Thông tư 10/2021/TT-BTTTT Ban hành QCKT quốc gia về thiết bị vô tuyến cự ly ngắn dải tần 40GHz đến 246 GHz

Ban hành “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thiết bị vô tuyến cự ly ngắn dải tần 40 GHz đến 246 GHz”

Căn cứ Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật ngày 29 tháng 6 năm 2006;

Căn cứ Luật Viên thông ngày 23 tháng 11 năm 2009;

Căn cứ Luật Tần số vô tuyến điện ngày 23 tháng 11 năm 2009;

Căn cứ Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01 tháng 8 năm 2007 của Chính phủ quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật;

Căn cứ Nghị định số 78/2018/NĐ-CP ngày 16 tháng 5 năm 2018 của Chính phủ sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01 tháng 8 năm 2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật;

Căn cứ Nghị định số 17/2017/NĐ-CP ngày 17 tháng 02 năm 2017 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Thông tin và Truyền thông;

Theo đề nghị của Vụ trưởng Vụ Khoa học và Công nghệ,

Bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông ban hành Thông tư quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về thiết bị vô tuyến cự ly ngắn dải tần 40 GHz đến 246 GHz.

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ THIẾT BỊ VÔ TUYẾN CỰ LY NGẮN DẢI TẦN 40 GHz ĐẾN 246 GHz

National technical regulation on Short Range Device (SRD) - Radio equipment to be used in the 40 GHz to 246 GHz frequency range

Mục lục

1.1. Phạm vi điều chỉnh

1.2. Đối tượng áp dụng

1.3. Tài liệu viện dẫn

1.4. Giải thích từ ngữ

1.5. Ký hiệu

1.6. Chữ viết tắt

2.1. Quy định cho phần phát

2.1.1. Công suất đầu ra RF

2.1.2. Dải tần số được phép hoạt động

2.1.3. Phát xạ ngoài băng

2.1.4. Phát xạ giả

2.2. Quy định cho phần thu

2.2.1. Phát xạ không mong muốn

3.1. Quy định đo kiểm

3.1.1. Điều kiện môi trường đo kiểm

3.1.2. Lựa chọn mẫu để đo kiểm

3.1.3. Giải thích các kết quả đo

3.1.4. Đo kiểm ở băng tần trên 110 GHz

3.2. Đo kiểm cho phần phát

3.2.1. Đo công suất đầu ra RF

3.2.2. Đo dải tần số được phép hoạt động

3.2.3. Đo phát xạ ngoài băng

3.2.4. Đo phát xạ giả

3.3. Đo kiểm cho phần thu

Bộ ghép đo phải được cung cấp bởi những nhà sản xuất thiết bị cùng với tài liệu mô tả đầy đủ, chúng sẽ được đánh giá và lựa chọn thông qua bởi phòng đo kiểm đã được công nhận.

Các đặc điểm vận hành của bộ ghép đo phải được đo lường và lựa chọn thông qua bởi phòng đo kiểm đã được công nhận. Nó có các thông số phù hợp và cơ bản sau đây:

- Độ lợi của ống dẫn sóng hình loa không vượt quá 20 dB;

- Khoảng cách tối thiểu giữa ăng ten truyền và ăng ten nhận phải đảm bảo có tương tác lẫn nhau trong điều kiện thực tế (khoảng cách lớn hơn 2d²/λ.), trong đó d là kích thước lớn nhất của khẩu độ ăng ten của EUT).

CHÚ THÍCH 1: Thông tin về độ không đảm bảo đo và các thủ tục kiểm định được mô tả chi tiết trong điều 5 và 6 tương ứng trong tiêu chuẩn TR 102 273-6.

CHÚ THÍCH 2: Các điều kiện trường xa của thiết lập đo kiểm phải được xem xét kỹ càng trong các băng tần được chỉ ra trong quy chuẩn này. Tỷ lệ điện áp sóng đứng (VSWR) khi đo kiểm không lớn hơn 1,5 tại các mép ống dẫn sóng.

