PRS-DPA — Procédure supplémentaire d'évaluation de la conformité du débit d'absorption spécifique (DAS) et de la densité de puissance absorbée (DPA) des dispositifs portables dans la bande de 6 GHz (de 5 925 à 7 125 MHz)

La présente procédure supplémentaire d’Innovation, Sciences et Développement économique Canada décrit les divers processus à suivre et exigences techniques à respecter lorsque l’on procède aux évaluations de conformité aux limites d’absorption spécifique (DAS) et aux limites de la densité de puissance absorbée (DPA) des dispositifs portables exploités dans la bande de 6 GHz [p. ex., les dispositifs des réseaux locaux hertziens (RLAN) dans la bande de 5 925 à 7 125 MHz].

Publication autorisée par
le ministre de l’Innovation, des Sciences et de l’Industrie

Le directeur général
Direction générale du génie, de la planification et des normes

Martin Proulx

La procédure supplémentaire PRS-DPA, 1^re édition, liée au Cahier des charges sur les normes radioélectriques CNR-102, Conformité des appareils de radiocommunication aux limites d'exposition humaine aux radiofréquences (toutes bandes de fréquences), définit les méthodes d’essai générales à suivre lors d’une évaluation du débit d’absorption spécifique (DAS) et de la densité de puissance absorbée (DPA) des dispositifs portables qui chevauchent la bande de 6 GHz et qui sont assujettis au CNR-248 intitulé Dispositifs de réseaux locaux hertziens (RLAN) fonctionnant dans la bande de 5 925 à 7 125 MHz.

Tous les essais réalisés pour démontrer la conformité aux limites d’exposition humaine aux RF des dispositifs des réseaux locaux hertziens (RLAN) fonctionnant dans la bande de 5 925 à 7 125 MHz doivent être exécutés par un laboratoire d’essais reconnu par Innovation, Sciences et Développement économique Canada (ISDE). Pour exécuter les évaluations de la DPA, le laboratoire d’essais doit avoir, au minimum, la portée du CNR-102 (DAS)^MES. Pour exécuter les évaluations d’exposition humaine aux RF, il doit avoir, au minimum, la portée du CNR-102 (exp. RF)^MES.

Il faut consulter les documents suivants pour appliquer la PRS-DPA. Il importe d’utiliser la version la plus récente des publications de référence pour démontrer la conformité.

• Le Cahier des charges sur les normes radioélectriques CNR-102, Conformité des appareils de radiocommunication aux limites d'exposition humaine aux radiofréquences (toutes bandes de fréquences)
• La norme de l’International Electrotechnical Commission/Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEC/IEEE) 62209-1528, Measurement procedure for the assessment of specific absorption rate of human exposure to radio frequency fields from hand-held and body-worn wireless communication devices - Human models, instrumentation and procedures (Frequency range of 4 MHz to 10 GHz) [disponible en anglais seulement]
• Le Code de sécurité 6, Limites d’exposition humaine à l’énergie électromagnétique radioélectrique dans la gamme de fréquences de 3 kHz à 300 GHz
• Le Code de sécurité 6, avis, Limites d’exposition humaine localisée pour les champs de radiofréquences dans la gamme de 6 GHz à 300 GHz
• FCC KDB 248227 D01, SAR guidance for IEEE 802.11 (Wi-Fi) Transmitters [disponible en anglais seulement]

ISDE peut envisager des méthodes d’évaluation qui ne sont pas couvertes par la PRS DPA ou les publications citées en référence. Consultez le site Web, Bureau d'homologation et de services techniques (BHST) d’ISDE pour déterminer si une autre méthode de mesure est acceptable, ou transmettez une demande contenant des renseignements détaillés sur les autres méthodes d’évaluation.

La présente section définit les termes utilisés dans le présent document, ainsi que les explications des sigles et des abréviations qui s’y trouvent.

4.1. Définitions

Densité de puissance spatiale de crête (DP_p) : la valeur maximale globale des valeurs de densité de puissance spatiale sur la surface d’évaluation.

Densité de puissance spatiale moyenne de crête (DP_smc) : la valeur maximale globale de toutes les valeurs de densité de puissance spatiale moyenne définies sur la surface d’évaluation.

Évaluation de la densité de puissance absorbée (DPA) : la méthode utilisée pour évaluer les niveaux de la DPA d'un dispositif par une mesure physique. Une évaluation de la DPA est requise pour les dispositifs fonctionnant à une fréquence supérieure à 6 GHz et si la distance de séparation entre l'utilisateur ou des tiers et le dispositif est inférieure ou égale à 20 cm.

