Malibu 100
anzeigt.
Die Einheit ist mV/m, also
345 µW/m².
Und hier was der Chicago
zusammen mit dem Malibu
anzeigt.
Es ist weniger als die Summe
der Einzelne.
Die Einheit ist mV/m, also
273 µW/m².
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Hier was der Chicago 150 anzeigt.
Da die Werte schwanken habe ich
jemals den höchsten Wert genommen.
Die Einheit ist mV/m, also
12,88 µW/m².
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Hier das HFA-3 von ROMElektronik.
Das besondere an den HFA-3 ist,
das er eingebaute Filter hat.
D-Netz, E-Netz, d-DECT,
UMTS und WLAN.
Hier habe ich kein Filter gewählt,
also das Allpass.
Hier was der Malibu
100 anzeigt
Und hier was der
Chicago zusammen
mit dem Malibu
anzeigt.
Es ist weniger als die
Summe der Einzelne.
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Hier was der Chicago 150 anzeigt.
Da die Werte schwanken habe ich
jemals den höchsten Wert genommen.
Die Einheit ist µW/m².
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Hier habe ich bei dem HFA-3 das Filter für DECT gewählt, welches man sehen kann an
das kleine *d* rechts im Display.
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Hier was der Chicago 150 anzeigt.
Da die Werte schwanken habe ich
jemals den höchsten Wert genommen.
Die Einheit ist µW/m².
Und hier was der Chicago
zusammen mit dem Malibu
anzeigt.
Es ist weniger als die Summe der
Einzelne.
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Hier was der Malibu 100 anzeigt
Nun ein Test mit einem Spectran 6065 X, mit Omnilog 90200 Antenne, und mit LCS
2.0.0.0. Software.
Wenn man eine Einheit, anders als dBm, gewählt hat, sind keine Kurven sichtbar, und
liegen alle Marker unten.
Das erste Screeen zeigt den Chicago mit 6,377 µW/m².
Das zweite zeigt den Malibu mit 5,540 µW/m².
Und beide zusammen ergibt 20,91 µW/m².
Gemessen ist mit RMS, die sind allgemein niedriger als *Spitzenwerte.*
Wenn kalibriert wird mit 13 dB bekommen wir 519,7 µW/m².
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Der Unterschied hier liegt wahrscheinlich an die Messungenauigkeit.
Denn 12 µW/m² zu 21 µW/m² sind ja bloss 2,5 dB.
Auch hätte ich hier viel mehr Marker benutzen sollen, aber die LCS kann ja nur 10 Automarker. Die MCS (noch in BETA) wäre da wesentlich genauer gewesen, weil der 99 Marker kennt,
aber die Funktion *Marker summieren* ist heute noch nicht implementiert.
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Hier unten haben wir das ganze nochmals wiederholt, aber jetzt mit ein Logger, angeschlossen an ein HF58B.
Die Einheiten an die linke Seite, die Vertikalachse, stimmen nicht durch eine bestimmte
vorab-Einstellung. Aber deutlich erkennbar ist, das die zwei DECT Signale zusammen
NICHT zur eine erhöhte Wert führen.
Malibu
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Chicago
+
Malibu
Also, was ich hier so gemessen habe, und was jeder auf einfache Weise nachvollziehen kann,
ist die Tatsache, das Breitband Messgeräte nicht in der Lage sind um verschiedene Signale
zu addieren. Das ist nicht so schlimm, sondern man muss sich davon bewusst sein.
Man soll mehr die Audioanalyse kontrollieren und so mehrere Signale orten und diese apart
Messen. Da die Werte in µW/m² angegeben werden, darf man sie addieren.
(Das darf man nicht mit V/m. Da muss man rechnerisch vorgehen.)
+Malibu
Modem
+Chicago
Oben wurde nur mit Spitzenwert an ein HF58B mit Logger gemacht. Ein Modem wurde
zugefügt. Merke die grosse Schwankungen beim Malibu.
