Yağ Emdirilmiş Kağıtlı Kondenser (YEKK) Buşingler İçin Farklı Frekanslarda Kayıp Faktörü Ölçümü / Sayfalar : 37-44

Makale Türü: Araştırma Makalesi Gönderim Tarihi: 16.05.2019 Kabul Tarihi: 04.07.2019

GSM, UMTS ve LTE Baz İstasyonu Sinyallerinin Oluşturduğu Maruziyetin Frekans Seçici Ölçümleri ve Analizi

Frequency Selective Measurements and Analysis of Exposure to GSM / UMTS / LTE Base Station Signals

Mustafa Çetintaş1, Cafer Bahadır Tektaş2, 1,2TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü, Kocaeli, Türkiye [email protected], [email protected]

Öz

Günümüzde, elektromanyetik alanların sebep olduğu maruziyetin seviyesini ölçmek için yaygın olarak frekans seçici ölçüm yöntemi kullanılmaktadır. Ancak bu ölçümler uzmanlık gerektiren ve uygulamada farklı sonuçlar verebilen hassas ölçümlerdir. Bu nedenle, farklı GSM (Global System for Mobile Communication), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ve LTE (Long Term Evolution) baz istasyonu antenlerinden gelen sinyallerin RF maruziyetinin hassas bir şekilde ve frekans seçici olarak ölçülmesi ve değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu amaçla, frekans seçici ölçüm yöntemi kullanılarak Almanya/Regensburg’da bulunan elektromanyetik kirlilik ölçümleri konusunda uzman, referans bir laboratuvar ile TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME), Elektromanyetik Laboratuvarı arasında karşılaştırma ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında ölçümler, Almanya/Bayreuth'da 4 farklı bölgede bulunan baz istasyonlarında, her bölgede 2 ölçüm noktası seçilerek eş zamanlı olarak gerçekleştirilmiş ve değerlendirilmiştir. Dört farklı konumda bulunan, 8 farklı ölçüm noktasındaki bağıl farkın 0 dB ile 1.4 dB arasında olduğu belirlenmiştir. Elde edilen karşılaştırma sonucu verileri incelendiğinde her iki ölçüm ekibi tarafından oluşturulan ölçüm sonuçlarının iyi bir uyum içinde olduğu görülmüştür.

Anahtar kelimeler: Elektromanyetik, Maruziyet, Frekans Seçici, Karşılaştırma, Ölçüm

Abstract

Nowadays, the frequency selective measurement method is

commonly used to measure the level of exposure caused by

electromagnetic fields. However, these measurements are

sensitive measurements that require expertise and can give

different results in practice. For this reason, the RF exposure

of the signals from different GSM (Global System for Mobile

Communication),

(Universal

Telecommunications System) and LTE (Long Term Evolution) base station antennas needs to be measured sensitively as frequency selective and evaluated accurately. For this purpose, the comparison measurements were performed between the Electromagnetic Laboratory of TUBITAK National Metrology Institute (UME) and the reference laboratory, which are experts in electromagnetic pollution measurements situated in Germany/Regensburg by using frequency selective measurement method. Within the scope of study, the measurements were performed and evaluated simultaneously at 4 different locations of base stations in Bayreuth, Germany by selecting 2 measurement points in at each location. The relative difference in 8 different measuring points at the 4 different locations was determined to be between 0 dB and 1.4 dB. When the comparison result data were investigated, it was seen that the measurement results generated by both measurement teams were in good agreement.

Keywords: Electromagnetic, Exposure, Frequency Selective, Comparison, Measurement

1. Giriş

Elektromanyetik alanların sebep olduğu maruziyetin belirlenmesi için gerçekleştirilen elektromanyetik kirlilik ölçümlerinde yaygın olarak kullanılan iki ölçüm yöntemi bulunmaktadır. Bu yöntemlerden ilki, geniş bant alan problarının kullanımını gerektiren, basit ve hızlı ölçüm çözümler sunan geniş bant ölçüm yöntemidir. Geniş bant ölçümlerinde kullanılan alan probları çok geniş frekans aralığında, sahip oldukları izotropik yapı gereği prob içerisinde bulunan x, y ve z eksenlerinden her birinin ölçtüğü elektrik veya manyetik alan değerini, toplayarak tek bir değer olarak vermektedir. Ancak geniş bant alan probları, radyo, TV yayını veya baz istasyonları gibi farklı frekans aralıklarındaki radyasyonları sınıflandırmak üzere tasarlanmamıştır. Bu durum ölçülen elektromanyetik alan seviyesini maruziyet limitleriyle karşılaştırılması durumunda

sorunlara neden olmaktadır [1]. Ayrıca baz istasyonları gibi

ömölloççüüdr12lmüülrarkyseyörnon2ntoelkumfruimnvieanrh2sssa1iaitnnhayliaaplrıogoldürstucaiğünyunaübçnıfukahdbıezizrllamı2vs1eaidnknettğeaidjşli2tarif.r2ğıGinekseni2dnifeşyn abilay0lenl.ert

elektromanyetik kirlilik ölçümlerinde kullanılması sakıncalı

olabilmektedir. Bu noktada karşımıza diğer bir ölçüm yöndtaesmdaisdoalasdnasvdeasçdaalısşdmasadnaısndatsedmasedliansidaoslduaşstduarsadnasfdreaksdaanssd(s1e)çici

ölçBüumraldera,çıkkmaktadır [d2a,l3g]a. numarasıdır. Denklemin çözümü İakniainçlciinzi i vyieökinyntücekimsevkaorflsaraenykıamfnr,selkıfaoennleskkstisyreooçmniucaninyöedlteçikğüimşakllaeennrlldeaerr,ınügçzüeevvriernendsleiekl ölçdüamğıllearbiiliriçoilnduğkuodmurp. aBkatşkafrbeikradnesyişslee:çici ölçüm cihazları

ku.llanılmaktfadrır,. ,Bu yför nrtemf ilefgeni.ş bir frekans b(a2n)dı

ih[ç4ee]rBd.raiössğCyiiınnlitehıdyllamiaekzlkıleışein,daiessin(att2ekh)nöliepilmlçveüoenemllddb(ue1isğr)eoudnfiburfleiracrekğu:kıanangtnsıölsararübırnaitllkügığuliesıllinabmnsöıaellyagkeretaseskiinvdöüeelççböüölflçaeyrüblkelilelcıiner

  furyegkualnasnaabilmdkdreakrştreı2ldıkifrrr.

gkel2ern2  n Frekans

lnisme1içtilceifrr

 ö0l,dçeüm

kocilhayalz(ıl3ka)lraı

kmkuuollbllaainnl dıltıaekrllaeakfroısnimyn1aespkeıâlravncilsaaskrinsoalfğarelrafakykaıncasıdslınansenınnçdiıcroiı1lratöanlksçbiümnaamz22nlitesertnafsiygl eor0un,plbaliarr(ıçr4ıov)nkeı

ittohopptillvaaammeatatlilakanlnedsdreii2çvfai2inlyadenesmlikai2hrıepnm aby0diı.leignhemereerkdbiiğmritubetkelanilkzseedrirevğoierstrasmagğellraaerykdısace,ıshı(in5ez)iımnn

verBiluen dsuervuimyednai,n y(ü3)zdebsaiğoınlatırsaıknıngösçteörziülembüilirk. üBreuseslayeBdeessheel r asöellaçrffvnüooimnnskkylssekaiiryyyedıoonmenndlliıaakrrkuııiaçlilnelaeraonilolsıluliraanptran,dıkneakcöbiizhçueöalplzziaklüayflmoerı rnleekgönsesliçianyrüheoillvnpeeltbaiorirll.haier[r.7ras]kıkFrBaarbduneiankarnalaınnsilspaBetvokseeptestrelsçuaneimmlc, i anadloiğzröursüanl keovmrbeinnsaeslyoonllaarrıakbiriknuclilavneılikanincigednereelceödzeenllkiükrleesreinl i

taşHıralanrk.elBfoirndkesniyofnalzalraınıövlçeüremcekmtior:dları bulunmakta ve sahip

oldukları UMTS ve

 bLuThnE1m soidnjlnyaarklrlielreinibyiançzokkirsth,aassysoanslabriırnşdeaknildyeayöıllçaenbiGliS(r6Mv)e,

yüksek kes inhlni2k le jhneskarplayiyanbiklrirl.er [5].

  BuKüçraelsıeşlmaBdeasseflrekfoannkssiysoençliacriınınölçübmn krcihaszııradvaen cBiehsaszeıln

  içefroinsiknsdiyeonblaurlıunBannksrpekcitnrasildeönlçtaünmımlmamoadkugevrekikrsoed: çözücü

Aköallçrm.üşımalnayştamı/rBmoadabyunrekukrtuhl'ödlalaçnü2ı4lmkarrlfBaeakrnrik,12lı

referans bir laboratuvar ile kr.yapılmıştır. Ölçüm(l8e)r, baz istasyonunda eş zamanlı

olaErMak aglaenrçıne,kkleüşrteiriiçlemriisşitnird.e Hvee/rvelyoakadsıyşıonnddaaB2esöselçl üvme Hnaonkktaelsı sdeoçğfoirlnumkdisaşinyovnbelaaktrüıamncindösılişçnüdmmenekntaoannkıtmanlolaakrmtıaalbkaarzıiçioinsl,taarbsayukonfbouenlkiarsnlieytenonnmlleaişrriıtnnire. Ölaçsüimmüptogteikrçdeakvlreaşntıişrlialerınnıhienrcenleomketakygaeraeikt iröl[ç8ü].mKasobancuac,uküiçrein pariçaelerilsinddeeğerklienEdMirmaellaenr tveemshileisaipçlinamajnlarkryakpuıllmanıışltmıra.lıSdıorn osolanyçruüaapnçkılkdaüarhıderıkrra. r0iDşkıoliialçaşilyntaıırbsııojlynmrlaakıtşurbtvıura.srfoonntlaukrsaioyflıounnpd,;adnrurealğdaeniçteiindpiilsebinnirüzödolaiçdlgüaaml

tanımı için uyg2u.dur.BaDziğİerstatasrayfotann,larrı  için birinci

  RFderreacdeydoenveHraicnikleelrifoentkrasifyınodnalarıölçhün(l1)enkrm aırşuızmiyaetkodşuelğlaerrılneıri gensaeğllliakdlıeğınedlaenk;trdikışaraıladnoğrşuidudzeatik aElan(dVa/kmi )d,almgaalanryınetitkemaslilain şididçientikuHlla(nAıl/ımrla)r.veya güç akı yoğunluğu S (W/m2) olarak

verilir. Bir vericinin uzak alanında, elektrik ve manyetik alan

şidÖdteetiyavnedagnü,ç(4y)obğauğnılnutığsuınısnabçiötzübmirü oirleanblüatübnilrelşeişktiLrielgire.ndCreep

  tiaesltlaaffenoosfnnoykkkonossnuşiiuyyubnoolalnndazllaaarnıirrsıktyaaPesbnytmeu0orlncivonleeascdreiılee,ubQtzrinaalmifkrıitcçna[oid6nsa]g.kteeiBrkçöuieelllkçdnüoleeelmdşdetuleideknririlll,laeedrcgıiemneğkdniataeirrniluçl,[zii8kn]lk0.ea,uBlbzmauakaz değarearllıeğnı diçirinmseosniluyabpiırlıdraklegna fdoennkksilyikon(u1)ta’dnıemblaeyliarbtiillmdieğki agdiıbniab: u üç büyüklükften elePknmtrickosala.nın ölçülmesi yeterlidir. Ö(9z)el zoalamOraalaknrabkeRslMeirçtiSillimr. deSdeoğinğeiorilsaüraoreklac, re(a5,k)mbaavğreuırnzitlıdskıianğlıimn açvöeszeüvmmiyüae,rltueezrkinvikenaçlhimfetar sınoılrmlaarkınıünzerferedkoağnrsuasalboağlalrıakolbdauğğımusızbehliarrtmilomneiklidsiirn.üzÇoiodkallu sindyeanlkvleemçleorkilçuerfire: kanslı ortamlarda, her bir sinyal, karşılık

f,çift   cosm,

106 26

(6g)-ele(1n0)mabrauğzıntkılaalrmı aiçseırnisıirnıdneın bbuilrunoarnansıoonluaçrlaakr tboirplanramyaalıdır. geTtiürimlirssei,n(y2a)l’ldeer taiçniımn lıbisrklaelşeirkfoonrkasniylaorn diçeinnk: lik (2)’de verildiği csgeiihbvaiiyz“elfa1sri”rın,,idnu,eyğgeburenilnibiriflfrçeatmmnşönnmelçbaüicsmlimomnsaelymmısadipırmPiP[açnn7mmkin,8ic,cç]oo.issnfBrbeuikzzrnannznekoksdrrreunnsl.eleuç,liuc(mki11taur)öru.lzçiüymet

