Основные характеристики систем сотовой связи

Наименование системы, принцип передачи информации	Рабочий диапазон базовых станций, МГц	Рабочий диапазон мобильных аппаратов, МГц	Максимальная излучаемая мощность базовых станций, Вт	Максимальная излучаемая мощность мобильных аппаратов, Вт	Радиус покрытия единичной базовой станции, км
NMT450 (аналоговый)	463-467,5	453-457,5			1-40
AMPS (аналоговый)	869-894	824-849		0,6	2-20
DAMPS (IS – 136, цифровой)	869-894	824-849		0,2	0,5-20
CDMA (цифровой)	869-894	824-849		0,6	2-40
GSM – 900 (цифровой)	925-965	890-915		0,25	0,5-35
GSM– 1800 (цифровой)	1805-1880	1710-1785		0,125	0,5-35

Исходя из технологических требований построения системы сотовой связи, диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости рассчитана таким образом, что основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в довольно узком "луче" (рис. 9). Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны БС, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы.

 

Рис. 9. Распределение энергии излучения антенны БС

 

Максимальная излучаемая мощность антенн базовой станции (составляет 20-100 Вт) определяется нагрузкой, то есть наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и их желанием воспользоваться телефоном для разговора, что, в свою очередь, коренным образом зависит от времени суток, места расположения станции, дня недели и других факторов. В ночные часы загрузка станций практически равна нулю. Проведенными исследованиями установлено, что вблизи мест размещения базовых станций уровни ЭМП не превышают гигиенических нормативов.

Мобильные радиотелефоны

 

Мобильный радиотелефон (МРТ) представляет собой малогабаритный приемопередатчик. В зависимости от стандарта телефона, передача ведется в диапазоне частот 453 – 1785 МГц. Мощность излучения МРТ является величиной переменной, в значительной степени зависящей от состояния канала связи «мобильный радиотелефон – базовая станция», т. е. чем выше уровень сигнала БС в месте приема, тем меньше мощность излучения МРТ. Максимальная мощность находится в границах 0,125 – 1 Вт, однако в реальной обстановке она обычно не превышает 0,05 – 0,2 Вт.

Радарные установки

Радиолокационные и радарные установки имеют обычно антенны рефлекторного типа («тарелки») и излучают узконаправленный радиолуч. Радиолокационные системы работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц, однако, отдельные системы могут работать на частотах до 100 ГГц. Создаваемый ими ЭМ-сигнал принципиально отличается от излучения иных источников. Связано это с тем, что периодическое перемещение антенны в пространстве приводит к пространственной прерывистости облучения. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение.

Время наработки в различных режимах работы радиотехнических средств может исчисляться от нескольких часов до суток. Так у метеорологических радиолокаторов с временной прерывистостью 30 мин – излучение, 30 мин – пауза суммарная наработка не превышает 12 ч, в то время как радиолокационные станции аэропортов в большинстве случаев работают круглосуточно. Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости обычно составляет несколько градусов, а длительность облучения за период обзора составляет десятки миллисекунд.

Радары метрологические могут создавать на удалении 1 км плотность потока энергии ППЭ=100 Вт/м² за каждый цикл облучения. Радиолокационные станции аэропортов создают ППЭ=0,5 Вт/м² на расстоянии 60 м. Морское радиолокационное оборудование устанавливается на всех кораблях, обычно имеет мощность передатчика не превышающую 10 Вт/м², что на порядок меньше, чем у аэродромных радаров.

Сравнение уровней создаваемых радарами полей с другими источниками СВЧ - диапазона приведено на рис.10.

 

Рис.10. Уровни ЭМП радаров в сравнении с другими источниками СВЧ - диапазона

 

Возрастание мощности радиолокаторов различного назначения и использование остронаправленных антенн кругового обзора приводит к значительному увеличению интенсивности ЭМИ СВЧ-диапазона и создает на местности зоны большой протяженности с высокой плотностью потока энергии. Наиболее неблагоприятные условия отмечаются в жилых районах городов, в черте которых размещаются аэропорты.

Персональный компьютер

Компьютер как источник переменного электромагнитного поля

Основными составляющими частями персонального компьютера (ПК) являются: системный блок (процессор) и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые накопители, принтер, сканер, и т. п. Каждый персональный компьютер включает средство визуального отображения информации называемое по-разному – монитор, дисплей. Как правило, в его основе – устройство на основе электронно-лучевой трубки. ПК часто оснащают сетевыми фильтрами, источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют сложную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя (табл.8).

 

Таблица 8

ПК как источник ЭМП

Источник	Диапазон частот (первая гармоника)
Монитор
сетевой трансформатор блока питания	50 Гц
статический преобразователь напряжения в импульсном блоке питания	20 - 100 кГц
блок кадровой развертки и синхронизации	48 - 160 Гц
блок строчной развертки и синхронизации	15 110 кГц
ускоряющее анодное напряжение монитора (только для мониторов с ЭЛТ)	0 Гц (электростатика)
Системный блок (процессор)	50 Гц - 1000 МГц
Устройства ввода/вывода информации	0 Гц, 50 Гц
Источники бесперебойного питания	0 Гц, 20 - 100 кГц

 

Дисплеи с электронно – лучевыми трубками (ЭЛТ) являются потенциальными источниками мягкого рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного, видимого, радиочастотного, сверх- и низкочастотного ЭМИ. Источниками ЭМИ радиочастотного и низкочастотного диапазонов могут являться система горизонтального отклонения луча ЭЛТ дисплея, работающего на частотах 15-53 кГц, блок модуляции луча ЭЛТ – 5-10МГц, система вертикального отклонения и модуляции луча ЭЛТ – 50-81 Гц.

Излучательные характеристики монитора:

· электромагнитное поле монитора в диапазоне частот 20 Гц - 1000 МГц;

· статический электрический заряд на экране монитора;

· ультрафиолетовое излучение в диапазоне 200 - 400 нм;

· инфракрасное излучение в диапазоне 1050 нм - 1 мм;

· рентгеновское излучение > 1,2 кэВ.

Рис.11. Спектральная характеристика излучения монитора в диапазоне 10 Гц–400 кГц

 

Электромагнитное поле, создаваемое персональным компьютером, имеет сложный спектральный состав в диапазоне частот от 0 Гц до 1000 МГц. Электромагнитное поле имеет электрическую (Е) и магнитную (Н) составляющие, причем взаимосвязь их достаточно сложна, поэтому оценка Е и Н производится раздельно. Пример спектральной характеристики ПК в диапазоне 10 Гц - 400 кГц приведен на рис.11.

В 1998 году Северо-западным научным центром гигиены и общественного здоровья Министерства Здравоохранения выполнена работа по контролю соответствия уровней ЭМП на рабочем месте пользователя требованиям гигиенических норм РФ. Данные о зафиксированных значениях поля при обследовании более 120 рабочих мест пользователей ПК приведены в табл. 9.

 

Таблица 9