Évaluation du débit d’absorption spécifique (DAS) : il s’agit de la méthode utilisée pour évaluer les niveaux du DAS venant d’un dispositif au moyen de techniques de mesure physique ou de modélisation computationnelle. L’évaluation du DAS est requise si la distance de séparation entre le dispositif et l’utilisateur, ou des tiers, est inférieure ou égale à 20 cm.

Zone de calcul de la moyenne : la zone, le volume sur la surface d’évaluation sur laquelle ou lequel on fait la moyenne du DAS ou de la DPA. Pour les évaluations du DAS dans la bande de 6 GHz, un volume de tissu de 1 g ou de 10 g est utilisé pour la tête, le cou, le tronc et les membres respectivement. Pour les évaluations de la DPA dans la bande de 6 GHz, la zone de calcul de la moyenne est définie comme un carré de 4 cm². Cela équivaut à un volume de tissu de 8 g.

4.2. Abréviations et sigles

Le présent document utilise les abréviations et sigles suivants.

La conformité aux limites d’exposition humaine aux RF doit être démontrée par rapport aux limites définies dans le Code de sécurité 6 de Santé Canada et adoptées dans le CNR-102. Comme il est indiqué dans le CNR-102, la conformité aux limites d’exposition humaine aux RF des dispositifs conçus pour être utilisés à une distance inférieure ou égale à 20 cm d’un utilisateur ou d’un tiers doit être évaluée par rapport aux limites des restrictions de base. Inversement, la conformité aux limites d’exposition humaine aux RF des dispositifs conçus pour être utilisés à plus de 20 cm d’un utilisateur ou d’un tiers doit être évaluée au moyen d’une évaluation de l’exposition humaine aux RF par rapport aux limites des niveaux de référence.

Pour les dispositifs RLAN fonctionnant dans la bande de 5 925 MHz à 7 125 MHz, les mêmes exigences s’appliquent.

Dispositifs fonctionnant à une distance inférieure ou égale à 20 cm d’un utilisateur ou d’un tiers :

• de 5 925 MHz à 6 000 MHz, la conformité aux limites d’exposition humaine aux RF doit être évaluée par rapport aux limites du DAS (restrictions de base) définies dans le CNR-102.
• au-dessus de 6 000 MHz, la conformité aux limites d’exposition humaine aux RF doit être évaluée par rapport aux limites de la DPA définies dans l’avis de Santé Canada et adoptées dans le CNR-102.
• pour les canaux de fréquences qui occupent une bande passante aux fréquences inférieures ou supérieures à 6 000 MHz, les limites du DAS et les limites de la DPA s’appliquent toutes les deux.

Dispositifs fonctionnant à plus de 20 cm d’un utilisateur ou d’un tiers :

• il faut continuer à réaliser les essais sur ces dispositifs conformément aux exigences et aux procédures énoncées dans le CNR-102.

La préparation du DSE, y compris les positions et configurations d’essais, doit être basée sur le CNR-102 et ses procédures d’essais acceptées et incorporées par référence, y compris l’IEC/IEEE 62209-1528 et la FCC KDB 248227 D01. Certaines exigences sont introduites pour les fréquences et les canaux d'essai à la sous section suivante.

6.1 Configurations sous essais

Les configurations à l’essai sont basées sur la KDB 248227 D01 de la FCC.

La puissance de sortie maximale, y compris la tolérance de réglage, est utilisée pour déterminer la configuration d'essai initiale. Lorsque la même puissance maximale est spécifiée pour plusieurs modes de transmission dans une bande de fréquences, la configuration d'essai initiale doit commencer par la plus grande largeur de bande de canal, la modulation d'ordre le plus bas et le débit de données le plus bas. Les configurations d'essai ultérieures, y compris les procédures de réduction du nombre d'essais, doivent suivre la KDB de la FCC susmentionnée.

Les facteurs de conversion suivants s'appliquent à la DPA pour ce qui est du seuil de réduction du nombre des essais :

• 0,4 W/kg équivaut à 25 % des limites de la DPA : 5 W/m²;
• 0,8 W/kg équivaut à 50 % des limites de la DPA : 10 W/m²;
• 1,2 W/kg équivaut à 75 % des limites de la DPA : 15 W/m².