(g1ö1Sre)

bmkWaü2ğreınsetılsıEBn3de27assV7eglö/ msytaerdilaenbizrninkcri

 EM dalganın konumuna dereceden küresel Hankel

fo(n1k)siyonunu temsil eder. İlaveten, (11) bağıntısında verilmiş

olan m ve n birer tam sayıdır ve her bir terim karşılıklı olarak

birbirlerine diktir [8]. Böylelikle, (1) bağıntısında verilmiş

HelmShöollçtüzledne(nfk1l)em iniSsöalçğülaleyna(bifl2en) herhangi bir fonksiyon, (11) baSğlıinmtı(sıfn1d)a tanımlıSfloimnk(sfiy2o)nlarca seri açılımı yapılarak tanımlaSnöalbçiülliern[(8-f93]).    1

Slim ( f3)

2.2 Vektörel Dalga Denklemi ve Küresel Harmonikler (2)

HFelrmekhaonltsz’usneçoicritayyaönktoeymduğiule teöolrçiüyme ügögree,rçebkirleşvteikritlöernü baz tainsıtmaslayyoanblialrmınekıniçyina,poısıvneaktöbraükntıdğiıvmeırzjadnas,ınŞı evkeilro1ta’sdyeongeölrinüildüğü bigliiyboir goelnmeal kolyaeratekrlihdeirr b[4ir]i. 1B2u0°b’laişklıkaçıayltaınsdaahiypapüıçlacaanktenle, ça3lı6ş0m°adad,erEeMceliaklanblairrı taalnaınmı laykaabpislmayeakn içsinektköurllanaınlatecnaklerden veoaknltuöteşrmnlerabkutleaulddnıeur.rkeHedneil,rehcbeeikrrtbirbi.raszTekaisnttöıamrsylaaonnntaeucnnadkdea ivsgeeeknŞtöeerlklleiikrl ,l2e’(d31e1ks)iekgtiöbri baağrıanltaısrıınnddaa t1a8n0ım° loalnaann2skaanlteernfovnekysaiyaornallaarraınbdaağl9ı0o°laoclaakn 4veanten böbyulelulinkmleaEkMtadaılran[9la,r1i0ç]i.n bir seri açılımı yapılabilecektir.

bir c vektörüne bağlı olarak, üç adet vektör tanımlamak mümkündür:

N 1  M. k (12) bağıntısına bakarak her üç vektörün birbirlerine dik olduğu aşikardır. L vektörünün rotasyoneli ve diverjansı için:

Buna ilaveten, M ve N vektörlerinin alan çizgileri

Şekil 1. Baz istasyonu sektör antenleri

tanımları için yeterli ve uygundurlar. Eğer en başta tanımlanan

sabit ve birim uzunlukta ki c vektörü, kürenin radyal birim

vektörü olan er olarak kabul edilirse, bu durumda, M ve N vektörleri, seçilecek o küre için teğet olacaklardır. (11)

bağıntısında gösterilen skaler fonksiyonun tek ve çift

vektörlerinin tek ve çift bileşenleri için,

GSM, UMTS ve LTE Baz İstasyonu Sinyallerinin Oluşturduğu Maruziyetin Frekans Seçici Ölçümleri ve Analizi Frequency Selective Measurements and Analysis of Exposure to GSM / UMTS / LTE Base Station Signals Mustafa Çetintaş , Cafer Bahadır Tektaş

Şekil 2. Baz istasyonu sektör antenlerinin iç yapısı [11]

Baz istasyonları, sahip olduğu anten yapısının yanı sıra,

hizmet ettiği bölge ve konuma göre farklı trafik

kapasitelerine, farklı sinyal güçlerine ve farklı güç

üretimlerine sahiptirler. Bu durum her baz istasyonunun

farklı bir elektromanyetik maruziyet seviyesine sahip

olmasına neden olur [12]. Ancak elektromanyetik maruziyet

ölçümünde en önemli olan nokta baz istasyonunun hangi

hücresel

haberleşme

sistemlerini

bünyesinde

bulundurduğunun frekans seçici olarak tespit edilebilmesidir.

Günümüzde, hücresel mobil baz istasyonları GSM (2G), UMTS (3G) ve LTE (4G) haberleşme teknolojilerini içermektedir. Baz istasyonları sahip oldukları sektör antenler ile bu üç teknolojiyi ayrı ayrı veya aynı anda servis edebilir [13]. Ancak, GSM, UMTS ve LTE sinyalleri aynı anda tek bir baz istasyonu üzerinden yayın gerçekleştirseler de, sahip oldukları farklı frekans aralıkları, modülasyon tipleri, kanal ve sinyal bant genişlikleri gibi özelliklerinden dolayı elektromanyetik maruziyet ölçümleri sırasında her birinin ayrı ayrı ölçülmesi gerekmektedir. Bu noktada yapılması gereken frekans seçici olarak ölçümleri gerçekleştirebilen ölçüm cihazlarını, ölçümü yapılacak sinyale uygun ayarlarını yaparak kullanmaktır. Frekans seçici ölçümler sırasında dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta ise ölçüm tekniğidir. Farklı ölçüm teknikleri olmasına rağmen en çok kullanılan teknik, tarama yöntemi (sweeping method) dir. Bu teknikte frekans seçici ölçüm cihazı manuel olarak yönlendirilir ve hacim taraması yapılarak ölçümler gerçekleştirilir. Tarama sırasında, izotropik anten farklı polarizasyonlarda ölçüm alacak şekilde gezdirilir. Ölçümlerde, en az bir insan boyu kadar yükseklikte belirli bir alan maksimum seviyeyi bulmak için taranır. Ölçümün gerçekleştirileceği noktanın yansıtıcı yüzeylerden en az 50 cm uzakta olması gerekmektedir [14].

2.1. GSM Baz İstasyonları

GSM (Global System for Mobile Communication) baz istasyonları ses ve veri sinyallerini iletmek için çeşitli teknikleri bir araya getiren tipik olarak 3 sektör antenden oluşmaktadır. GSM, 200 kHz sinyal bant genişliğine sahip birkaç frekans kanalı (taşıyıcı) kullanır. Bu frekans kanallarının her biri sekiz zaman aralığı (veya zaman kanalı) içerir. Her zaman dilimi (darbe genişliği = 577µs, darbe periyodu = 4600µs) sadece bir ses kanalı taşır, bu nedenle teorik olarak en fazla 8 telefon bir verici frekansı ile servis edilebilir (TDMA = zaman bölmeli çoklu erişim). Her bir GSM baz istasyonu, ağ ve baz istasyonunun kendisi hakkında bilgiler içeren bir baz kanalı sağlar [15]. Bu kanal belirli bir frekans bandını kaplar ve Broadcast Control Channel (BCCH) olarak adlandırılır. Pratik olarak sabit alan şiddetinde iletilir. Ses ve veri sinyallerini iletmek için buna trafik kanalları (TCH) adı verilen bir veya daha fazla frekans kanalı eklenir. Bu kanalların alan şiddeti yüke göre değişir ve tamamen kapatılabilirler [16,17]. Mevcut bir bağlantının kesintisiz olarak farklı frekans kanallarına geçirildiği durumlarda frekans atlaması da mümkündür. Frekans seçici ölçüm cihazları kullanılarak gerçekleştirilecek GSM baz istasyonu ölçümlerinde downlink frekans bandındaki BCCH frekans kanalları biliniyorsa ölçüm cihazının spektrum analiz

modunda ölçümleri kolaylıkla yapılabilir. Eğer frekans bilgisi bulunmuyor ise, BCCH kanalı frekanslarının alan güçleri TCH kanallarına kıyasla çok daha dengeli olması nedeniyle spektrumda kolayca tanınabilirler [18]. Bunun için frekans seçici ölçüm cihazı ile spektral modda maksimum ve minimum işaret seviyelerine bakılarak Şekil 3’deki gibi spektrumda gücü sabit kalan frekanslar BCCH kanalı olarak tespit edilir. BCCH kanalı frekansları belirlendikten sonra, spektrumu tek tek kanallara ayrıştırmak için yeterli çözünürlük bant genişliği, video bant genişliği, detektör tipi vb. ayarlamalar ölçüm cihazı üzerinden ayarlanır ve her bir sektör anten için, hücrenin izin verilen maksimum güç düzeyinde (Pmax) çalıştırılmadığı durumda, denklik (3) kullanılarak EBCCH elektrik alan şiddeti hesaplanır.

EBCCH _ maks,ant  EBCCH ,ant



Pmaks, ant PBCCH , ant

Şekil 3. BCCH kanalı frekanslarının tespiti

İzin verilen maksimum çıkış gücü Pmax seviyesinin gerçek PBCCH güç seviyesine oranını belirlemek için servis sağlayıcısı tarafından verilen bilgiye ihtiyaç vardır. Tüm trafik kontrol kanalları (TCH) tam olarak yüklenmişse ortaya çıkacak olan hücrenin toplam alan şiddeti Emax, denklik (4)’teki gibi BCCH'ın alan gücünün ekstrapolasyunu ile elde edilir.

E maks  E BCCH _ maks  n (4)

Burada n, BCCH dahil olmak üzere toplam trafik kanalı sayısıdır. Ancak mümkünse ölçümlerden önce muhtemel trafik kanalı sayısı servis sağlayıcısı tarafından alınmalıdır. Tipik olarak, bir sağlayıcıdan üç BCCH ve belirli bir alan için ölçülecek diğer sağlayıcılardan gelen olası BCCH kanalları olacaktır. Bu durumda GSM bandı için toplam alan maruziyeti seviyesi denklik (5)’teki gibi olmalıdır.