- Hiệu suất của bộ ghép đo khi đặt trong buồng đo kiểm triệt phản xạ hoặc trong buồng đo kiểm nhiệt độ, nó sẽ không bị ảnh hưởng bởi sự tiếp xúc của người hay vật bên trong buồng đo. Việc thực hiện đo kiểm có thể lặp lại sau khi EUT được thay thế và bỏ ra;

- Hiệu suất của bộ ghép đo sẽ được duy trì trong giới hạn đã được chỉ ra trong báo cáo kiểm định, khi các điều kiện đo kiểm thay đổi trong các giới hạn mô tả trong 3.1.1.2 và 3.1.1.3. Các đặc tính và việc hiệu chuẩn của bộ ghép đo phải được thể hiện trong báo cáo hiệu chuẩn.

B.2.1.2. Hiệu chuẩn

Việc hiệu chuẩn bộ ghép đo thiết lập mối quan hệ giữa đầu ra từ bộ ghép đo và công suất truyền (như việc lấy mẫu tại một vị trí của ăng ten) từ EUT trong bộ ghép đo. Điều này có thể thực hiện được bằng cách sử dụng ăng ten loa có độ lợi bằng hoặc nhỏ hơn 20 dB, được cung cấp bởi một nguồn tín hiệu bên ngoài thiết bị, tại đó EUT sẽ xác định được các giá trị công suất thay đổi theo nhiệt độ và tần số.

Việc hiệu chuẩn bộ ghép đo phải được thực hiện bởi mỗi nhà sản xuất EUT hoặc tại phòng đo kiểm đã được công nhận. Các kết quả này phải được thông qua bởi các phòng đo kiểm đã được công nhận.

Việc hiệu chuẩn phải được thực hiện tại những băng tần hoạt động, tối thiểu là 3 lần, theo công bố phân cực của EUT.

Hình B.1 - Ví dụ về bộ ghép đo

Để biết thêm thông tin chi tiết hơn về cách sử dụng, thời hạn và hiệu suất giới hạn của bộ ghép đo tới 100 GHz thì xem thêm tại TS 103 502.

B.2.2. Những vị trí đo kiểm và cách bố trí chung

B.2.2.1. Vị trí đo kiểm ngoài trời (OATS)

Vị trí đo kiểm ngoài trời gồm có một bàn xoay ở một đầu và một ăng ten có thể thay đổi được chiều cao so với đầu kia, cả hai được đặt phía trên một mặt nền, trong trường hợp lý tưởng mặt nền này là dẫn điện tốt và mở rộng vô hạn. Thực tế, có thể tạo được một mặt nền dẫn điện tốt, nhưng không thể tạo ra được mặt nền vô hạn. Hình B.2 mô tả một vị trí đo kiểm ngoài trời điển hình.

Hình B.2 – Vị trí đo kiểm ngoài trời điển hình.

Mặt nền tạo ra các tia phản xạ mong muốn, do đó ăng ten thu sẽ thu được một tín hiệu là tổng của tín hiệu được truyền trực tiếp và tín hiệu phản xạ. Đối với mỗi một độ cao phát (hoặc EUT) và độ cao ăng ten thu so với mặt nền, độ lệch pha giữa hai tín hiệu này sẽ tạo ra một mức thu duy nhất.

Trong thực tế, các ăng ten thẳng có chiều cao biến đổi cho nên độ cao của ăng ten đo kiểm được tối ưu tối đa cho tín hiệu, cùng kết hợp với bàn xoay để tạo ra góc phương vị.

Cả hai phép đo tuyệt đối và tương đối có thể được thực hiện tại vị trí đo kiểm ngoài trời. Trường hợp thực hiện phép đo tuyệt đối, để phép đo tại vị trí đo được công nhận cần phải kiểm định tại vị trí OATS. Việc so sánh về hiệu suất đo được coi là ý tưởng về vị trí lý thuyết, việc chấp nhận được quyết định trên cơ sở sự chênh lệch không vượt quá một giới hạn xác định trước.

B.2.2.2. Các vị trí đo kiểm khác

Các vị trí đo kiểm được mô tả dưới đây được trang bị vật liệu hấp thụ để làm giảm sự phản xạ. Khả năng của vật liệu hấp thụ đưa ra ngưỡng giới hạn trên và giới hạn dưới cho tần số. Đối với việc sử dụng tại các tần số cao phù hợp các với các vị trí thử nghiệm này cần phải kiểm tra suy hao phản xạ, cộng hưởng trong phòng đo kiểm.

B.2.2.3. Phòng đo kiểm triệt phản xạ có mặt nền.