Lorsque d'autres seuils sont spécifiés dans les KDB acceptées par ISDE, la valeur du DAS en W/kg peut être convertie en un DPA_seuil équivalent en suivant cette équation.

En utilisant la méthodologie et la formule de la section 7.2.8 de la norme IEC/IEEE 62209-1528, le nombre minimum de fréquences d'essai est de 5, à condition que le nombre de canaux possibles soit supérieur à 5. Dans tous les cas et dans toutes les positions d’essai, le canal ayant la puissance la plus élevée assujettie aux limites du DAS, ainsi que le canal ayant la puissance la plus élevée assujettie aux limites de la DPA doivent être testés. Lorsqu'une partie quelconque du canal le plus bas chevauche la bande de 6 000 MHz, la conformité aux limites du DAS et de la DPA doit être démontrée.

Un exemple de l'application est donné au tableau 1 ci-dessous. Si nous supposons que le dispositif utilise des canaux de 80 MHz, il y a 14 canaux possibles entre 5 925 et 7 125 MHz. Aux fins des essais, un minimum de 5 fréquences d'essai doit être utilisé. Les fréquences d'essai doivent représenter la totalité de la gamme de fréquences et être espacées de manière égale, représentant les parties basse, moyenne et haute de la bande de fréquences.

Les situations dans lesquelles la conformité du DAS (selon la norme IEC/IEEE 62209-1528 ou d'autres procédures acceptées par l'ISED) à une distance de séparation particulière entraînant une réduction du nombre d’essais doivent être soigneusement examinées et documentées dans le mémoire technique sur l'exposition aux RF. Par exemple, selon FCC KDB 941225 D07, un DAS de 1 g à 5 mm est requis pour les appareils classés dans la catégorie ordinateur personnel super mobile (OPSM). Une fois la conformité démontrée dans ces conditions, le DAS de 10 g à 0 mm est exempté. Cependant, cette exemption n'existe pas pour la DPA. Pour déterminer la conformité, le DSE doit être évalué par rapport : 

• aux limites de l'APD à 0 mm;
• au DAS de 1 g à la distance prescrite de 5 mm.

Ces deux valeurs doivent être documentées dans le mémoire technique sur l’exposition aux RF.

Pour le cas d'OPSM décrit ci-dessus, il est permis de tester le DSE par rapport au DAS de 10 g à 0 mm pour des raisons d'exhaustivité; cependant, conformément au principe de réduction du nombre d’essais, cette valeur n’a pas besoin d’être rapportée.

Dans tous les cas, ISDE note que l'utilisation des méthodologies de réduction du nombre d’essais à des fins de certification n'empêche en aucun cas ISDE d'employer des mesures d'exécution en ce qui concerne les lectures non conformes obtenues en dehors du principe de réduction du nombre d'essais aux fins de conformité avec les limites du Code de sécurité 6 adoptées dans le CNR-102.

Alors que les évaluations du DAS sont établies depuis de nombreuses années, les évaluations de la DPA sont relativement nouvelles. Une revue scientifique a récemment publié que la DPA peut être dérivée des mesures du DAS (pour plus de détails, voir le document Compliance Assessment of the Epithelial or Absorbed Power Density Below 10 GHz Using SAR Measurement Systems [disponible uniquement en anglais]. Par conséquent, les systèmes de mesure permettant d’évaluer le DAS peuvent servir à évaluer la DPA, à condition qu’ils appliquent des algorithmes qui permettent de convertir le DAS en DPA (voir la section 7.1).

7.1 Exigences du système de mesure

La DPA doit être évaluée à l’aide d’un système de mesure du DAS conforme à toutes les exigences énoncées dans le CNR-102 et la norme IEC/IEEE 62209-1528.

La DPA doit être calculée à partir des valeurs du DAS mesurées à l’aide des formules indiquées dans le document Compliance Assessment of the Epithelial or Absorbed Power Density Below 10 GHz Using SAR Measurement Systems.

L’évaluation de la DPA doit reposer sur la même procédure de mesure utilisée pour le DAS et définie dans le CNR-102 et la norme IEC/IEEE 62209-1528, mais en modifiant l’évaluation de l’incertitude (voir la section 7.3) pour tenir compte de la conversion du DAS en DPA.

7.2 Vérification et validation du système

La vérification et la validation du système doivent continuer à être effectuées conformément à la norme IEC/IEEE 62209-1528. Les valeurs cibles numériques du DAS figurant au tableau D.2 de ce document doivent continuer à s'appliquer.