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Chicago
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+Malibu
+Chicago
Hier wurde *Spitzenwerte halten* eingeschaltet. Der Maximalwert wurde im Display
festgehalten. Merke wie lange es dauert bis sich der Maximalwert stabilisiert hat beim
Malibu. Modem Wert: 0,36 mW/m²
Plus Chicago: 0,39-0,36 mW/m²
Plus Malibu auflaufend bis 1,02 mW/m²
Modem
+Chicago
+Malibu
-Modem
-Malibu=
Chicago
Da der HF58B viel Schwankungen ergab, wurde jetzt ein HF59B erprobt, mit Logger.
Und nach jede Änderung wurde die *Spitzenwert halten* Funktion eingeschaltet, und
nachdem wieder eine Reset.
Das Chicago DECT wurde auf zwei Meter näher zur Messgerät gebracht um etwas mehr
Leistung zu zeigen.
Das Modem alleine ergab 0,83 mW/m².
Dazu das Chicago DECT 0,70 mW/m², also Modem +Chicago.
Dazu das Malibu DECT 1,10 mW/m², also Modem + Chicago + Malibu
Dann das Modem ausgeschaltet: 0,46 mW/m², also Chicago + Malibu.
Dann das Malibu aus: 0,05 mit anlaufend bis 0,44 mW/m². Das ist das Chicago alleine.
Anscheinend gibt das Vermessen von DECT doch Probleme.
Sehr komisch ist, dass das Chicago zusammen mit dem Modem einen niedrigeren Totalwert
anzeigt.
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Modem
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Chicago
Spitzenwert halten
+Modem
HF59B mit Logger. Das Chicago DECT hier auf 2 Meter Abstand.
Zuerst das Chicago mit *Spitzenwert*; dann *Spitzenwert halten*
Wert Chicago alleine 1,77 mW/m², und zusammen mit dem Modem 1,76 mW/m².
Also, Chicago + Modem.
Erstaunlich wie die Pegel so ständig schwanken.
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Chicago nur
Spitzenwert
Auf diese und folgende Seiten liegen verschiedene Messgeräte auf einen Tisch und vermessen die gleiche Quelle (ein DECT Basisstation).
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Tja, da gibt es Messunterschiede zwischen verschiedenen Geräte.
Dabei muss man natürlich gut im Auge behalten das diese Geräte auch bestimmte Toleranzen
erfüllen sollen, und deswegen können diese Differenzen passieren, wie ROM-elektronik so
deutlich in unten stehende Abbildung dargestellt hat.
Was mich persönlich ärgert ist, dass ich ein Wert von z.B. ca. 230 µW/m² nicht messen kann
mit ein HF58B oder HF59B. In stand *mittel* zeigt er ein I an, was sagen will, es ist größer
als 199 µW/m². Wenn ich dann umschalte auf *grob*, fängt er an mit 160 µW/m².
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Bei DECT, GSM etc. also bei PRAXIS-Signalen ist die Pulsbreite einfach zu schmal, daher
funktioniert die Anzeige der Gesamtleistung der Geräte da nicht mehr.
Je nach Detektor bekommt man dann sogar komplett unterschiedliche Werte (sehe den Test
mit mehreren Geräten), es ist also KEIN VERLASS auf die Messwerte.
Da habe ich ein RIESEN PROBLEM aufgedeckt, dass natürlich beim Generator so NICHT
aufgefallen worden ist. Das passiert erst bei Praxissignalen.
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Man hat mich von zwei unterschiedliche Seiten gemeldet, das man in Labore Versuche
gemacht hat, wo Breitband Geräte schön und richtig *summiert* haben.
Leider hat man vergessen, oder gar nicht gewusst, das ungepulste Signale ganz anders reagieren als gepulste, wie ich mit den beiden DECTs hier anschaulich vorgeführt habe.