Phòng đo kiểm triệt phản xạ có một mặt nền là một phòng đo kiểm được che chắn kín, trong đó mặt trong của các bức tường và trần được che phủ một lớp vật liệu hấp thụ sóng RF, thường lớp vật liệu này là loại xốp urethane và có hình chóp. Nền phòng đo kiểm được làm từ kim loại trần (không bị bọc) và có dạng một mặt phẳng. Thông thường, phòng đo kiểm gồm có một cột ăng ten ở một đầu và một bàn xoay ở đầu kia. Hình B.3 mô tả một phòng đo kiểm triệt phản xạ có mặt nền điển hình.

Hình B.3 - Phòng đo kiểm triệt phản xạ có mặt nền điển hình

Loại phòng đo kiểm này cố gắng mô phỏng được vị trí đo kiểm ngoài trời (OATS) mà đặc trưng chính của nó là có một mặt nền lý tưởng được mở rộng không giới hạn.

Việc che chắn phòng đo kiểm kết hợp với việc sử dụng vật liệu hấp thụ sóng vô tuyến, mục đích để tạo ra sự kiểm soát môi trường trong phòng đo kiểm. Việc che chắn sẽ tạo ra được không gian đo kiểm, làm giảm bớt được mức nhiễu của các tín hiệu xung quanh và các hiệu ứng bên ngoài khác, trong khi đó, vật liệu hấp thụ sóng vô tuyến sẽ tối thiểu hóa được tia phản xạ không mong muốn từ tường và trần, những tia phản xạ này có thể ảnh hưởng đến phép đo.

Thực tế, có thể dễ dàng che chắn để loại bỏ được nhiễu xung quanh ở mức cao (80 dB đến 140 dB) (thường có thể bỏ qua được nhiễu xung quanh), không có vật liệu hấp thụ vô tuyến nào được thiết kế để có thể hấp thụ hết tất cả các nguồn năng lượng. Ví dụ nó không được sản xuất và cấu hình một cách hoàn hảo, suy hao phản xạ của nó (một thước đo độ hiệu quả) cũng thay đổi theo tần số, góc tới. Trong một số trường hợp, nó còn phải chịu ảnh hưởng của mức công suất cao của năng lượng từ sóng vô tuyến tới. Để cải thiện suy hao phản xạ trên dải tần số rộng hơn, gạch ferit, lưới ferrite và các loại vật liệu lai giữa xốp urethane và gạch ferit được sử dụng sẽ đạt yêu cầu đề ra.

Mặt nền sẽ tạo ra các tia phản xạ mong muốn, do đó ăng ten thu sẽ thu được tín hiệu là tổng của tín hiệu được truyền trực tiếp và tín hiệu phản xạ. Đối với mỗi một độ cao của ăng ten phát (hoặc EUT) và độ cao của ăng ten thu so với mặt nền, độ lệch pha giữa hai tín hiệu này sẽ tạo ra một mức thu duy nhất.

Trong thực tế, cột ăng ten phải có chiều cao thay đổi được, sao cho có thể chọn được chính xác vị trí của ăng ten đo kiểm kết hợp với bàn xoay mà tại đó tín hiệu tổng của hai tín hiệu giữa góc phương vị với ăng ten, hoặc giữa một EUT và một ăng ten đo kiểm là lớn nhất.

Cả hai phép đo tuyệt đối và tương đối có thể được thực hiện trong một phòng đầy đủ không phản xạ. Phòng đo kiểm phải được kiểm định trước tại nơi thực hiện các phép đo tuyệt đối hay tại nơi thực hiện hiện các phép đo kiểm được công nhận. Việc kiểm định này liên quan đến việc so sánh về hiệu suất đo so với một phòng đo lý tưởng theo lý thuyết, sự chấp nhận được quyết định dựa trên cơ sở độ chênh lệch lớn nhất giữa hai loại phòng này không vượt quá giới hạn cho trước.

B.2.2.4. Phòng đo kiểm triệt phản xạ

Phòng đo kiểm triệt phản xạ thường là một phòng đo kiểm kín được che chắn, trong đó mặt trong của các bức tường, trần và sàn được phủ một lớp vật liệu hấp thụ sóng vô tuyến, thường lớp vật liệu này là loại xốp urethane có mấu hình chóp. Thông thường, phòng gồm có một giá đỡ ăng ten ở một đầu và một bàn xoay ở đầu kia. Một phòng đo kiểm triệt phản xạ điển hình được thể hiện trong Hình B.4 với ăng ten lưỡng cực ở cả hai đầu.