7.2.1 Vérification du système

Pour ce qui est de la vérification du système, il est acceptable d’utiliser les différentes valeurs du DAS et de la DPA du certificat d’étalonnage dipôle.

7.2.2 Validation du système

Pour ce qui est du système de validation, en plus des valeurs cibles du tableau D.2 de la norme IEC/IEEE 62209-1528, les valeurs cibles suivantes, tel qu’il est illustré au tableau 2, doivent être utilisées pour les dipôles standard et les fantômes plats.

Au-dessus de 6 000 MHz, pour valider le système avec succès, l’étape a) de l’annexe A.3.5 de la norme IEC/IEEE 62209-1528 doit être utilisée pour le DAS de 8 g, qui équivalent à 4 cm². Dans des situations où le système de mesures ne signale pas la valeur du DAS de 8 g, la validation peut être directement validée par rapport à la valeur cible de la DPA de 4 cm².

Les valeurs de la vérification et de la validation du système mesurées doivent être indiquées dans le mémoire technique sur l'exposition aux RF.

7.3 Correction du DAS

Le coefficient de correction du DAS à 10 g qui se trouve au point 7.8.2 de la norme IEC/IEEE 62209-1528 peut également être appliqué au DAS de 8 g.

7.4 Évaluation de l’incertitude

Les fabricants d’équipement de mesure doivent fournir toutes composantes d’incertitude associées à la conversion du DAS en DPA. Il faut ajouter ces composantes au tableau du bilan d’incertitude fourni à la section 8 de la norme IEC/IEEE 62209-1528. Le bilan d’incertitude actualisé doit être inclus dans le mémoire technique sur l’exposition aux RF présenté auprès d’ISDE dans le dossier d’homologation.

7.5 Mesure de dispositifs ayant plusieurs antennes ou plusieurs émetteurs

Lorsqu’un mode de fonctionnement permet d’effectuer plusieurs transmissions simultanément dans des bandes autres que la bande de 6 GHz, ce mode de fonctionnement doit également être testé à l’aide des procédures décrites dans le CNR-102 et ses PRS associées.

Une façon prudente d’évaluer la conformité aux limites de l’exposition aux RF est d’évaluer le ratio d’exposition total (RET) correspondant, qui peut être exprimé comme suit : 

où

• RET_DAS-DP est le RET basé sur le DAS et la DP;
• N est le nombre total d'émetteurs pour lesquels une évaluation du DAS a été effectuée;
• RE_DAS,n est la contribution du rapport d'exposition du n-ième émetteur pour lequel une évaluation du DAS a été effectuée;
• M est le nombre total d'émetteurs pour lesquels une évaluation de la DP ou de la DPA a été effectuée;
• RE_DP,m est la contribution du rapport d'exposition du m-ième émetteur pour lequel une évaluation de la DP ou de la DPA a été effectuée;
• K est le nombre total d'émetteurs pour lesquels une évaluation par rapport aux niveaux de référence du DAS pour les champs E et H incidents a été effectuée;
• _REEH-DAS,k est la contribution du rapport d'exposition du k-ième émetteur pour lequel une évaluation par rapport aux niveaux de référence du DAS pour les champs E et H incidents a été effectuée.

Le rapport d'exposition résultant d'une évaluation du DAS peut être exprimé comme suit :

où

• DAS_n est la valeur du DAS pour le n-ième émetteur/fréquence d’essai;
• DAS_limite est la restriction de base pour le DAS qui est applicable au n-ième émetteur/fréquence d’essai.

Pour les émetteurs fonctionnant au-dessus de 6 000 MHz, il est nécessaire d'effectuer une évaluation par rapport à la DP (restriction de base jusqu’à 10 GHz et niveaux de référence au-delà). Le rapport d'exposition pour le m-ième émetteur de ce type est obtenu par la formule suivante :

où

• DAS_m est la valeur du DAS qui est applicable au n-ième émetteur ou fréquence d’essai;
• DAS_limite est la restriction de base du DAS qui est applicable au n-ième émetteur ou fréquence d’essai;
• DPA_m est la valeur du DPA qui est applicable au m-ième émetteur ou fréquence d'essai;
• DPA_limite est la restriction de base pour le DPA qui est applicable au m-ième émetteur ou fréquence d'essai;
• DPsmc_m est la valeur DPsmc du m-ième émetteur;
• DPsmc_limite,m est le niveau de référence applicable au m-ième émetteur;
• f_m est la fréquence d’opération du m-ième émetteur;
• DPp_m est la densité de puissance du m-ième émetteur;
• DPp_limite,m est le niveau de référence de la densité de puissance du m-ième émetteur.