TEdrQ1a2sEdarsdra2sdEafrmEEsdaGmEak1asGsrdk,1n2sa,ss1nid2nas2daEsdmEasasGidkn2sa,s2dafs2das.d.r.a.2.ss.d1ian1s0d0as%2df2asdaks2df(1 )0.

(5)Burada, k    dalga numarasıdır. Denklemin çözümü

Budraağdıalabilinr,olduBğCudCuHr. Bakşkaanablilradreınyıinşle: sayısıdır. Formüle

bak. ıldığında,f   r,Em,ax,n, ekstrapolasyonlu alan

şfirdhdreertfinib, irEfGn,frfe.rkeaknasnsa

kanalı (i2ç)in uygulanacak

limBiöt yledleikğleer,i, (2T) EvQeE (1is)e batğoıpnltaılmarı mkualrluaznılakraklmaüç ofraarnkılnı ı

gösdtaeğrımtılemkıtşedeirnk[1le9m]. elde edilir:

2.2.

UMTsin1SBaz sİinstasfyonlan r nı

d 2 f (3Gd) 2

(Umn2ive r0sa. l

Telecommunicati(o5n) s

System), üçüncü nesil cep telefonu standardıdır. , UMTS ile GSBMu (2dGur)umkadraş,ıla(ş3tı)rıldbaığğıınndtıası,ndıneğişçközeünmvüe çkoükredsaehl a Byüesksseelk

verfionakkstiayroınmlarhı ızınolaups,ahipbuoldfuoğnuksgiyöornüllaürr. DsıarahdaanyüksBeeksseblir

verfionhkısziıyodnalahraı ikleısoartbakiröszpelelkiktlreurme sahraiplıtğirı. [i7le] Bbuirnleaşitliağvientdeenn, ,

dahdaoğyrüuskaslekkobmirbivnearsiycoinilsatraısbyiorinncyiovğeunikluinğcui gdeerreeckeldideinr.kUürMesTelS veHaGnSkMel fognkibsiiyoknalabrlıonsıuvzeresceerkvtiirs:ler genellikle aynı anten mkoanruumziuyentu spehnva1iyyleasşjitnnıkiknlraroıriaiyçnniınksraUd, MecTeSf'yreekabnasğlıseçtoicpilaömlçüs(ma6h)lea

ibçeilnirlgeenneibşi lbihrann2[6t ,2k0jon]d.kUbröMlmTiyeSnl,iksçreos.klvue evreirşiimsinpyraolsleedriünriünilüetm((7We)k-

  CDKMüAre)sekl ulBlaenssıre.l Hfoenr kbsiiyrosnelasrıvneınverbin kkarnalısıfraardkalnı kBodeslaserlla   gayibnfioınhfkerserikybaoinrnisla5brıManHBdınzndbkraanitlcegitneilsneiidbşeillniiğrti.annHeımesarlahsmiapağkblaigyreıvrceeık,yiaŞrsedek:aihla4f’atezklai

fre.kans frekans

kkaannabalnllıakrrkınudllaann2abkbriirBliinnrd.12eHkçrearl.ışUırM. BTöSylbeacze,

istasyonu(8b)u birçok hücre

faayrnEkıMlı fmraeloakdnaıunns,bıkuülkuruenlmliaçaenkraitbsaiindlmdıre.ekvBeteu/vdneilyra.ar,dUuışMpılniTdnSak BvseeisnsdyeoalwllvenerliiHnniaknnkiçeikilni

ortfaoknktesikyobnirlafrrıekcainnssinkdaennaltıannıınmklaumllaaknılidçıinğ,ı FbDu Dfomnkosdiyuovnelaarıynrı

kanasailmlaprtıontik kduavllraannıılşdlaığrıını iTncDeDlememk ogdeuredkuir.[8]T. DKaDbacan,akdüirren

kuilçlaenriıslimndaektakdi ırE, MgenaellalinkleteFmDsiDli miçoindu kjnulklranıklıurll[a2n1ıl]m. alıdır

fonksiyonlar   0 ve    için tekil olduklarından, 0, 

Şekil f4.UMTPSnm scinoysali.ne ait örnek bir spektrum (9)

UMOTlaSrak kseaçnialilrl.aSrıonnınolarfarke,k(a5n)sbağsıençtiıcsıinınspçöezkütrmaül , teöklçvüemçüifnte

bakoılmldaığkınüdzaerehedrobğriruskalanoallaaraakitbsapğıemktsrıuz mhuarnmmoneirkkeszinfürzeokiadnalsı

(fc)denbkelleimrlleenriipçerairn: lık olarak ölçüldüğünde doğru sonucu verecektir. Afn,cçiaftkburacdoaskimson,uç bazı koşullar altınd(a10d.oağ)ru

106 28

(6)- (10) bağıntıları içerisinde bulunan sonuçlar bir araya geobtliirarirlaifrrkseekk,aa(n2bs)u’ldkeeadtnaianlleıımbniıllnıirs.ktoaBpleilrramfsopneakklstairynuomngüiöçcliünçü:tmesüpiitleedyiallenbıizlciarkheenr, bhtaaekrzdaiirnfsdtteearns,yibno,unbudiruearynustfmfeeçtmmlnnnlksepartecsiknioknıdstsreıamnmnlıhöaPeylPçnrınmmrühmmaccnaoogsisiilmebkzizfânraninrkıkkyrryaeoydkı.nitluerym(.a1epÖ1ym)renabediğlıiiğrnı.

Ölçümü yapılacak UMTS spektrumunda komşu kanallar var (1i1s)e bsapğeıknttırsuınmdaangaölsitzerimleondzunndkar bEirMeysdeallgkaannınallkaornınumauynraılması gözroerlkaüşrıresveel yBaeismseklâynasızdahablieringceilidr.erBecuedneendeknülreessepleHktarnakleöl lçüm foinleksiyUoMnuTnSu tekmansiallleadreırn.ınİlavöeltçeünm, (ü11)anbcaağkıntı"stırnadfiakveyrüilkmüiş yok" boilvtbraabanirlirairsnmlfaeıdrynviiıdğnemaiennıvdbevikieratterilrrirtalımtfn[ai8dmke]as.isyaBügyköeıgdüyreeılnrreküçlveienkenklehloee,elşkrm(tsbi1atri)ridralıetbpğebaoıriğillmaıivnrsatykırosasınranş[yd2ıflıa2ıalkd]kl.vıtığöeoırrliüalOdmnruapüikrşenurma(tKdöar) Höellmçühloelntz dsiennykalel,minPimisnağloalyaarbaiklenkahberuhlanegdi ilbiirrsef,onkspsieykotnr,umun (1m1)abkasğimınutımsıngdüactüanPımmalxı dfoenksliyko(n6l)a’rcdaaskeriigaiçbıilıbmuıluynapuırl.arak

Pmaks  K  Pmin

(6) 2.2 Vektörel Dalga Denklemi ve Küresel Harmonikler

Denklik (6), “trafik yükü yok” varsayımını kullandığı için Hmelmakhsoilmtzu’umn torratafiyğain kokyadbuağu bitreortiayhemginöirne,i bvierrmveekkttöerüolup, taönızmellaiykalbeiltmraefkikiçvinar, koevne, kgteörçüenkdimvearrjuaznisyıneıtivnedraohtaasyfaoznlealintai hmin

bielidyiolrmeoslimnaek syeebteerplidirola[b4i]l.mBekutebdaişr.lık UaMltıTndSa ymaparıluazciayketinin çablıeşlmiraledna,meEsMindaelasnplaerkıtrtaalnıömllçaüymabüilnmüenk biuçindekzauvllaanntıalajclaarkından vbeakaökğyaltıçrönçüıırtınlmssemeırnsamdvkaeeeldttiovaeçdneinıurmiedçkklaioaulneknlaclanaedlnklasaıtkilhrrmaıa.nlaedhrkTaatakfasonidsnıaıbmkrsi.slliagbyUnioilarMencrlama,TkrbSeaitrovbbteakakğazotlnöılaiarsolnletliaarzk,scayoaskody(1nov1lnçae)örkzıonüddcuüa bötayrlealfiıknldeaEnMayarlaınalyarrıiçkinodbliarnsıerrivaeçıŞlıemkıilya5p’ıtleakbiilgecibeki tairy.nı anda 5 BaMşlHanzg’ılçik boirlartakm, sisnaybailt bavnet gebniirşilmiği üuzzeurnilnudğean ysaayhıliıpr. Bir

bihr üccrevnekintördüonwe nlbianğkl'ıtekoilartaükm, übçilgaidaekt ışvıektetökrratranbıimr lkamaraıkştırma

mküomdkuün(Sdücrr:ambling code) kullanılarak karıştırılır. Anten başına

bsiinryPa-lCe PLgICömHüfklüarrn,.al,Bı(uB, ikrianncaill

Ortak sabit

Pilot Kanalı), multipleks bir güç seviyesinde ve

  sürekli Molarakilceftilrir,. ,Bu ,kanalın alan şiddeti k(o1d2) çözme yoluyla ölçülebilir ve karıştırma kodu vasıtasıyla belirli bir hücreye Natan1abilirM. B. u değer, “en kötü durum” senaryosunu, yani hücre kapasitesi tamamen kullanıldığında maksimum

(1a2l)anbşaiğdındteıstiınnia tabhamkairnaketmheerk üiççinvkeuktlölarünnılabbiirlbiri.rlerine dik

olduğu aşikardır. L vektörünün rotasyoneli ve diverjansı için:

Buna ilaveten, M ve N vektörlerinin alan çizgileri daireseldir; diğer bir deyişle, diverjansları sıfırdır.

N vŞeekktöilrl5e.riA, yenleıkftrreikkaanlsankaEnalrıiçveerisminadneyektoikdlaalnamn ışHUrMTS tanımları için yeterli ve uygsuinndyuarlllaerr.iE[ğ1e1r]en başta tanımlanan saKbiotdveçöbziüricmü muzeutnolduaktgaökrie,cUvMekTtöSrüb,azküirsetnaisnyornaduynaal abiitrimher bir vesketkötröür oalannteenr eolaariatk CkPabICulHedsiilnirysae,llebruindiunruamladna, şMiddevtei,NECPICH veökltçöürleürri, vseeçmileackeskimoumkükreaniaçlingütceğüente oglöacreakleakrdsıtr.ap(o1l1a)syonu ba(ğPımntaıxs/ıPnCdPaICHgöosrtaenriıleşnebeskkealeorpefroantökrsüiyotanruanfıntdeakn vveerilçmifetlidir) biyleaşpeınlıler.rinMe abkasğilmı ukmalarealke,ktr(i1k2) ablaanğıntdıseınnkdlaik ta(n7ım)’ldaenkain gibi vebketölirrlleerninirin. Bteukrvadeaçinfthbeilreşbeinrlseerikitçöirn,antenin numarasıdır [23].

GSM, UMTS ve LTE Baz İstasyonu Sinyallerinin Oluşturduğu Maruziyetin Frekans Seçici Ölçümleri ve Analizi Frequency Selective Measurements and Analysis of Exposure to GSM / UMTS / LTE Base Station Signals Mustafa Çetintaş , Cafer Bahadır Tektaş

Emaks,n  ECPICH,n  (7)

Pmaks,n PCPICH, n

Son olarak tüm antenlerin toplam maruziyet seviyesi denklik (8)’deki gibi hesaplanır.