Hình B.4 - Phòng đo kiểm triệt phản xạ điển hình

Việc che chắn phòng đo kiểm kết hợp với việc sử dụng vật liệu hấp thụ sóng vô tuyến sẽ tạo ra một môi trường dễ kiểm soát trong quá trình đo kiểm. Loại phòng đo kiểm này cố gắng mô phỏng tốt nhất các điều kiện trong không gian tự do. Việc che chắn sẽ tạo ra được một không gian đo kiểm làm giảm bớt được nhiễu của các tín hiệu xung quanh và các hiệu ứng bên ngoài khác, trong khi đó, vật liệu hấp thụ sóng vô tuyến sẽ tối thiểu hóa được tia phản xạ không mong muốn từ tường, sàn và trần, những tia phản xạ này có thể ảnh hưởng đến phép đo.

Thực tế, có thể dễ dàng che chắn để loại bỏ được nhiễu xung quanh ở mức cao (80 dB đến 140 dB) (thường có thể bỏ qua được nhiễu xung quanh), không có vật liệu hấp thụ vô tuyến nào được thiết kế để có thể hấp thụ hết tất cả các nguồn năng lượng. Ví dụ nó không được sản xuất và cấu hình một cách hoàn hảo, suy hao phản xạ của nó (một thước đo độ hiệu quả) cũng thay đổi theo tần số, góc tới. Trong một số trường hợp, nó còn phải chịu ảnh hưởng của mức công suất cao của năng lượng từ sóng vô tuyến tới. Để cải thiện suy hao phản xạ trên dải tần số rộng hơn, gạch ferit, lưới ferrite và các loại vật liệu lai giữa xốp urethane và gạch ferit được sử dụng sẽ đạt yêu cầu đề ra.

Nói chung, buồng đo kiểm triệt phản xạ có rất nhiều ưu điểm so với các phòng đo kiểm khác. Nó ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu xung quanh, ít tia phản xạ từ tường, trần và sàn, và không phụ thuộc vào thời tiết. Tuy nhiên, nó cũng có một vài nhược điểm là: khoảng cách đo bị hạn chế (do kích thước của phòng đo, chi phí,...) và sử dụng tần số thấp hơn, do hạn chế về kích thước của phòng đo và các vật liệu hấp thụ hình chóp.

Cả hai phép đo tuyệt đối và tương đối có thể được thực hiện trong một phòng đầy đủ không phản xạ. Phòng đo kiểm phải được kiểm định trước tại nơi thực hiện các phép đo tuyệt đối hay tại nơi thực hiện hiện các phép đo kiểm được công nhận. Việc kiểm định này liên quan đến việc so sánh về hiệu suất đo so với một phòng đo lý tưởng theo lý thuyết, sự chấp nhận được quyết định dựa trên cơ sở độ chênh lệch lớn nhất giữa hai loại phòng này không vượt quá giới hạn cho trước.

Buồng đo kiểm triệt phản xạ điển hình được thể hiện trong Hình B.5. Đây là loại buồng đo kiểm được xây dựng để cố gắng mô phỏng như các điều kiện trong không gian tự do.

Hình B.5 - Phòng đo kiểm triệt phản xạ điển hình

Buồng đo kiểm chứa ăng ten phù hợp và hỗ trợ ở cả hai đầu.

Thiết bị treo ăng ten đo kiểm và treo EUT cần phải được làm bằng vật liệu có suy hao sóng siêu cao tần thấp và có giá trị hằng số điện môi tương đối thấp.

Buồng đo kiểm triệt phản xạ phải được che chắn. Tường bên trong, sàn và trần phải được bao phủ bằng vật liệu hấp thụ vô tuyến. Việc che chắn và suy hao phản xạ tạo ra sóng vuông góc với tần số. Trong các dải tần số đo kiểm thường gặp thì:

- Suy hao che chắn là 105 dB;

- Suy hao phản xạ là 30 dB.

Cả hai phép đo tương đối và tuyệt đối cần phải được thực hiện trong buồng đo kiểm triệt phản xạ. Phòng đo kiểm phải được kiểm định trước ở các nơi thực hiện các phép đo tuyệt đối

Vị trí của buồng đo kiểm triệt phản xạ được bảo vệ phải được hiệu chuẩn và thẩm định trong các dải tần số đang áp dụng.

