не будет приближаться жилая застройка. До сих пор эта задача решалась "наоборот" - радиопередающие станции звукового и телевизионного вещания размещались именно в районах жилой застройки. Так поступали в Киеве, Тбилиси, Сухуми, Сочи, Минске и во многих других городах, хотя имелась полная возможность разместить передающую станцию в парковой зоне, на удаленной от районов массовой застройки территории. Важно не повторять этих ошибок в дальнейшем.

1.12. Оценка напряженности поля на обследуемой территории

Для оценки напряженности поля рекомендуют пользоваться различными методиками и расчетными формулами. Приводимые в литературе формулы, как правило, пригодны для расчёта напряжённости поля на больших расстояниях. Такова, например, формула Введенского:

где Р - мощность, излучаемая антенной, К- коэффициент усиления антенны, d - расстояние от антенны до рассматриваемой точки пространства, -длина волны, h1 - высота подъёма антенны, h2 - высота от поверхности земли, на которой определяют напряжённость поля.

Но эта формула справедлива в узком диапазоне расстояний и длин волн, для которого выполняется условие h1h2 d /18. Указывается, что эту формулу можно применять, в основном, в диапазонах МВ и ДМВ при соизмеримых значениях высот h1 и h2.

Предлагаются формулы, основанные на использовании экспериментально полученных коэффициентов. Одна из них такова :

где E0 - напряжённость поля, рассчитанная для распространения волн в свободном пространстве, F1 - коэффициент, учитывающий отражение волн от земли, F2 - коэффициент, учитывающий диаграмму направленности антенны в вертикальной плоскости, К - коэффициент, учитывающий отклонения диаграммы направленности в горизонтальной плоскости от окружности. Значения Е0 определяют из выражений [27]:

E0 = 7750 (PK)1/2/d для низко расположенных антенн,

E0 = 5790 (PK)1/2/d для высоко расположенных антенн.

Величины Р и К расшифрованы ранее, d - расстояние.

Для расстояний d1 5,1h1h2/ . F1=1,6, для расстояний d2 6h1h2/ . F1=1,0. В области от d1 до d2 коэффициент F1 изменяется по экспоненте от 1,6 до 1,0. Коэффициент F2 зависит от формы диаграммы направленности в вертикальной плоскости, высоты и расстояния. стояния.

Коэффициент К для ненаправленных в горизонтальной плоскости антенн принимают равным 1,4. Множитель F2 определяют по специальным формулам или по графикам, в которых учитываются относительная диэлектрическая проницаемость почвы и её электрическая проводимость в направлении распространения волны. В формулу добавляют коэффициент, учитывающий характер застройки. Для разных типов застроек его определяют экспериментально.

11

Несмотря на видимую строгость приведенных формул, определенная по этим формулам напряженность поля носит приближенный характер. Можно лишь говорить об установлении порядка значения напряженности поля. Между тем эти расчеты довольно трудоемки. Поэтому, по нашему мнению, более надежным способом определения напряженности поля являются измерения. При измерениях следует учитывать поляризацию волн, а также её изменение в результате отражений от местных предметов, в первую очередь зданий. Поэтому измерения следует проводить при различном положении антенны измерительного прибора.

2. Экспериментальная часть

Изучение ЭМП в городе. Для радиостанций – рассмотреть три основных радиовещательных диапазона: ДВ, СВ и КВ. Расчет происходит при нажатии кнопки «Рассчитать». При построении графиков – для смены координатных осей необходимо нажать «1» либо «2» (В случае дробных чисел запятую следует вводить символом «,» а не точкой). При очень малых значениях аргумента рекомендуется нормировать все эти значения (т.е. умножать на 10, 100, 1000 и т.д.) для корректного отображения графика.

Для телестанций рассматривается два основных диапазона: метровые волны (или очень высокие частоты) и дециметровые волны (ультра ВЧ). В первом случае нас будут интересовать амплитуды векторов напряженности Е и Н, а для второго диапазона (3003000 МГц) в нашей стране принято рассматривать ППЭ.

Приложение.

Коэффициент усиления передающей антенны базовой станции.

Если паспортные данные изготовителя на антенну отсутствуют, то коэффициент усиления антенны земной станции на прием и на передачу можно оценить по известной формуле:

G = 20,4 + 20lgD + 20lgF+ 10lg η , [дБ]

D - диаметр зеркала антенны, м (или максимальный размер антенны – для других типов);

F - рабочая частота, ГГц;

η - коэффициент использования поверхности антенны (например для двухзеркальной параболической антенны типичное значение 0,6 - 0,7).

DECT - система беспроводной учрежденческой связи

Базовые станции - определяют зону обслуживания и емкость системы. Количество необходимых базовых станций зависит от размеров площади, которая должна обслуживаться, и от интенсивности трафика. Размеры зоны обслуживания

12

каждой базовой станции зависят от того, где она размещена. Типовые значения - 30-60 метров в помещении и порядка 350-400 метров для открытого пространства.