TEQE 



Emaks,1 EG1

 

E maks, 2 EG2

2 

 ......

100 %

  

E maks,n EGn

Bu formülde Emax,n, n kodlu sinyal için ekstrapolasyonlu alan şiddetini, EGn, frekansa uygulanacak ICNRP limit değerlerini, TEQE ise toplam maruz kalma oranını göstermektedir. UMTS baz istasyonu ölçümlerinde genellikle tarama ölçüm yöntemi (sweeping method) kullanılır. Kod çözücü ölçümler göreceli uzun bir işlem süresi gerektirdiği için tarama sırasında ölçüm cihazı yavaşça hareket ettirilmelidir [23].

2.3. LTE Baz İstasyonları

LTE (Long Term Evolution), öncüleri GSM ve UMTS ile karşılaştırıldığında, daha yüksek veri hızları, frekans spektrumunun daha verimli kullanılması ve düşük gecikme süreleri ile karakterize edilmiş bir teknolojidir. LTE baz istasyonlarına baktığımızda yayın yapan her sektör 2 veya 4 antenden oluşmaktadır. Her sektörde farklı kanal bant genişliğine (1.4/3/5/10/15/20 MHz) ve farklı sinyal bant genişliğine (1.08/2.7/4.5/9/13.5/18 MHz) sahip sinyaller bulunabilir. Bu sinyaller OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) modülasyonlu sinyallerdir [24]. LTE teknolojisi de UMTS de olduğu gibi FDD ve TDD olmak üzere iki modda çalıştırılmaktadır. Ancak şebekeler genellikle FDD modunda çalıştırılır. Bir LTE baz istasyonunun tipik iletim gücü, kanal başına yaklaşık 20 W ila 50 W arasındadır. Bu seviye GSM ve UMTS istasyonlarının kanal çıkış gücü ile karşılaştırılabilir olmasını sağlar. LTE baz istasyonlarında sinyaller MIMO (Multiple Input - Multiple Output) üzerinden sağlanır. Şekil 6’da verilen MIMO yapısı aslında bir veri üretimini artırma tekniğidir. İki ayrı fiziksel sinyal, iki ayrı anten üzerinden, X polarizasyonunda ±45° ile aynı anda yayılır. Gelecekte 4 kanallı MIMO antenlerinin kullanılabilmesi için günümüzde çalışmalar devam etmektedir [6,25].

Şekil 6. İki kanallı MI-MO yapısı [11]

Bir LTE sinyalinin en küçük zaman birimi “sembol”dür ve 70 µs dir. Ardışık olarak bir araya gelen 7 sembol 1 “slot” oluşturur ve 0.5 ms bir zaman dilimi kapsar. Ardışık olarak bir araya gelen 20 slot ise “frame” oluşturur ve 10 ms’dir. Frekans alanında, LTE sinyali için kullanılan modülasyon yöntemi OFDMA (ortogonal frekans bölümü çoklu erişim) nedeniyle 15 kHz’lik bir taşıyıcı boşluğa sahip birçok alt taşıyıcı içerir. En küçük zaman frekansı ünitesine, yani bir semboldeki (15 kHz x 70 µs) bir alt taşıyıcıya bir kaynak elemanı (RE) denir. Ardışık 12 alt taşıyıcı ve 7 sembol ise Resource Block (RB) oluşturur [26]. Günümüzde LTE baz istasyonlarında maruz kalma ölçümleri, UMTS’de olduğu gibi frekans seçici ölçüm cihazları kullanılarak spektral yöntem ve kod çözücü yöntem ile gerçekleştirilir. Spektral yöntemde, Şekil 7’deki gibi LTE spektrumunda merkez frekansın etrafındaki 1 MHz sinyalleşme bölümüne odaklanılır. Frekans seçici ölçüm cihazı standart bir spektrum analizörü gibi kullanılarak, 1 MHz'lik bir çözünürlük bant genişliği (RBW) ile sinyal bölümü spektrumdan filtrelenebilir ve istasyonun maksimum yüküne ekstrapolasyonu için kullanılabilir. Baz istasyonu sinyalinin yüksek tepe faktörü nedeniyle spektral ölçümde RMS detektörün kullanılması zorunludur. RMS detektörü ile beraber tarama süresinin de (sweep time) ayarlanması gerekmektedir.

Şekil 7. LTE sinyaline ait örnek bir spektrumu

1 Tarra2mar

srü2resfri

ne

1 rR2 sMinS

hesaspilnamafsıiçirn2

sy1ienterli2 fö2 rnekk2lfem 0ey. i

yapamayacak kadar kısa ne de aktif semboller arasında

oluşacak boşluklardaki ortalamalardan dolayı düşük tahmine

sebdeapsdaosldaacsadkasdkaasdasrdauszduansdaosdlmasadmasadlaıdsdıra.sdMasdaakssdimasudamsd(t1r)afik

yüküne ekstrapolasyon, baz istasyonun maksimum iletim güBcüunraüdna,, öklçülensinydaalligna inleutmimaragsüıdcıür.neDeonraknleımkinullçaönzıülamrüak

geriçienkleişktiinrciliir.vLarTsEayısmin,yafloinniknsityoopnluanm bdaenğitşkgennlieşrliğüinzerionrdaenı

bizdeağıelakbsitlrirapooldlausğyuodnur. fBaakştköarübnirüdey(Kişl)e: verecektir. Buradan

emdai.klisri.mYumapıefllaenrk,trhi,kesaaplalfnarm(raE mfaskısr)asdıfenndkali.ksp(e9k)t’radlaköi lçgüibmi l(ee2rl)ddee kuBllaönylıelalinkleR,M(S2) devteekt(ö1r) içbianğınatyıalarrlıanakcuallkantıalarraamka üsçürefsairkilsıe

dendakğliıktıl(m1ı0ş)d’denakliegmibeildbeeleidrilleinr:ir.

  Emaks[dBVd/drm]r2 Eförrlçülen[kd2rB2V n/ mn]1K[dfBr ] 0,

Tarama

1 sürseisni n

7s0ins

(10)

(5)

BuBraudadnuryuamtadya,tara(3m) a nboağkıtnatlıasrınınının sçaöyzıüsımdüır. küresel Bessel

AnfcoankksiUyoMnlTarSı’ doelupo,lduğbuu gifboinkLsTiyEonlsairnyasllıerardinainn sBpeekssteral l ölçfüonmküsniydoenladrıe ilebaozrıtaksaökzıenllciakllaerre bsauhliupntimr.a[k7t]adBıur.naLiTlaEve,tetne,k

fredkoağnrsulsıalbkiromağbdinıar,sybounlanreı dbeirnilnecifvaerkilkıinhcüicdrerlecriendesninkyüarlelseerli,

speHkatnraklelöfolçnükmsiyleornlelar(ınhıevmerefrceekkatinr:s hem de zaman alanında)

vayeryıalambaazz. ı BhnMa1zIMisjOntaksrykoannuiaynnlulankrrınü,ıçn

sektör anteninden ölçüm sırasında

biyra(in6y)iınn

yhaeppmsiadıyğaı nyııhnn2farykajnpeskatmr ekbiiylneim kkr âs.nahsıizpdır.olaSbeikletöcreklaenrtienlefar(dr7ke)lnı

  eksKtrüarpeoslealsyBoensfsaekl töfrolnekrsiinyoendleanriınyılne tambn hkarssassiıyraedtlaenölBçüesmselel r   yLadlauTtpf.reEouırlnnmakamlsbtaiiaayfrzzıon.ynölbiaöSnsnrntptıaeüeksmnrkyBetonrnyagkiluenrç2eöekilbrçckçiiiBüolnnmmdnsie12dç(kehyöknüörzitçcnüa.ritcnneeüı)mm,köilunallhçmdlüüaeacmnnkrıelgaykyeceraöaeynkkntiöearozmskleelai:ladnniaroe.nlna(Hr8iba)eykuri

koEdlManamlaışnınb,azkıürseiniyçaerlilseirndvearvdeı/rv.eByau dsıişnınydaalleBre, sPse-lSSve(PHrainmkaerly Synchronization Signal), S-SS (Secondary Synchronization Sigfonnakl)sivyeonRlaSrı (RcienfseinrednencetaSniıgmnlaalm) askinyiçailnle, rbiduir.foBnkirsiLyoTnElarkınod

çözaüsicmüpntüontikydaarvdrıamnışlialreınıbiunceslienmyaelklegre, reakliırna[8n]. bKaazbaicsata, skyüorneu

hssaienbsçiyçaiütaepnrllkiiasnügimdnüedarçnellaefr0kiılitiirlçeEeintMeiblddaijizlnakelblakenirrliirnit.ssedotmGeannsselyi,urloçi enobkiulçuunitpnur;ansfriijknntyekanrallzebairkaçmiuiğnnliılmasnsimnıılzüamyzroaüuollkziıaddiüryaıanrleket eksytarpaıpdoaldaısr.yoDnoulayıstıeymlaelbu faolnınkasiryaokn, dguerarğçeankletişptiiribliirr.dalgBau

sintyaanlımleırdeiçninenuöygnuedmulri.si DRiğSersintayraalfdtairn., Çrünkü RiSçinsinbyiarlilnecrii,

  kseinanydsyaneakğralealklacredaerıdrdğleieıırnnl.edvmHaeKnaa;onnMdkdıeıçIşlMöa(rfzıRoOünEdcküo)sağinyyrtöuoebnnnautleaşzırmaknıkaainlahaeln(al1ül)RnardSrkeaırtnkislaiienndyıgşaaıöllmglraaeeallraaikrnaıtonyaşrruıatlelşfalmiıabdnrsidıdilneleaiıtnni beliçirilneknuelblailnirıl.ırÖlalrç. üm, spektrumun tanımlanmış bir kısmının

ortalaması alınarak yapılır ve ekstrapolasyon faktörü ile

maÖktseimyaunmdamn,a(r4u)z bkaağlımntaıs,ıönılnçüçmözdüemğüerileribnüdtüenlehşeiksaLpelagneanbdirleir

  [27fo].nksiyonları Pnm cos ,Qnm cos  elde edilecektir [8]. Bu

BirfoLnkTsEiyoknalnaarlında0 kvoedçözüciüçinölçteükmil, oyladlunkılzacraınadyanar,lı0k,anal banartaglıeğnı iişçliinğsio(nCluBbWir)düalzgearifnodneknsiyoorntaulatamnaımblairyaRbSilmeelekmadaınnıan:ın gücünü ölçerf. RSkPonmducnousn ç. özülmesinin yapılacağı kay(n9a)k

LşÖeTrbOonEelelmk-ağ8erai0adnkk0e, nsüs1eziç0genirelyeilMare.ldniHSooöağznllr'lçtuioükstlalaaelşrbcaıioeykrlkı,acsr(kıea5laka,)nrbCaıbnalBağğsWıbnıamatyınssıatsııyznıa,gınrhe"ıanCçr1iömBşz0loüWiğnmMii"nükHe,içszteii'sdnnkaeühvnszieeopçdiçdiailabfhitlirar. fazdleankolelmmlaemr iaçleırdiırr:. Ancak, daha küçük CBW değerleri

kullanılabilirf.,1çif,t4M H zc'oliskmen d,üşük ayarda (1,08 MH(z1'l0ik.ab) ir sinyal bant fg,eteknişliğinsienkmarşı.lık gelir), ölçüm ciha(z1ı0.Rb)S'i