Lors de la prise en compte des contributions des émetteurs fonctionnant au-dessous de 10 MHz, il est nécessaire d'effectuer une évaluation par rapport aux niveaux de référence du DAS pour les champs E et/ou H incidents. Le rapport d'exposition correspondant est obtenu par la formule suivante :

où

• H_DAS,k est la valeur efficace (RMS) du champ H incident du k-ième émetteur, moyenné dans le temps conformément à une évaluation basée sur le DAS;
• H_NR-DAS,k est le niveau de référence basé sur le DAS pour le champ H incident qui est applicable au k-ième émetteur;
• f_k est la fréquence d’opération du k-ième émetteur;
• E_DAS,k est la valeur RMS du champ E incident du k-ième émetteur, moyenné dans le temps conformément à une évaluation basée sur le DAS;
• E_NR-DAS,k est le niveau de référence basé sur le DAS pour le champ E incident qui est applicable au k-ième émetteur;
• f_env est de 1,10 MHz lorsqu’il s’agit des limites pour un environnement non contrôlé et de 1,29 MHz quand il s’agit d’un environnement contrôlé, conformément au Code de sécurité 6 de Santé Canada.

La conformité aux limites d'exposition RF basées sur le DAS est démontrée si RET_DAS-DP ≤1.

Dans le contexte de la PRS-DPA, ISDE accepte la méthode de la FCC basée sur le ratio de séparation entre l’emplacement de la crête et le DAS (RSECD) pour déterminer la réduction du nombre d’essais de la transmission simultanée lorsque RET_DAS-DP >1.

où :

• DAS₁ et DAS₂ sont la valeur du DAS du 1^er et du 2^e émetteur respectivement;
• DAS_limite est la restriction de base qui est applicable;
• DPA₁ et DPA₂ sont les valeurs DPA du 1^er et du 2^e émetteur respectivement;
• DPA_limite est la limite de restriction de base applicable;
• Distance est la distance de séparation entre l'emplacement d'exposition maximale du 1^er et du 2^e émetteur, en mm.

Les essais de transmission simultanée peuvent être exemptés lorsque les émetteurs sont considérés comme séparés dans l'espace :

• RSECD ≤ 0,02 pour les conditions d'exposition de la tête, du cou et du tronc;
• RSECD ≤ 0,013 pour les conditions d'exposition des membres.

Pour appliquer le RSECD, ISDE note que la distance de séparation et la configuration de chaque émetteur individuel doivent être les mêmes. Cela peut signifier la prise de mesures supplémentaires du DAS sur des conditions d'essai qui sont normalement exemptées par les méthodes de réduction du nombre d’essais.

Toutes les autres situations où le RET dépasse l'unité doivent être signalées auprès d’ISDE. Des méthodes alternatives tenant compte des évaluations point par point peuvent être envisagées au cas par cas. Le RET doit être documenté dans le dossier technique sur l'exposition aux RF.

Il est également important d’être conforme aux limites d'exposition pour éviter la stimulation nerveuse. Cependant, l'évaluation est effectuée séparément et les taux d'exposition en résultant ne sont pas ajoutés au RET_DAS-DP.

En plus des exigences énoncées à la section 2.2 du CNR-102, le mémoire technique RF doit également comprendre les éléments suivants : 

• les calculs du budget d'incertitude tels que définis à la section 7.4,
• les valeurs de la vérification du système au-dessus de 6 GHz, et
• les valeurs de validation du système au-dessus de 6 GHz.

Les documents suivants ont été consultés lors de la préparation de cette procédure complémentaire : 

Samaras, T., Christ A., et Kuster, N. (2021). Compliance Assessment of the Epithelial or Absorbed Power Density Below 10 GHz Using SAR Measurement Systems Bioelectromagnetics, en ligne le 15 juin 2021.

International Electrotechnical Commission, Conversion Method of Specific Absorption Rate to Absorbed Power Density for the Assessment of Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields from Wireless Devices in Close Proximity to the Head and Body —  Frequency Range of 6 GHz to 10 GHz (ébauche)