RAPORTTI ISOVERIN ERISTEIDEN RADIOTAAJUISTEN SIGNAALIEN VAIMENNUKSISTA
Tämä on mittaus mittauksista, joilla selvitettiin kolmen erilaisen eristemateriaalin aiheuttamia vaimennuksia matkapuhelinverkon taajuusalueilla. Materiaalit Mittauksissa tutkitut materiaalit olivat ISOVER:n pinnoittamaton eristevilla KL 33, paksuudeltaan 200mm (tuotenumero 11797), ISOVER:n pinnoitettu tuulensuojalevy RKL 31 Facade 50 (tuotenumero 26659), sekä polyuretaanilevy, jossa molemmilla puolilla on pinnoitteena alumiinilaminaatti. Kaikki materiaalit tutkittiin samassa mittausjärjestelyssä, jossa tutkittavat eristekappaleet leikattiin 1000*500mm kokoisiksi suorakaiteiksi. Mittausmenetelmä ja järjestely Mittaus suoritettiin pyyhkäisevällä spektrianalysaattorilla, joka oli varustettu tracking generator optiolla. Generaattorille asetettiin ohjelmallisesti taajuuspisteet välillä 700 MHz 3 GHz, 25 MHz välein. Jokaisella taajuuspisteellä tehtiin 5 erillistä mittausta, jotka keskiarvotettiin. Järjestelyssä käytetyt antennit olivat kummatkin tyyppiä Log periodic AMXL 800 2500 11 ja tarkistuksissa tyyppiä A INFO JXTXLB 880 NF. Ohessa on periaatekuva mittauksessa käytetyistä laitteista. Kuva 1. Mittalaitteet
Mittauksessa käytetyt antennit ovat voimakkaasti suuntaavia laajakaistaisia torvija log periodic antenneja. Torviantennien suuntakuviot 1 ja 2 GHz:llä on esitetty seuraavissa kuvissa 2 ja 3. Tiedot valmistajan verkkosivuilta [2]. Kuva 2. Suuntakuvio 1 GHz. Kuva 3. Suuntakuvio 2 GHz. Antennien mekaaniset mitat ja rakenne on esitetty kuvassa 4. Kuva 4. Antennien mitat. Mittausjärjestely Mittaukset toteutettiin tarkoitusta varten rakennetun seinän avulla, jonka mitat perustuivat antennien suuntakuvioista laskettuihin sivukeilojen tehotasojen minimoimiseen. Lähtökohtana pidettiin, että mittaustarkkuuden puitteissa voidaan edenneen signaalin monitiekomponenttien ja heijastusten tehotasoa pitää merkityksettömänä. Seinä toteutettiin niin, että sen korkeus ja leveys olivat kumpikin 2300 mm. Keskellä seinää oli 1000 * 500mm aukko, johon mitattavat eristeet sovitettiin. Seinän aukkoa ympäröivässä osuudessa varmistettiin yli 30 db:n radiosignaalivaimennus sijoittamalla useita päällekkäisiä alumiinipinnoitteita
seinän rakenteeseen ja teippaamalla saumat alumiiniteipillä. Lisäksi keskellä olevan aukon reunoja kiersi 3mm alumiininen kulmalista. Kuva 5. Mittauksessa käytetty seinä Mittauksissa käytetyt antennit sijoitettiin 1800 mm etäisyydelle seinäpinnasta, jolloin niiden keskinäiseksi etäisyydeksi tuli 3750 mm. Etäisyydet valittiin niin, että pienimmilläkään mittaustaajuuksilla ei lähikenttä tuottanut mittausvirhettä. Mittauksissa käytetyt taajuudet valittiin niin, että ne kattavat kaikki nyt käytössä olevat ja lähitulevaisuudessa markkinoille tulevat matkapuhelinverkkojen taajuudet. Ne ovat 2G(P GSM ja E GSM), GSM1800, 3G(UMTS 2100MHz) ja 4G(LTE 2600 MHz). Tässä mittauksessa käytettiin taajuuspyyhkäisyä välillä 700MHz 3000 MHz.
Tulokset Mittaustulosten perusteella piirrettiin MATLAB ohjelmistolla kuvassa 6 esitetty käyrästö. Mukana kuvassa ovat ISOVER KL 33 200, ISOVER RKL 31 Facade 50, sekä polyuretaanilevy, jossa molemmilla puolilla on alumiinilaminaatti. Polyuretaanilevyn kohdalla heijastusten vaikutus on tasattu mustalla kuvaajalla, joka on tulosta violetin kuvaajan 5 asteen polynomilla lasketusta käyrän sovitus algoritmista. Kuvissa on käytetty db asteikkoa, jossa 10 db:n arvo vastaa 10 kertaista vaimennusta, 20 db:n arvo 100 kertaista vaimennusta jne. 40 eristemateriaalien vaimennuksia 35 30 vaimennus/db 25 20 15 10 isover KL-33 isover RKL-31 Facade Al-polyuretaanilevy Al-polyuretaanilevy 5 0-5 500 1000 1500 2000 2500 3000 taajuus/mhz Kuva 6. Erilaisten tutkittujen eristemateriaalien vaimennukset.
Seuraavassa kuvassa on heijastusten vaikutus jätetty pois, ja kuvassa näkyy vain tasoitettu kuvaaja. Tämä on tapa, jolla tulokset tavallisesti tutkimuslaitosten julkaisuissa ilmoitetaan. Kuva 7. Mitattujen eristemateriaalien vaimennukset radiosignaaleille Johtopäätökset Kuvaajista on kiistattomasti nähtävissä, että kumpikaan, ISOVER:n lasivillapohjainen KL 33 eristemateriaali eikä RKL 31 Facade 50 tuulensuojalevy, ei käytännöllisesti katsoen vaimenna matkapuhelinverkkojen taajuuksilla olevia radiosignaaleja. RKL 31 Facade levyn tuulensuojapinta ei mittausten perusteella tuo näkyvää lisävaimennusta. Yleistäen voi todeta, että puhtaat lasivillaeristeet eivät aiheuta merkittäviä vaimennuksia radiotaajuisille matkaviestimille.
Tämän tutkimuksen tuloksena saatu kuva myös tukee TTY:n julkistamassa raportissa ollutta esitystä eri materiaalien vaimennuksista. Alla oleva kuva löytyy julkisesta tutkimusraportista [1]. Kuva 8. Radiosignaalin vaimennusmittauksia nykyaikaisissa asuintaloissa Loppu julkaisussa esitetyt tulokset esimerkinomaisten eristeiden RF vaimennuksista. Käyrien erot kuvissa 7 ja 8 selittyvät mittausmenetelmien erilaisuudella. Tulokset kuitenkin vahvistavat toisiaan ja edellä esitettyjä johtopäätöksiä. [1] http://urn.fi/urn:isbn:978 952 15 2885 9 [2] http://biakom.com/hfuhf/literature/chengdu%20ainfo%20inc%20%20antenna.pdf