Elektromagnetische Felder mit möglichst genau bekannter Feldstärke werden in der PTB als Vorgabewert zur Kalibrierung von kleinen, meist portablen HF-Feldstärkemessgeräten (sogenannte "Strahlungsmonitoren") benötigt. Diese Felder lassen sich naturgemäß nicht als verkörperte Normale bewahren, stattdessen muss man diese physikalischen Größen bei Bedarf in einer "Normalmesseinrichtung" jederzeit erzeugen ("darstellen") können. Dafür kommen nur Verfahren in Betracht, bei denen die Feldstärke von den physikalischen Grundeinheiten abgeleitet ("rückgeführt") ist. Dabei setzt man voraus, dass sämtliche relevanten Komponenten der Apparatur kalibriert und damit bereits rückgeführt sind und dass die Feldgröße ausschließlich an Hand dieser Daten sowie aus den physikalischen Gesetzen abgeleitet wird - im hier interessierenden Frequenz- und Feldstärkebereich sehen wir die klassische Elektrodynamik (Siehe auch Jackson, John David) bzw. die "Maxwellschen Gleichungen" dafür als gültig an.

Insbesondere für die magnetische Feldstärke (H, gemessen in A/m) erscheint eine solche Rückführung zunächst einfach, da als Grundgrößen lediglich Länge (Meter) und Stromstärke (Ampere) auftreten. In der Praxis erfordert die Darstellung aller relevanten HF-Feldgrößen - elektrische (E) und magnetische Feldstärke (H) bzw. Energiestromdichte (S) - jedoch eine Vielzahl von Zwischenschritten und führt über speziell für die HF-Technik geeignete Messgrößen. Die Arbeitsgruppe 2.21 verwendet zur Darstellung der Felder daher nur Verfahren, die auf HF-Wirkleistung, Streuparametern (Siehe auch Michel, Hans J.) sowie gegebenenfalls mechanischen Dimensionen basieren. Für diese Größen stehen HF-Messgeräte (Leistungsmesser, Vektor-Netzwerkanalysatoren) zur Verfügung, die eine geringe Messunsicherheit aufweisen und mittels Kalibrierung auf die entsprechenden Normale der Arbeitsgruppe 2.22 Hochfrequenzmesstechnik rückgeführt sind.

Die erzeugten Felder müssen für die Kalibrierung bestimmte, gut definierte und reproduzierbare Eigenschaften aufweisen:

• Der Energietransport erfolgt nur in einer Richtung als linear polarisierte transversal-elektromagnetische Welle (sogenannte "TEM"-Welle).
  
• Dabei sind die Fernfeldbedingungen erfüllt, d.h.
  
  • elektrisches und magnetisches Feld sind gleichzeitig vorhanden,
    
  • die Feldvektoren stehen aufeinander sowie auf der Ausbreitungsrichtung senkrecht und oszillieren in Phase,
    
  • ihre Amplituden stehen in einem festen Verhältnis (E/H~377 Ω).
    

Je nach Frequenz bzw. Wellenlänge weisen die elektromagnetischen Wellen und die technischen Einrichtungen unterschiedliche Eigenschaften auf. Insbesondere bei niedrigen Frequenzen sind Sendeantennen relativ groß, und die Wirksamkeit von Absorberkabinen ist nur mäßig. Die Bestimmung des Antennen-Gewinnfaktors ist problematisch, außerdem überlagern Rest-Reflexionen von den Kabinenwänden das berechnete Feld und erhöhen so die Gesamt-Unsicherheit noch zusätzlich. In diesem Bereich verwendet man daher stattdessen sog. "TEM-Wellenleiter", deren inneres Volumen jedoch begrenzt ist. Bei höheren Frequenzen sind die Kabinen-Absorber zunehmend wirksam, und der Gewinnfaktor von Hornantennen ist mit geringer Unsicherheit bestimmbar. Zur Kalibrierung von Strahlungsmonitoren ist es daher zweckmäßig, den Frequenzbereich bei ca. 1 GHz zu unterteilen, wobei die Arbeitsgruppe 2.21 im unteren Bereich geführte Wellen in speziellen "TEM"- bzw. "GTEM"-Zellen erzeugt und bei höheren Frequenzen die Strahlungsfelder von Hornantennen in Absorberräumen verwendet.