CHÚ THÍCH 1: Thông tin về độ không đảm bảo đo và các thủ tục kiểm định được mô tả chi tiết trong điều 5 và 6 tương ứng trong tiêu chuẩn TR 102 273-2.

CHÚ THÍCH 2: Bộ ghép đo được giới thiệu và các thủ tục được dựa trên thực tế tốt nhất trong các băng tần thấp. Các thiết lập có thể cần phải được điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể của hệ thống có bước sóng milimet, đặc biệt là các tần số trên 100 GHz. Các kết quả đo kiểm nên thể hiện rõ cách thiết lập bộ ghép đo. Bộ ghép đo được giới thiệu chủ yếu là dự kiến để sử dụng đo kiểm công suất như đã được định nghĩa trong phạm vi của quy chuẩn này.

Khi đo kiểm trong buồng đo kiểm triệt phản xạ trên 1 GHz không quét chiều cao ăng ten so sánh, thay vì thực hiện xoay 360° với bàn xoay EUT thì cần phải được di chuyển trên tất cả các bề mặt của nó để đo công suất RF bức xạ tối đa do các mô hình ăng ten hẹp xuất hiện ở tần số cao.

B.2.2.5. Yêu cầu tối thiểu đối với các vị trí đo kiểm cho phép đo trên 18 GHz

Nói chung các vị trí đo kiểm phải đủ để thực hiện phép đo kiểm trường xa của EUT. Do đó, vị trí đo kiểm phải là một phòng không có phản xạ điện từ hoặc ít nhất là bề mặt nền được che phủ bằng vật liệu hấp thụ vô tuyến hoặc tối đa có sáu bề mặt xung quanh được bao phủ bằng vật liệu hấp thụ vô tuyến. Các vật liệu hấp thụ phải làm suy giảm tối thiểu là 30 dB. Hiệu quả của sự suy giảm phản xạ này phải được kiểm chứng. Các vị trí đo kiểm có các kích thước như sau:

- Chiều rộng 2 mét.

- Chiều dài 3 mét.

- Chiều cao 2 mét (chỉ áp dụng cho một phòng với nhiều hơn một mặt phản xạ).

Chiều cao ăng ten định hướng thu làm giảm phản xạ. Khuyến nghị sử dụng ăng ten loa có độ lợi tiêu chuẩn. Lưu ý rằng nếu ăng ten có khẩu độ nhỏ hơn EUT, phép đo phải được thực hiện đủ cả ở góc phương vị và góc ngẩng để đảm bảo xác định được bức xạ tối đa. Khoảng cách đo phải được lựa chọn để tránh hiệu ứng khớp nối ăng ten. Do đó, khuyến khích sử dụng khoảng cách tối thiểu 0,5 m. EUT có thể được đặt ở bất kỳ vị trí độ cao nào để làm giảm tối thiểu sự phản xạ từ mặt sàn.

Do cáp đồng trục suy hao lớn tại các tần số cao, việc kết nối từ ăng ten thu tới máy thu đo kiểm không được vượt quá 1m, do đó việc đặt máy thu đo gần với ăng ten thu là cần thiết. Điều này đặc biệt đúng trong trường hợp sử dụng bộ trộn sóng hài bên ngoài kết nối rất ngắn với máy thu đo. Vì vậy bằng cách nào đó máy thu đo phải được bao phủ bằng vật liệu hấp thụ vô tuyến theo hướng đo từ trường để giảm sự phản xạ. Hình B.6 chỉ ra một ví dụ vị trí đo trên 18 GHz với bề một bề mặt phản xạ.

Hình B.6 - Ví dụ về vị trí đo trên 18 GHz với một bề mặt phản xạ

Suy hao theo vị trí của vị trí đo kiểm phải được xác định. Các vị trí đo kiểm với các đặc điểm tương đối lý tưởng, có thể sử dụng lý thuyết suy hao trong không gian tự do (FSL) như suy hao thể hiện trong các ví dụ từ Bảng B.1 đến Bảng B.3.

Bảng B.1 - Ví dụ về suy hao trong không gian tự do tại khoảng cách 1 m

Bảng B.2 - Ví dụ về suy hao trong không gian tự do tại khoảng cách 0,5 m

Bảng B.3 - Ví dụ về suy hao trong không gian tự do tại khoảng cách 0,25 m

Trong đó:

λ = c/f

[FSL] = 10 log (4πr/λ)²