106 30

asyüraarlnelısığzifıncnaird,am,çeeötrkzkieelrez.yffçetmmKcfnneraeğnkicsaaiolnnssmbıminaçnintP,Penntmmgraecfcnoıtoinasşsrdlaiağmkziznianninkk7rr2syeö.çnaimtlet(im11itt)aaşrıaymiılceaı

gerçekleştirilecek ölçümlerde genellikle kanal bant genişliği (111,)4 bMağHınztıssıneçdialirg.ösLteTrEilenkaznnalkırnınEMçözdüamlgüanndıne kyoanlnuımzcuanaayarlı gökraenkaül rbesaenlt Bgeesnseişlliyğai düazebriirnindceindoerretacleadmena kbüirresRelS Healenmkealnının fognükcsüiyoönluçnüuldtüeğmüsnildeedne, r.siİsltaevmeteinç,in(11e)nbyaüğıknsteıskınçdaalıvşemrialmyişüküne boilmg(ra1böna1irrke)mle’sdrivmiehnekeeunismadgbpiidkiblrateiein,ğrrmemt[raa8lümel]mı.mdskaıeBrüy.öıfndyaılkÖoretllvlöaiçkernüülehlm,ee(nrKa(bk1i)i)srhiometblerauurğişmmıubnritkk.rısaaBırnnşhudaıülalıfckaçrlvkııeketoröılişrialçmrgdiainükeş,cnükblviiker Hbelimr hRoSltzeldeemnkalneımnıini osratğalaymaabilgeüncühearhrasnıgnidabkiri flongkasriytmoni,k güç

(1o1r)abnaınğındtıiskıkndataetanlıırm[l2ı 8fo].nksiyonlarca seri açılımı yapılarak

2.2KiV[dekBt]örel1D0allogagDPePmnRkaSlke,smi,iive Küresel Harmonikler

H(e1lm1)holtz’un ortaya koyduğu teoriye göre, bir vektörü

taHnıemrlayaanbtielnmekiçiiçnin,eoksvterakptöorlüansydoivnerjfaankstıönrıüveKroi tahseysoanpellainniır ve bidlieynokr lioklm(1a2k)’ydeetkeirligdiibri [ö4l]ç.ümBusobnauşçlılkarıalitlıgnidlai eykasptırlaapcoaklasyon

çaflaışkmtöardüa,ileEhMesaaplalnanlaırrı. tanımlayabilmek için kullanılacak

vektörler elde edilecektir. Tanımlanacak vektörler, (11) bağEıin,mtısaıkns[ddaBtaVnı/mml]anaEni,sRkSa[lderBfoVn/kmsi]yonKlai[rdaBb]ağlı olacak ve

bö(y1l2e)likle EM alanlar için bir seri açılımı yapılabilecektir.

biBr ucravdeaktöKrüi,nei bnauğmlıaroallaıraakn, teünçe aadiett evkeskttröarpotlaansıymolnamfaakktörü,

masPüilmmntaykkaüts,alIn,işdnıüyiaLnırnc:tıgelüanrcfiünaro,ymlna,aırkaksg,iümtçaunmdımeğlgaeünricınrü.e,

PRS,I ise anten referans Eğer ölçüm sırasında tüm ayarlanmışsa (yani "RS

  yükseltmMe"olmazcsfa)r,,m,aksi,mum sinyal gücü, kayn(a1k2)eleman başına RS sinyali gücünün, alt taşıyıcıların sayısı ile

çtaaşrıpyıımcıılnaNarıne1kşsiatyıosMlıayc.laaktaıyrn. ı

Yani ekstrapolasyon faktörü, alt olacaktır. Bu durumda bir LTE

(1s2i)nybaalğinınintısbınaant bgaeknairşalikğinheinr büiçr avltektatöşrıüynıcıbyairb(i1r5lerkinHez)doikranına olgfdaöukrğteuöralşehirkeisaarTdpaılrba.lnLomv1ıeş’kdteökvrüei ngüiknbuirlooltalaanscıylaoakncteaılrki.vAeondlcaivanekrjaaelnktssıttairçşaiıpnyo:ıclaılsayroınn

aynı güç  Ldeğe0r,ine ayarlanmadığı gücünün aLrtırıld2 ıfğı (kt2ip. ik olarak

yani 3 dB

RS RS

siy(n1üy3ka)slleelrtimnien)

durumlarda maruziyet seviyesi tahmininin normalden daha Buynüakseiklavoeltmena,sınMı önvleemeNk içvienktiösrelerTinaibnlo a2la’ndekçiizggiibleiri3 dB

daaizreasletılldmirı;şdeiğkesrtrbaipr odleaysiyşloen, dfaivketröjarlnesrliarkıuslılfaırndıılra.caktır.

Tablo1M. EkstrNapol0a.syon faktörleri (RS yükseltm(1e4s)iz)

bfbAoiiyGrrn(br(kKCıeMiBcsrnailaBdayeiH,nanşroWbilalnztngiol)lğ)iaşaniruırnzofaSotydaiGndnso((kayeSyMğsonarBkiunyilHiWşseodBlalzniiül)a)ğuzoniklletoamrmyauEkbEkiMkntaaasrnıtsadFrıylmaaaoannplkallaotnatörlraa,aırbndsiıoyilmveloaeclnarreajnğakainnnEsdslkuaenrsnıvtu,Frsel(ıMaakafdbptıkörBiotlrvviöle)raeerl. syon tanım1la,4rı için yeter1li.0v8e uygundurlar. E7ğ2er en başta tanım1la8n.6an

sabit v3e birim uzun2l.u7kta ki c vektö1r8ü0, kürenin radyal 2b2ir.i6m vveekkttöörr5üleroi,lanseeçriolelcaer4ak.k5okabkuülreediilçiirnse,3te0bğ0uetduorluamcadkal,arMdır.v2e4(1.8N1)

bağınt1ı0sında göster9ilen skaler fon6k0s0iyonun tek ve27ç.8ift

vektör1l5erinin tek ve1ç3i,f5t bileşenleri içi9n0, 0

29.5

30.8

GSM, UMTS ve LTE Baz İstasyonu Sinyallerinin Oluşturduğu Maruziyetin Frekans Seçici Ölçümleri ve Analizi Frequency Selective Measurements and Analysis of Exposure to GSM / UMTS / LTE Base Station Signals Mustafa Çetintaş , Cafer Bahadır Tektaş

Tablo 2. Ekstrapolasyon faktörleri (3dB RS yükseltmeli)

Kanal Bant Genişliği (CBW) (MHz)

Sinyal Bant Genişliği (SBW) (MHz)

Ekstrapolasyon Faktör

Ekstrapolasyon Faktör (dB)

1,4

1.08

15.6

2.7

19.6

4.5

21.8

24.8

13,5

26.5

27.8

3. Karşılaştırma Ölçümleri

Bu çalışma, TÜBİTAK UME, Elektromanyetik Laboratuvarı ile Almanya/Regensburg’da bulunan elektromanyetik kirlilik ölçümleri konusunda uzman, referans bir laboratuvar arasında gerçekleştirilen bir karşılaştırmanın sonuçlarını açıklamaktadır. Karşılaştırmanın amacı, farklı konumlardaki GSM / UMTS / LTE baz istasyonlarından gelen sinyallerin oluşturduğu RF maruziyetin frekans seçici ölçüm yöntemiyle ölçülmesi ve değerlendirilmesidir. Ölçümler, karşılaştırmaya katılan ekipler tarafından aynı ölçüm noktalarında gerçekleştirilmiştir. Ölçüm verilerinin toplanmasından sonra sonuçlar her iki laboratuvar ekibi tarafından paralel olarak değerlendirilmiştir. Her ölçüm noktası için mevcut tüm sinyaller ICNIRP 1998 maruz kalma referans seviyeleri ile karşılaştırılmış ve bir Excel elektronik tablosu kullanılarak toplama yapılmıştır [29,30]. Son olarak, toplam maruz kalma oranı (TEQ) hesaplanarak iki laboratuvarın ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır.

Karşılaştırma ölçümleri, Almanya/Bayreuth’da, kuru ve güneşli hava koşullarında 25 - 27 Şubat 2019 tarihleri arasında yapılmıştır.

3.1. Ölçüm Noktaları

Karşılaştırma ölçümleri 95445 Bayreuth, Almanya’da Şekil 8’de harita üzerinde işaretlenmiş 4 farklı konumda, her konum için belirlenen iki farklı ölçüm noktasında gerçekleştirilmiştir. Seçilen tüm ölçüm noktalarının ortak özelliği baz istasyonlarının antenlerine doğrudan bakan dış mekan noktaları olmasıdır.

Şekil 8. Ölçüm gerçekleştirilen bölgelerin konumu Belirlenen konumlarda maruziyet ölçümü gerçekleştirilen baz istasyonlarına ait detaylar ve her bir konumdaki ölçüm noktaları Şekil 9 ile Şekil 12 arasında verilmiştir.

Şekil 9. 1. ölçüm konumuna ait baz istasyonları ve ölçüm noktaları

Böylelikle, (2) ve (1) bağıntıları kullanılarak üç farklı dağıtılmış denklem elde edilir:

Şekil 10. 2dd.2öf2lçümm2ko n0u.nmoukntaalaariıt baz istasyonu ve ölçüm(5)

Bu durumda, (3) bağıntısının çözümü küresel Bessel

fonksiyonları olup, bu fonksiyonlar sıradan Bessel

fonksiyonları ile ortak özelliklere sahiptir. [7] Buna ilaveten,

doğrusal kombinasyonları birinci ve ikinci dereceden küresel

Hankel fonksiyonlarını verecektir:

 hn1 jn kr  iyn kr,

(6)

  Küresel Bessel fonksiyonlarının bn kr sıradan Bessel   fonksiyonları Bn kr cinsiden tanımlamak gerekirse:

bn kr 

 2kr

.

EM alanın, küre içerisinde ve/veya dışında Bessel ve Hankel

fonksiyonları cinsinden tanımlamak için, bu fonksiyonların

aiŞçseeimrkiisplitn1odt1ie.k3dk.aiövlrEçaMünmışlaaklroaınnnıunimtneocmukentslaeaillmiaaeritıikçbignaezreijksntiraksr[y8o]n.kuuKllavabenaıöclmalç,aüklmıüdrıer çünkü r  0 için jn kr sonlu olup; r   için sinüzoidal

Olarak seçilir. Son olarak, (5) bağıntısının çözümü, tek ve çift

olmak üzere doğrusal olarak bağımsız harmonik sinüzoidal

denklemler içerir:

Şekil

12.