Die in der PTB angewendeten Verfahren basieren auf den in der Richtlinie VDI/VDE/DGQ/DKD 2622 Blatt 10: "Kalibieren von Messmitteln für elektrische Größen - Hochfrequenz-Feldstärke-Messgeräte" (Siehe auch VDI-Richtlinie) beschriebenen allgemeinen Regeln. Die PTB-Strahlungsmonitor-Kalibrierung liefert einen Korrekturfaktor, der sich als Verhältnis aus dem vorgegebenen Effektivwert der Feldgröße und dem Anzeigewert des Gerätes ergibt. Der Vorgabewert und damit auch das Kalibrierergebnis beziehen sich auf das "Leerfeld" - also auf die Feldgröße, die ohne den Strahlungsmonitor im ungestörten Feld vorhanden wäre. Der Anwender kann die PTB-Kalibrierdaten direkt bei seinen Messungen nutzen: Der beste Schätzwert für die Leerfeld-Messgröße ergibt sich, indem er einfach den Anzeigewert seines Gerätes mit dem Korrekturfaktor multipliziert. Dabei müssen die Messbedingungen (Frequenz, Orientierung usw.) jedoch den Kalibrierbedingungen entsprechen (Siehe auch Messtechnische Eigenschaften von HF-Strahlungsmonitoren). Es ist daher sehr wichtig, dass der Auftraggeber vorab die technischen Details der Kalibrieraufgabe gemäß seinen Anforderungen mit der PTB abstimmt (Siehe auch Auftragsabwicklung).

 Folgende Apparaturen stehen in der PTB zur Verfügung:

-	"GTEM"-Zelle
	erzeugt Felder zur Exposition von kompletten Strahlungsmonitoren aus beliebigen Richtungen. Diese Apparatur ist keine Normalmesseinrichtung, denn die Rückführung basiert auf der Einstellung der elektrischen Feldstärke mittels eines Transfer-Feldstärkemessgerätes, das zuvor in der "Mikro-TEM-Zelle" kalibriert wurde.
	Kurzdaten	Frequenzbereich:	1 MHz bis 1000 MHz
		Septumhöhe:	1500 mm
		Max. erreichbare elektrische Feldstärke:	150 V/m (1 MHz bis 200 MHz) 80 V/m (200 MHz bis 400 MHz) 50 V/m (400 MHz bis 1000 MHz)
		Unsicherheit der elektrischen Feldstärke des Leerfeldes:	1,2 dB (k=2)

-	Temperaturstabilisierte Normalmesseinrichtung mit "Mikro-TEM-Zelle"
	Eine TEM-Zelle ist eine aufgeweitete Koaxialleitung, sie ist seit langem bekannt (zahlreiche Literatur, z.B. [Crawford], [Kanda, Orr], [Neibig]) und erzeugt berechenbare TEM-Felder. Die in der PTB verwendete sehr kleine Bauform
	ist ebenfalls detailliert untersucht [Schrader, Elsner, Münter, Spitzer, Glimm] und bis über 1,1 GHz frei von Hohlleiterwellen, wegen des geringen verfügbaren Volumens jedoch beschränkt auf die Kalibrierung von speziellen Transfer-Feldstärkemessgeräten mit Miniatur-Sensoren [Münter, Pape, Glimm]. Diese Geräte dienen danach zur Einstellung der Feldstärke in anderen, größeren Feldgeneratoren wie GTEM-Zellen oder Antennen-Strahlungsfeldern ("Weitergabe"), wodurch diese Einrichtungen dann ebenfalls rückgeführt sind. Die Eigenschaften der Transfer-Sensoren (Detektorkennlinie, Frequenzgang, Temperatureinfluss) werden für jedes Exemplar individuell gemessen. Da eine solche vollständige Kalibrierung wegen des mehrfachen Temperaturausgleichs mehr als 24 h dauert, erfolgen die Messungen komplett rechnergesteuert.
	Kurzdaten	Frequenzbereich:	1 MHz bis 1100 MHz
		Septumabstand:	34,25 mm
		Max. erreichbare elektrische Feldstärke:	150 V/m
		Temperaturbereich:	16 °C bis 30 °C
		Rel. Unsicherheit der elektrischen Feldstärke des Leerfeldes:	0,25 dB (k=2)