一、概述
工業、科學和醫療(ISM,industrial, scientific and medical)的應用是由國際電聯(ITU-R)所提出并規范的。工業、科學和醫療(ISM)的應用與無線通信系統的應用不同,它通常局限于相對小的應用范圍(短距離),且射頻功率相對較小(微功率),但其應用的系統或設備的種類較多。
1、定義
在ITU-R發布的《無線電規則》中給出了“(射頻能量的)工業、科學和醫療(ISM)應用”的定義,即:能在局部范圍內產生射頻能量并利用這種能量為工業、科學、醫療、民用或類似領域提供服務的設備或器械的運用,但不包括電信領域內的運用。
在我國國家標準GB/T 13622-2012《無線電管理術語》及《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》中,依照ITU-R的《無線電規則》都給出了相同的定義。
2、免許可
根據ITU-R的相關要求,ISM應用的射頻頻段是無需授權許可(Free License)的使用,即不需要到國家無線電管理部門申請使用許可。
但是,免許可,并非免管理的。根據ITU-R的《無線電規則》的規定,有些頻段須經有關部門與那些無線電通信業務可能受到影響的主管部門達成協議后給予特別批準(具體見下述)。同時,ISM應用的射頻頻段需要遵守相應頻段的無線特性技術要求與輻射限值要求的,以避免對相同頻段的其它業務造成干擾。
二、ISM應用的頻段
1、《無線電規則》規定的ISM頻段
在ITU-R的《無線電規則》中,對于指定給工業、科學和醫療(ISM)應用使用的頻段分為兩類:即分別為符合《無線電規則》腳注編號5.138和5.150要求的兩類頻段,匯總于下表2-1中,表中包括頻段、中心頻率、腳注編號及腳注要求等,共計12段頻段。
表2-1:工業、科學和醫療(ISM)使用的頻段
在表中,對于腳注編號5.150要求的頻段,有許多是與陸地移動業務(如數字蜂窩移動通信無線接入網、無線局域網等)所用頻段相重疊的,因此,在這些頻段內工作的無線電通信業務必須承受由于這些ISM應用可能產生的有害干擾。同時要求在這些頻段內操作的ISM設備應遵守《無線電規則》第15.13款的規定。《無線電規則》第15.13款的規定是:各主管部門應該采取一切切實可行和必要的步驟以保證使工業、科學和醫療(ISM)所用設備的輻射最小,并保證在指定由這些設備使用的頻段之外,這些設備的輻射電平不會對按照本規則條款應用的無線電通信業務,特別是無線電導航或任何其它安全業務造成有害干擾(關于安全業務在我國國家標準GB 4824的附錄中有專門的列表,見下述)。
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2、我國規定的ISM頻段
我國無線電管理部門,依照ITU-R的《無線電規則》制定并發布了《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》,在該劃分規定中,對于我國ISM頻段的劃分指定,是與《無線電規則》完全相同的,即規定要求同表2-1。但實際上有些頻段我國從未使用過的。
欲詳細了解《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》具體內容的請進入。
三、ISM頻段的限值要求
1、關于WRC的63號決議
在1979年的ITU的世界無線電大會(WRC-79)上形成的《保護無線電通信業務免受工業、科學和醫療(ISM)設備的輻射干擾》的63號決議,決議要求ITU-R與CISPR合作提出ISM射頻設備在頻帶內和頻帶外的限值。在2007年ITU的世界無線電大會(WRC-07)上,對63號決議進行了修訂,決議仍然要求:為了保證無線電通信業務受到充分的保護,需要就《無線電規則》中指定給ISM設備使用的頻段內及這些頻段外ISM設備的輻射限值進行研究,請ITU-R為保證無線電通信業務受到充分的保護,繼續與CISPR合作,就《無線電規則》指定給ISM設備的頻段內和這些頻段外的ISM設備的輻射進行研究;應優先完成可允許CISPR在CISPR第11號出版物中確定《無線電規則》指定用于ISM設備的所有頻段內的輻射限值研究。
2、關于ITU-R的SM.1056建議書
實際上,在2007年4月ITU-R就發布了ITU-R建議書SM.1056-1《來自工業、科學和醫學(ISM)設備的輻射限制》,該建議書建議:主管部門可使用最新版的CISPR第11號出版物,包括其修正,作為ISM裝置測量限值和方法的應用指南,為無線電通信提供保護;應繼續與CISPR合作,以確保無線電通信的需求得到全面考慮。同時該建議書給出了在不同國家不同地點展開的ISM設備在其指定頻段內產生的輻射電平的一些測量工作的調查結果,如下表3-2所示。
表3-2:國際電聯指定的ISM頻段內ISM設備測出的場強電平范圍
在2019年,無線電通信第1研究組根據ITU-R第1號決議,對本建議書僅進行了編輯性修改。說明是繼續與CISPR合作,以確保無線電通信的需求得到全面考慮。
3、CISPR第11號出版物
CISPR第11號出版物《工業、科學和醫學設備 射頻騷擾特性 限值和測量方法》是IEC的無線電干擾委員會(CISPR)專門對ISM設備的騷擾限值及測量方法提出了要求。其11號出版物在不斷修訂出版新的版本,目前CISPR第11號出版物已有2016年版本。
4、關于我國GB 4828
我國現行的國家強制性標準GB 4824-2013《工業、科學和醫學設備 射頻騷擾特性 限值和測量方法》等同采用(IDT)了2010年版的CISPR第11號出版物,并結合我國的具體情況,對ISM設備的騷擾限值提出了要求,適用于0~400GHz范圍內的ISM電氣設備以及設計用于產生和/或使用局部射頻能量的家用及類似器具。在該標準中給出了ISM設備的分組與分類,然后分別給出了其電磁騷擾限值。若要詳細了解GB 4824-2013具體內容的請查閱下附件。
附件:GB 4824-2013《工業、科學和醫學設備 射頻騷擾特性 限值和測量方法》
四、與ISM頻段共頻應用設備的無線特性要求
根據上述的ISM頻段,其中2 400~2 500MHz和5 725~5 875MHz也被應用于微功率短距離設備和無線接入網系統設備。依據ITU-R《無線電規則》第15.13款的規定,我國無線電管理部門專門制定發布了這兩種應用系統設備的相關無線特性要求,即《中華人民共和國工業和信息化部公告》(2019年第52號)和《關于加強和規范2400MHz、5100MHz和5800MHz頻段無線電管理有關事宜的通知》(工信部無[2021] 129號)。
欲詳細了解這兩項規定具體內容的請進入:微功率短距離設備;無線接入網系統設備
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