4ff.,,tçöeikftlçüm kscoionnsumnmmouknt.,aalaaritı

baz

istasyonu

ö(l1ç0üm.a) (10.b)

106 32

(6)- (10) bağıntıları içerisinde bulunan sonuçlar bir araya getirilirse, (2)’de tanımlı skaler fonksiyon için:

3P.r2o. sfeKdr,üur,llüanılaffnçtmmnnEkcsioinpsmmmanPPlnnmamrccoovsseÖzznnlçkkürrm. (11)

(1K1)arbşaılğaışnttıırsmınada öglöçüstmerlielerni zsnırkarsındEaM rdeafelgranısn lkaobnourmatuunvaar ve göTreÜBküİTreAseKl BUeMsseEl tyaaradfaınbdiarnincsiırdaesrıyeclaedTenabkloüre3sevleHTanakbelol 4’te fovnekrsiilyeonneuknuiptmemanslilaredkeurl.laİlnaıvlemteışnt,ır(.11) bağıntısında verilmiş

olan m veTnabbliore3r.taRmefsearyaındsırlavbeohreartubviratreörilmçükmareşıklıikplmı oalnaırak birbirlerine diktir [8]. Böylelikle, (1) bağıntısında verilmiş

H(1e1l)EmbkhaiopğlmıtnzatnıdsıenndkalÜetmarenitnıimci ilsıafğolnakysaibyTiolienpnlarhcearhsearnSigeairçiıbNliırmo.ıfoynakpKsıilayalTroiabankrr,aihsiyon

UMTS ve LTE için kod çözücü

SRM-3006

2.2 Vektörel

DaNlgASaRTDSDeAnkleöGomllHçaüisnzpmvet9eaksşkteKırHnçuüeazmnbr-eeilğs6irei l

C-0034

Harmonikler

12/2018

tbHai3neliAlıymmXohlra2oy7loatMzlbm’-iu3lamnGkekoyNrietçAtSaieyRTnra,SlDiodAikvroeyk[AdMÜ4töul]çaaHr.ğnnüezuaknPBl-sirez3duotnöbeiGlvruoiübeHrE2ariz7-yjşaelnıksıgnöDaılr-tve0ı,en0d4r3baoitraysayvpoeınkla1etc2löia/rn2küi018

çalışmTaadbal,o 4E.MTÜaBlaİnTlAarKı tUanMımEl/aEylaebkitlmroemkaniçyientikkulallbaonrıalatcuavkarı vektörler elde edilecektöirl.çüTmaneıkmiplamnaacnaık vektörler, (11) bağıntısında tanımlanan skaler fonksiyonlara bağlı olacak ve

bBöayşElleaklniigkpılmçe aEnMolaalraaÜnkrl,aertiicçsiainbibtUirMsveTreSTi vaipeçıbLliıTrmiEmı yapSuıelzarubiniNlleuocğ.eaktiKr.saaTlhibaiprraihsyi on bir c vektörüne bağlı olairçaink,koüdççözaüdceüt vektör tanımlamak

  müSmRkMün-3d0ü0r6:

L

f rS,TS,

ölçüm seçeneği olan 9 kHz - 6 GHz taşınabilir

D-0294

 spektrum

M    cf r, , an,alizörü

3AX

27MN-3G

STMS .

k

Üç eksenli EAlan Probu 27 MHz - 3 GHz

M-0433

(1Ö2)lçübmağlıenrteısınbaaşlbaamkaardaakn höenrceüçhevrekitköirüönlçübimrbierlkeirbiniededikölçüm olcdiuhğauzlaaşriıkairçdiınr.,Lilvkektoölraürnaükn croihtaaszyıonnesloi nveydaivzıelrıjmansvı eiçrisniy: onunu

yüklemiş, soLnra0s,ında ise aynı ölçüm ayarlarını ÖlçümlerdeL, spe2kftrumk2a. nalizör ve uygun bir

aylaıpc(1ım3aı)şnltaerndlıer.,

incelenen radyo servislerinin frekans ve sinyal seviyesi,

Buönlçaümilanvoetketna,sınMda dveeğerNlendvierikltmörilşetriirn.inAlıanlaann sçeivzigyieledrei n ve

daainretseenlidnir;kdaiğliebrrbaisrydoenyişvler,idleivreinrjdaennslaörılçsıüfmırdırn.oktasındaki alan

şiddeti otMomatik Nola0r.ak hesaplanarak cihaz (t1a4r)afından (1(g2sö)w,rü(e1ne3tpü)ilnvegenm(m1i4eş)ttihbroa. dğı)nÖtkılluaçlrülıanmnınlıelmsroınşutsıçırlr.aarsSıınpnaedkbaat,rkuamrtaakra,anhmaealrihzaönrmgi"eMtodaux biHr oldd"algmaodufnoankasliıynomnuış, ayluıckıaraıdnaten tyaanvımaşlçanaaönlçüvmekhtöarceml inde fohnakrseiykoentleatrtıinrildeorğerkus(yalükksoemklbiikna≈sy0o.n8lamrı -o2la.0rakm,suçanpulaebnilairz. 1 m)

Aöyrlıçcüam, bloerş uzgaeyrdçaekiledşützirleilmmEişMtira. lanÖlalrç,üdmivlerrj,ansölalrçıüsmıfır vseonucu bierbkirralenrıinndina rohtiaçsbyiornedlieğoilşairkalkiktanoılmmlaandaığbıilegceöğzilnedmelne,nMenevekadar tNaehdndıaemvcivlemaldkamiritğöı iriinçlçediienrneit,dtyibeereiktilteleiimrkrlimitilrşmvia,kekişusatyilimmarg.nuaunBkmdEsuuimrmyrlaöuarnmr. vtuEeezmğiyemöreilatleçiennüygmöbeütlaiçvşküteamnsateilalavincnriiıyhmebHalsizairın,raşnöetkleçisülpdmiet saabligtılvaembıişrimveuzuknalyudketatmkiiştcir.vekTtaörraüm, kaüreynöinntermadiyalilebiriymapılan veökltçöürümloelranzemr oilnaera, ktakvaabnual, edduilviarsrela, rbauvdeumruemtadla,neMsnevleerNe en az ve5k0törclmeri,uzsaekçliılekctaeki omeksüarfeeleiçrdine gteeğreçtekolelaşctairkillamrdişırt.ir.(1H1)er bir baöğlıçnütımsınndoaktagsöısntderai,lebnazskisatlaesryofnonaknstieynolneurni tatreakfınvdean çüifrtetilen bivmleeşarerinluelzenrikntaeolpmlbaaamğdlaıeğfkeoarrllmaerrüaiklü,InCe(N12IuR)yPgbua1nğ9ın9ot8lıasırsnatdkaandhtaearsndaıımplltaaannramanfıınş davne vetkotpölralemrinminatreukzvekçailfmt baileoşreannlıeri(TiçEinQ, ) elde edilmiştir. Düşük

seviyelerinden dolayı toplam maruziyete katkısı olmayan

sinyaller ihmal edilmiştir.

GSM, UMTS ve LTE Baz İstasyonu Sinyallerinin Oluşturduğu Maruziyetin Frekans Seçici Ölçümleri ve Analizi Frequency Selective Measurements and Analysis of Exposure to GSM / UMTS / LTE Base Station Signals Mustafa Çetintaş , Cafer Bahadır Tektaş

Dört farklı bölgede yapılan karşılaştırma ölçümlerinin tamamında aynı ekipmanlar kullanılmış ve aynı ölçüm prosedürüne göre ölçümler gerçekleştirilmiştir. Karşılaştırma ölçümlerine ait örnek resimler Şekil 13’te verilmiştir.

Şekil 13. Karşılaştırma ölçümleri, a) 1. ölçüm konumu, b) 2.ölçüm konumu, c) 3. ölçüm konumu, d) 4. ölçüm konumu

3.3. Ekstrapolasyon Faktörlerinin Belirlenmesi

Cep telefonu baz istasyonları tarafından üretilen elektromanyetik alanlar zamanla sabit değildir, ancak trafiğe ve bağlantı kalitesine bağlı olarak değişmektedir. Geceleri, maruziyet seviyesi sistemlerin sürekli olarak iletilen sinyalleri ile ortaya çıkan asgari değere düşmektedir. Ancak maruziyetin tespiti için ölçümler, en kötü durum yani baz istasyonunun en yüksek operasyonel durumunda performans gösterdiği durum baz alınarak gerçekleştirilmelidir. Karşılaştırma ölçümleri sırasında bu durumu sağlayabilmek için GSM, UMTS ve LTE sinyalleri için ekstrapolasyon faktörleri aşağıdaki gibi belirlenmiştir:

3.3.1. GSM

Birden fazla verici kanalına sahip olan GSM baz istasyonlarında, kanal 1 (yayın kontrol kanalı, BCCH) maksimum verici gücüyle sürekli çalışırken, 2. kanaldan itibaren değişken iletim gücüyle çalışmaya başlar. Ölçülen anlık maruziyetten maksimum olası maruziyete ekstrapolasyon yapmak için, her bir sektör anteninin BCCH kanalı tarafından oluşturulan pozlama, kurulu gerçek kanal sayısı ile birleştirilmiştir. Hesaplamalar sırasında ekstrapolasyon için, radyo hücresi başına 4 GSM kanalı olduğu varsayılmıştır.

3.3.2. UMTS

UMTS baz istasyonlarında, mevcut trafik ne olursa olsun, tanımlanmış ve sabit güçle iletilen bir sinyalizasyon sinyali ("Ortak Pilot Kanalı", CPICH) vardır. Mevcut her CPICH

sinyalinin alan şiddeti, bir "kod çözücü" ölçümü ile belirlenmiştir. Maksimum maruz kalma, ölçülen CPICH maruziyetinin ekstrapolasyon faktörü ile çarpımı ile elde edilir. Buradaki ekstrapolasyon faktörü, radyo hücresi UMTS sinyallerinin maksimum verici gücünün, hali hazırda ölçülen CPICH sinyalinin kullanılan gücüne oranı ile belirlenir. Hesaplamalar sırasında ekstrapolasyon faktörleri 10 veya 20 olarak kabul edilmiştir.

3.3.3. LTE

UMTS ile kıyaslandığında, bir LTE baz istasyonunun gerçek aktarılan gücü de trafik yüküyle birlikte değişir. Bu nedenle, LTE için, her sektör anteni ve MIMO yolu için mevcut trafikten bağımsız olarak (RS0 ve RS1) tanımlanmış ve sabit güce sahip bir referans sinyali belirlemek için özel bir kod seçici ölçüm tekniği kullanılmıştır. Bant genişliği 9 MHz olan LTE sinyalleri için ekstrapolasyon faktörü 600 olarak, 18 MHz bant genişliğine sahip sinyaller için ise ekstrapolasyon faktörü 1200 olarak kabul edilmiş ve bu faktörler ile ölçüm sonuçları ekstrapolasyona tabi tutulmuştur.

4. Ölçüm Sonuçları

Karşılaştırma ölçümleri sırasında, dört farklı konumdaki ölçüm noktaları için mevcut tüm sinyaller ICNIRP 1998 maruz kalma referans seviyeleri ile karşılaştırılmış ve Şekil 14’te örneği verilen bir Excel elektronik tablosu kullanılarak toplama yapılmıştır.

Şekil 14. Hesaplamaların yapıldığı Excel elektronik tablosu

Üç gün boyunca yapılan karşılaştırma ölçümlerinde, ölçüm noktalarında ekipler tarafından belirlenen ve ekstrapolasyon faktörleri kullanılarak hesaplanan toplam maruz kalma değerleri Tablo 5’te özetlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Sitenin maksimum operasyonel durumu için maksimum maruziyet baz istasyonun maksimum olası telefon ve veri trafiğiyle mümkün olan en yüksek iletim gücünde çalıştığı varsayılmıştır.