Faktum: Bei künstlichen CW-Generator-Signalen (die es so in der Praxis nicht gibt) können
einige Geräte eine Gesamtleistung anzeigen wenn die Signale WEIT GENUG auseinander
liegen; das Trifield kann es dagegen überhaupt nicht und das ist auch gut so! So sollte es eigentlich auch sein, sonst kann man ja NIE ein Signal wirklich messen, da umgebende Signale immer den Messwert verpfuschen - riesen Problem!
Die Breitband Messgeräte von Narda, welche viel von Behörden benutzt werden, sind auch
Breitband Messgeräte.
In Labore können sie zwar ungepulste Signale von CW-Generatoren *summieren*, aber für
mich bleibt die Frage ob sie das mit gepulste Signale auch können, draussen wie wir sie im
Alltag um uns herum ausgesetzt sind.
Das bleibt für mich eine sehr grosse Frage.
(Da ich nicht über ein Narda NBM550 oder Narda EMR300 verfüge, kann ich es nicht
kontrollieren, aber ich halte meine grosse Zweifel.)
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Also Tests mit vom Signalgenerator erzeugte Signale, die nicht gepulst sind, kann das *summieren* noch einigermassen funktionieren, aber gepulste Signale, wie sie in der Praxis ausschließlich vorkommen, geben ein ganz anderes Bild.
Marker summieren.
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Eine Messung im Frequenzband UMTS NL downlink. Es gibt ein Pegel bei Vodafone,
KPN und T-Mobile. Der Wert (Standard) ist in dBm, und vom stärkstes Signal.
Merke, *Marker summieren* ist grau und kann also nicht aktiviert werden.
Hier ist der Wert in dBuV gewählt.
Auch hier ist *Marker summieren* grau.
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Was eigentlich gemeint is folgendes:
Unten ist eine Spektrumanalyse von UMTS downlink Niederlande.
Drei Auto-Marker sind gewählt worden.
Nun ist gewählt worden für mV/m oder V/m. Der höchste Wert ist nun 6,985 mV/m.
*Marker summieren* ist jetzt weiss und kann aktiviert werden.
Mit *Marker summieren* aktiviert, wird der Totalwert der drei Marker nun 11,24 mV/m.
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Man kann auch wählen für µW/m². Dann wird angezeigt 129,5 nW/m².
Und wenn *Marker summieren* aktiviert wird, mit nur ein Mausclick, wird der Totalwert
335,5 nW/m² (= genau 11,24 mV/m).
Diese gezeigte Screens stammen vom Spectran HF mit LCS software.
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Dieses ist eine Spektrumanalyse von ein willkürliches Messrapport von Agentschap Telecom, gemacht mit ein Spektrumanalyser von R&S.
Deutlich ist zu sehen, das es neben Marker 1 noch ein andere Pegel gibt, genau wie mehrere
Pegel neben Marker 3 und 2.
Das sind auch Sender die momentan auch mit senden, und zum *Wellensalat* gehören.
Nehmen wir an, die Behörden nennen eine Belastung von 1,47 V/m (oder 5.732 µW/m²).
Falls dieses das einzige Signal ist, stimmt der 1,47 V/m als anwesende Feldstärke.
Aber sollten es noch andere Signale anwesend sein, was in die Praxis oft der Fall ist, zum
Beispiel 9 andere Signale von z.B. 1,40 V/m (oder 5.199 µW/m²), dann wird das 46.791
µW/m², oder 4,2 V/m.
Zusammen mit dem gemessene Signal wird das dann 52.523 µW/m², oder 4,45 V/m.
Mir scheint das 4,45 V/m mehr ist als die vorgeschlagene 1,47 V/m.
Ich habe den Eindruck das man nicht sorgfältig genug misst in die Niederlande als auch in
Belgien. Nicht mit Breitband Messgeräte als auch mit Spektrumanalyser.
Und das man den Bürgern niedrigere Werte vor gaukelt als tatsächlich vorhanden sind.
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