Tablo 5’te her bir ölçüm noktasında referans laboratuvar ve TÜBİTAK UME tarafından elde edilen ölçüm sonuçlarının mutlak alan şiddeti değerleri gösterilmemiş, sadece ICNIRP

kAsaiyrklnrıi1nl2ıickazrlaöamlrrçı2aünnmı dfrolaer,trainyürdal2kes1ekinkmouyilzmldauneşı,lsagminenragçreeuknzfliieşyşebttiarröin2lltesç1inöünlmçeülleem2rkif2tnyrdoöemkn2tAaefnmvy rieun0tpii.nka da aktif olarak kullanılan frekans seçici/kod çözücü ölçüm yKöadnraştesılmdaaşistndıiranmsdadaasödhlçaasüdmuaysledgrauisndsoabsndiuracsuydnaösdndataesemdldaesodleaddsudiğlaeusndnauosldugamösdsluatesrdvm(e1rii)şlteirr,.

eleBkutrroamdaa,nyketik kirlildiaklgaölnçuümmalrearsiınddıre. Dfreenkkalenms inseççöizcüi/mkoüd çöziçüicnü öiklçinücmi yvöanrtseamyıimn,in kfounlklasniyılomnuansınadegğeiçşkişeniçleinr öünzeemrilnidbeir adıdmağoıllaabcialikrtoırl.duğudur. Başka bir deyişle:

f r,,  fr Treşfekküfr .

YaBzaöryllaerl,ikleP,rof(2. ) Dvre.-In(1g). bMağaıtnthtıilaasrı Wkuulslacnhıelakr’aek büuç yfaarzkıldıa incdealğeıntıelnmışkodnenuklalermla eilldgeileidivlier:rmiş olduğu teknik destek ve

  Tyahredımauctıhöonrseddrriwleorriu2 ilçdfrirnlitkeeşekk2trok2ürthenadnenkr. 1Proffr. D0,r.-Ing. Matth(3ia) s

Wuschek for his technical support and helpful advice on the

issues

examine1d sin

inthissinpKapaefyr.naknlanr

1

[1]

C“EoxoppoesruddTr2e.f2Gof.,

mM2an n0S. . M., Khalid M., Blackwell R.(5P)., the General Public to Radio Waves near

BuMCoidcmurrmoucumenldliac,aatino(d3n)s,PbFiaciğonıcaneltılslRıneıBpnoarsteç”ö, zNSümtaatütiioonnkasülreRfsoearldioBMloeogssbiceilalel fonPkrsoiyteocntliaornı Booalurdp,, Rebpuort fNonr.ksNiyRoPnBla-rW6s2ır,aCdahniltonB,eUss.eKl ,

fon2k0s0iy4o.nları ile ortak özelliklere sahiptir. [7] Buna ilaveten,

[2]doğTGreueknstaiaşlşk, oCm.BbBian.n,ats&yoAnlsavlraeınb, iMrin.FcHrie.vkeEanMiks-inS“cKeiçiidrcleiirliekceÖdÖelçnlüçkmüümürelİesçeriilnn HaKnkaerlşıfloanşktısriıylmonalasır”ın, ı EveMreOcekBtiİrL: İMSEL DERGİ, 7(14), 5-

[3]

1C2o,o2p0 e1rh7Tn.1.

Gj.n, Mkranni,ynS.krM,.,

Blackwell.,

R.

P.,

(6) Allen S.

rGa.d,io“O trchacnn2uspmaitjtintoenrkarsliteexsiy”pn,oHskurerae.ltthoperloetcetcrtoiomnagAngeetinccyfieRledp(s7o)artt

  KüHrePsAel-RBPeDs-s0el26f,oUnKks,iyJounnlear2ın0ı0n7. bn kr sıradan Bessel

  [4]fonMnkesüwiyllonneltraercWıhn.,BiqNnuekeurbafucoeirnrsGidp.e,rneHctaaisniedımerlapHmo.aw,k(e2gr0er0e0fkl)iu,rsx“eA: ddde3nDsi,tya

mstaetaisounrseb”mn,AeknrRtsC

2000.

S2aektibr eBrnsmd12oobkrfrile.ResecaormchmuGnmicbaHtio, nFs ebrub(8aars)ye

[5]EMTeaklatnaşın, ,Ck.ürBe .i,çeArissliannd,e Mve./vHey.,a Çdıaşkınırd,aSB. e“sBsealzveİsHtaasnykoenlu fonFCkriseviykaoarınnnlsad-rSaıeçcUiincMisiTndSÖelnç(ü3tmGan)lıemrÖilnalmçüaKmkaüriçşıiİlnça,işntbıruıGlmfeonaniskşıs”i,ByoanUnltaRrıSVnIeasiTmÜptRotKikİYdaEv’r2a0n1ış8larIıXnı. inBcielilmemseekl gKeorenkgirre[s8i,]. KKTabOacKa,akrüatraey

[6]içeBÜrisonirinnvdkeeressiksteei lsiE, MKCo.,naylaaWn, 6ut-es8cmhEseiylkilüliçM2in0.1, 8j.n(2k0r0 6k)u, lla“nEılmxpaolısduırre yçüapnKsmıkedaeürarvadlsisrcıurreu.rseh0”Dme,o/eGiGlçnaieetynsrrımmsıjyaanolnnafkyr,bm2u8Msof-odo3incen0lrrukonMswioyalaorudvcnpieh,g; id2trau0lr0Ca6ğo.banrnofieçatriidnepbniascbnienid,rüzdoraiadl1gda-ai4lo,

[7]tanHımeındieçrisnonuySg.Iu.d, uBr.anDgaiğyerM.taJr.a,ft“aSnu, rvrey of RiçFinExbpiroisnucrie

  derLAeceuevsdetrelasnliaHf”ra,onBmkieoleMfleocnotkbrsoiilmyeoanglTanereılteicphshn,(o1)2n7ek,r(1B),aışs7ıe3m-a7S6kt,ao2tşi0uo0lnl6as.rıniın

[8]sağFlaadnınğiınngdanC;. dWışa.r,ı “dEovğaruluautziankg aClaenldl aPkihodnaelgaalnardınPteermsosinlial

içinCkoumllmanuınlıirclart.ions Equipment and their EMC Effects on Automotive” Audio and In-Cabin Modules”, IEEE

International Symposium on Electromagnetic ÖteCoyamnpdaatni,bi(l4i)tyb,aHğıonntıoslıunlıun, çHöIz,üUmSüAil,e9b-1ü3tü,nJluelşyik2L01eg7e.ndre

  [9]fonKkshiayloifnalarTı . PAnm.cBo.s,A,lQnanmbicoAs. B.elAde., ed“ilEelceeckttriorm[8a]g.nBetuic fonPJkoosuliylrunotanilolanrofESmc0iietvtneecde afrnodmRiçeiBnsaesateerkcihlSt(oaIltJdiSouRnkl”)a,,rı4nI,dnat(en1r,)n, a01ti,1o2n5a-l ara1lı1ğ3ı 2iç,i2n0s1o5n.lu bir dalga fonksiyonu tanımlayabilmek adına:

[10]

AZhnadnDg,ufXal.‐,PYo laanrPignzm,eGdco.A,snWte.annnga,

X., & Array

Li, for

B. A Dual‐B(a9n)d 2G/3G/LTE Base

OlaSrtaaktisoençsi.lirI. nStoenrnoaltaioranka,l (5J)obuarğnıanltısoıfnınRçFözaünmdü, Mteikcrvoewçaifvte

olmCaokmüpzuetreer‐dAoiğdreudsaElnoglianreaekribnagğ,ı2m6s(ı2z),h1a5rm4-o1n6ik3, s2i0nü1z6o.idal

[11d]enWkluesmclheerkiçerir:M., (2017), “Frequency Selective

  Measurements

 f , çift

of cos

mH,uman

Exposure

to RF

106 34

getirilirEsele, c(2tr)o’dmeatganıemtilcı sFkaieleldr sfo”,nkEsiMyoFn içMine:asurement Training

[12] GCSf aornarudd,ruısk,eaç,teıP,aGrTt.,5hffç“temm-Rsnn6iasd,,csiNiaontsRoiovimmzneemMbPPeUnenmmarns2cuicvo0roees1smr7s.ietzznynnt,tkkorrDBea.psaert(Sm1t1ae)tniot nso”f,

Physics, 39-45, 2011.

(1[11)3]baGEğleıennctçıtsrıonOmd.aa, ggnBöeastytiecrraiPlkeo,nllMuznti.o,knrYfoaElrdMaizP,dialEolgt.,aRnı“enAginkoaonlnyiusnmisTunuoarfketyh”e, göre küJr.eEsellecBtreosmseal gynaetdica Abinrianlcyisidse&recAedpepnlikcüartieosnels,H2a:n1ke3l9-144 fo[n1k4s]iy2So0an1hui0nn.u tMem. siEl.e, dAers. İlNav.,eteKna,r(a1n1)Yb.a,ğı“nStıeslınecdtaivveeriRlmadişiation olan mMveeansubriermeretnamt safyoıdr ır vSeahfeertybir teErvimalukaartşioılnıklı oolnarak Base birbirleSritnaetiodnisk”ti,rG[a8z]i. BUönyivleelirksilety, (J1o)urbnaağlınotıfsınSdcaievnecreil,m2i6ş, (1), H[e1lm5]ho7Gl3tez-n8cd3e,On2k.0,l1eBm3a.iynriaksaMğla.,yaYbaillednizhEer.,ha“nAgni ablyirsisfoonfkstihyeone,ffects (11) baoğfınGtısSıMndabatanndısmtloı ftohnekesilyeocntrloamrcaagsneeritiacçpıloımllıutyiaopnılianratkhe RF tanımlasnpaebciltirru[m8-”9,]P. rogress in Electromagnetics Research, 101,

17-32, 2010.

[16] Neubauer G., Lamedschwandner K., Cecil S., Schmid G.,

2.2

Vet“keEtcöxhrpneolosDluoargeligeas”aD,sesPnerskoslcem.meXinXvteIXKmüUeretRhseoSldIHsGaerfnmoeorrnailkeAlmesresregminbgly,

new 1-4,

Helmho2l0tz0’8u.n ortaya koyduğu teoriye göre, bir vektörü ta[n1ım7]la“OyEazbloeivlcmetrheoekmiaçginAn,e.o,ticveUkRtsöamrdüainantdioivneArj.aEnxspıUnoı.s,vuererHotaFamrsoydomanlelalCihneilluAla.r,

biliyor BoalsmeakStayteiotenr:lidAir C[4o]n.ceBrnu FboarşlıPkubalitcındHaeaylathp”ıl,aNcaikgerian

çalışmaJdoau,rnEaMl ofaTlaenclharnıoltoagnyım, 3la4y,a(b2il)m, 3e5k5-i3çi5n8,k2u0l1la5n.ılacak

ve[k1t8ö]rleUNrMitueT,ldSVe.inEeddloeiolcertcroebkmatsiaerg. nsteTatatiicnoınmfisel.aldnInaecxaAkppopsvluieerkedtöfMrrloeemrc, hGa(n1Si1Mc)s

and and

bağıntısMınadtaertianlsımla(nVaonl.ska3le3r2f,onkpspiy. onl9a8ra-1b0a3ğ)l.ı oTlarcaanksve Tech

böylelikPluebEliMcaatiloannlsa,r2i0çi1n3b. ir seri açılımı yapılabilecektir. Ba[1şl9a]ngNRıçaAdRiaDotilAoanr,akM,“GetSseMarbiSt RmMevae-s3u0r0eb0mir”ie,mntNsAuRwzuDitnhAlu,ğtaNhearsdaSaheilpSeacfteivtye

bir c vTeekstöt rSüonleutiboanğslıGomlabrHak,,Güerçmadneyt, 2v0e0k7tö.r tanımlamak

m[ü2m0]küSnadnücr:hez M.G., Alejos A.V., Cuinas I., “Urban wide-band

menevaLisruo rnemmf eenrnt,t,”s,IE,EofE

the Trans.

UMTS electromagnetic on Vehicular Technology,

  [21] M53a,Mr(t4e)n,s10L14.c,-f10Or2,l2iv,,i2e0r0,4C. ., “Accurate electr(o1m2)agnetic

esApxsepscNoetmsruubrm1kelyaaosnsfaMelIsyns.ztmeerren”na,ttIiaonrnoPaurlnoUdcenUeidoMinnTgRSsadobifaostehSecsite1ant8ictohens(GUweRniteShrIa)al,

(12) ba2ğ0ı0n5tı.sına bakarak her üç vektörün birbirlerine dik

ol[d2u2ğ]uOaşliikvaierdrırC. .L, MveakrttöernüsnüLn.,ro“tOaspytoimnealil vseetdtiinvegrsjafnosrı ifçrienq:uencyselective measurements used for the exposure assessment aroundL U0M, TS base stations”, IEEE transa(c1t3io) ns on instrumLenta2tifon akn2d. measurement, 56, (5), 1901-1909,

Bu[2n3a] N2il0Aa0vR7e.tDenA, , M“UMveTSN mevaeskutörerlmereinnitns waliathn thçiezgSileerlei ctive

daireselRdaird;idaitğioenr biMr deeteyrişlSe,RdMiv-e3rj0a0n0sl”a,rıNsıAfırRdDır.A, Narda Safety

Test S MolutionsNGm0b. H, Germany, 2008.

(1[22)4, ](1tO3e)lcihvvneiei(qr1u4Ce)s.,baMğıafnorttırelanrsıntıLhn.e,son“uMeçxleaparoısnsuaurrebemakeanrtaaksas,nehdsesrmphraeonncgtei ssinogf

bir dealgecatromfoangknsieytoicnufielyduskaorıfdabasteansımtaltaionanns usvienkgtörseplreadfonksiySsopcneilecanrtrıcnuem,d2o0ğm0ru2os.daul laktoiomnb”i,nasPyrooncl.arıGoAlaraInkt.suUnunliaobnilir.Radio

Ay[2r5ıc]a,Bboorşnukzeasysdeal Cki.,dü“zIlmemmEisMsioanlamnlaera,sduirveemrjeanntsslairnı stıhfıer vviecinity

birbirleorifninLTroEtasbyaosneelistoaltairoanks”ta, nıNmalradnaabiSleacfeeğtyindTene,stMSovleutions

N vekGtömrlberHi,, Gelekrmtriaknya,la2n01E3. r  ve manyetik alan H r 

ta[n2ım6]laBrıoirçninkeysestelrli vCe.u, ygHunedinurlaMr. E.,ğerWenusbcahşetaktanMım.,lana(n2015), sabit vep“Mrbeisereaimnsut rueszmtuanteulnustkotaafnkdhiumcfuatvunerkeetxöpcrüho,asulklrüeenregtnoeisnLrTianEdymablaesbaeisruismrteamtioennst vektörümoeltahnoedroololagryak”,kIanbuMl iecdroilwirsaev,ebCu odnufreurmendcae, M(EuvMeCN), 881vektörle8r8i,4, sPeaçriiles,ceFkranocek, üSreeptieçminbetre2ğe0t15o.lacaklardır. (11) ba[ğ2ı7n]tısfPıoynrdthaLoTugdEösFbt.ea,rsialeenndstaMstiküoahnlelser,”mafMonnnEkTsBiAy.,oSn“-uMrenpeoatsretukr2e0mv1ee2n-t2ç1mif8te-t8h0o8d, bileşenlBeerirnne, Mbaağylı20k1a2l.arak, (12) bağıntısında tanımlanan

ve[k2t8ö]rleVrienrilnooteckkvLe.ç,ifJtobsielepşhenWler.,i iGçiant,i A., Varsier N., Wiart J., Martens L., and Hansson B., “Low-cost extrapolation method for maximal LTE radio base station exposure

GSM, UMTS ve LTE Baz İstasyonu Sinyallerinin Oluşturduğu Maruziyetin Frekans Seçici Ölçümleri ve Analizi Frequency Selective Measurements and Analysis of Exposure to GSM / UMTS / LTE Base Station Signals Mustafa Çetintaş , Cafer Bahadır Tektaş estimation: test and validation”, Radiation Protection Dosimetry, pp. 1-5, doi:10.1093/rpd/ncs307, 2012. [29] EN 50492, “Basic standard for the in-situ measurement of electromagnetic field strength related to human exposure in the vicinity of base stations,” EN 50492:2008 + A1:2014. [30] ICNIRP, “Guidelines for Limiting Exposure To Time Varying Electric, Magnetic, And Electromagnetic Fields (up to 300 GHz)”, Health Physics, 74, (4), 494–522, 1998.

f

 r, ,

  

fçmn ftmn

 

cosm sin  m

 Pnm  Pnm

cos cos

 zn  zn

kkrr.

(11)

Böylelikle, (2) ve (1) bağıntıları kullanılarak üç farklı

dağıtılmış denklem elde edilir:

(11) bağıntısında gösterilen zn kr EM dalganın konumuna göre küresel Bessel ya da birinci dereceden küresel Hankel fonksiyonunu temsil eder. İlaveten, (11) bağıntısında verilmiş olan m ve n birer tam sayıdır ve her bir terim karşılıklı olarak birbirlerine diktir [8]. Böylelikle, (1) bağıntısında verilmiş Helmholtz denklemini sağlayabilen herhangi bir fonksiyon, (11) bağıntısında tanımlı fonksiyonlarca seri açılımı yapılarak tanımlanabilir [8-9].

2.2 Vektörel Dalga Denklemi ve Küresel Harmonikler Helmholtz’un ortaya koyduğu teoriye göre, bir vektörü

Dr. Mustafa Çetintaş (5)

tanımlayabilmek için, o vektörün diverjansını ve rotasyonelini biliyor olmak yeterlidir [4]. Bu başlık altında yapılacak

dffBooounnğkkrssudiisyyuaoorlunnkmllaaorrdmııab,ilieno(aol3sury)ptao,knblaöabrğzıuıenlbltiiırksifılnnoecrınniemÜiMcktvsesniubieaayçsihsvaoöiiikkntnzperaiüoltineraimfrcnrsin.asiüiut[ed7TeleÇas]ksÜrGırreeüBiBaecırtduİeFebaiTandnsiAnzerzaetlniaKeakilsşkaUBBYıbvü,nMeeerüöedsstkesssEl1aüneees9lll,me9(mU2küliunkyTsrdıeloaıeknbçbvdlnnadeöaaMlkğyoıatşı1lllöneeg9morlt9tOaiıjlaksrei8dılrDonaeaEyTd,ltEnoıaeÜoljMlEsıdinmttMaeFiEdantiilknüıazameanssidkflllyütaaairilünnnrteeBlaükciadköçnesrsiekıalnüeüstnnki)bktmraa’.sidlnr2üelıise0srmsTne0tarafldaçi3oannyenanaımçasykndlıbısıllşliaaiıdıylmnmnmmroeadıtneacreylalkaaeakazkrprctuaaiıaıçel,nlavibdmsnbleaaıiikğornılztşlek.löıicmuet,reGıollrrdlkeulaü.artonis,şcnr1ıapkt.9lckau(te9ce1or3vak1l.rke)tayarKıorloıdasncekşdaortaeıeprnl--ii

Hankel fonksiyonlarını verecektir:çalışmaları, lazerlerin frekaBnasşlasngtaıçbiliozlaarsayko, nusanbuitn averttırbıilrmimasıuvzuenlumğaetrosalhoijpik uygu-

 hn1

jn

iyn

lamaları

elektrom(6a)nyetikbmir ectrvoelkotöjirüyneer mümkündür:

baalğmlıakoltaaradkı,r.üç

adet

vektör

tanımlamak

  Küresel Bessel fonksiyonlarınıCnafbenrkBra hasıdraırdaTnekBteasşsel

  fonksiyonları

bn 

Bn  kr 

kr cinsiden

 

2kr

tanımlamak gerekirse:

2. 014 yılında Beykent (Ü8n) iversitesi mezun olmuştur. Yüksek lisa(1n2s)

ElektNron1kik veM .Haberleşme Mühendisliği bölümünden dbaeğrınetcıseınsainbiaiksaerakGehberzeüçTevkekntöikrüÜn nbivirebirrlseirtienesi dFikizik Ana-

EM alanın, küre içerisinde ve/veybailidmışıDndaalıBMesesterl ovleojHi aPnrkoegl ramınodldauğ2u01a8şikyaılrıdnıdr.aL tvaekmtöarümnülanmroıtşastyıro.n2el0i1v4e ydıilvınerdjaannsı iitçiibn:aren Ulufonksiyonları cinsinden asimptotik davranışlarını

tianncıemlelmamgsvekaaeöklrgeeeMiğrçveieinktt,iaimrrlbom[iu8l,o]ae.jfiokKlentEakaknbstdaisrycıtrooait,n.mülkÇasüarıüarnnelyı(şeUmtMikaE)maElealtenrkolatlrorojıimakraoLLannsyuıen0la2,tdifrkaıvLsaeikvb2gi.olervnaeitşuabvsaaknreıdrn/i’fdEraMekCaartnaesşsttsılree(m1çr3iiac/)öicleıçloüelmkatrlreaork-i

içerisinde ki EM alan temsili miçainnyejntikkrkikrulillliaknıölmlçaülımdırleri buBluunnamailkatvaetdenır,. M ve N vektörlerinin alan çizgileri

(12), (13) ve (14) bağıntılarının sonuçlarına bakarak, herhangi bir dalga fonksiyonu yukarıda tanımlanan vektörel

tanımları için yeterli ve uygundurlar. Eğer en başta tanımlanan sabit ve birim uzunlukta ki c vektörü, kürenin radyal birim vektörü olan er olarak kabul edilirse, bu durumda, M ve N vektörleri, seçilecek o küre için teğet olacaklardır. (11)

Olarak seçilir. Son olarak, (5) bağıntısının çözümü, tek ve çift olmak üzere doğrusal olarak bağımsız harmonik sinüzoidal denklemler içerir:

bağıntısında gösterilen skaler fonksiyonun tek ve çift bileşenlerine bağlı kalarak, (12) bağıntısında tanımlanan vektörlerinin tek ve çift bileşenleri için,

f,çift   cosm, f,tek   sinm.

(10.a) (10.b)

106 36