Подобные сети абонентского доступа наиболее эффективны в городах, однако они могут применяться и в сельской местности, особенно там, где концентрация абонентов достаточно высока (например, в коттеджных поселках). Полоса частот

1880—1900 МГц.

В соответствии с Решениями ГКРЧ (Государственной комиссии по радиочастотам), определяющими мощность передатчиков базовых и абонентских станций, коэффициент усиления антенн и радиус обслуживания, оборудование стандарта DECT можно условно разделить на две категории:

«малый» DECT — системы с использованием антенн базовых блоков с коэффициентом усиления до 3 дБ и радиусом зоны обслуживания до 200 м;

«большой» DECT — с использованием антенн базовых блоков с таким коэффициентом усиления, который позволит обеспечить зону обслуживания радиусом до 5 км.

Используемые в настоящее время антенны базовых блоков «большого» DECT имеют коэффициент усиления до 14-17 дБ.

Наименование стандарта /Диапазон рабочих частот БС / Максимальная излучаемая мощность БС/ Радиус «соты»:

NMT-450 Аналоговый 463 – 467,5 МГц/ 100 Вт/ 1 – 40 км AMPS, Аналоговый 869 – 894 МГц/ 100 Вт/ 2 – 20 км

D-AMPS (IS-136), Цифровой 869 – 894 МГц/ 50 Вт/ 0,5 – 20 км CDMA, Цифровой 869 – 894 МГц/ 100 Вт /2 – 40 км

GSM-900, Цифровой 925 – 965 МГц/ 40 Вт /0,5 – 35 км GSM-1800 (DCS), Цифровой 1805 – 1880 МГц /20 Вт /0,5 – 35 км

Для увеличения дальности действия базовых станций применяются направленные антенны с различными коэффициентами усиления.

Выбор типа антенн для базовых станций определен из соображений обеспечения необходимой зоны обслуживания и требуемого коэффициента усиления в условиях интенсивного воздействия помех.

Чтобы обладать большим коэффициентом усиления, при равномерном излучении в горизонтальной плоскости, антенна БС должна иметь узкую диаграмму направленности в вертикальной плоскости. Это достигается применением антенных решеток (АР), состоящих из нескольких коллинеарно расположенных излучателей, объединенных общей схемой питания. Схема питания может быть последовательной или параллельной.

Эффективность антенной системы существенно зависит от ориентации максимума излучения в вертикальной плоскости. При синфазном питании элементов решетки максимум диаграммы направленности ориентирован вдоль горизонта. Наличие фазовых ошибок приводит к расширению сектора излучения в вертикальной плоскости, смещению максимума излучения выше или ниже линии

13

горизонта. Особенно критичны, к такого рода явлениям, антенные решетки с последовательной схемой питания, у которых синфазность элементов ограничена узкой полосой частот. Эти антенны требуют тщательной настройки в заводских условиях. Настройка антенн в диапазоне частоте по прилагаемой схеме в лучшем случае обеспечит приемлемый уровень КСВ, а не заявленный коэффициент усиления. Антенные решетки с параллельной схемой питания в этом смысле, значительнее широкополоснее. Их диапазонные свойства ограничивают другие факторы такие, как широкополосность самих излучателей и расстояние между ними.

ПРИМЕРЫ КОЭФФИЦИЕНТОВ УСИЛЕНИЯ (для других стандартов сотовой связи):

18 дБ – GSM

6-13 дБ - для направленных антенн диапазонов 800 и 900 МГц.

G(дБ)= 20*lg(G)

Таким образом, в данной лабораторной работе Кус передающей антенны меняется в интервале от 2 до 10.

4.Содержание отчета.

Отчет должен содержать:

1.Название и цель работы;

2.Вычисленные значения параметров ЭМП;

3.Графические зависимости;

4.Основные мероприятия по борьбе с ЭМП в условиях мегаполиса;

5.Основные графические зависимости;.

6.Выводы.

5. Контрольные вопросы

1.Каково влияние электромагнитных полей на здоровье человека ?

2.Какие наиболее распространенные жалобы населения на ухудшение состояния здоровья от действия ЭМП ?

3.Дайте классификацию источников ЭМП в диапазоне частот 3 КГц-300 ГГц.

4.Приведите усреднённые значения величин ЭМП от различных радиоисточников на территории жилой застройки;

5.Приведете нормы допустимого ЭМИ в диапазоне частот 30 КГц - 300 МГц

.

6.Приведете нормы допустимого ЭМИ в диапазоне частот 300 МГц - 300

ГГц .

7.Каковы основные способы снижения электромагнитной нагрузки на человека ?

8.Дайте международную классификацию электромагнитных волн по

частотам.

Литеретура

1..Павлов А.Н. Электромагнитные поля и жизнедеятельность. М. “МНЭПУ”.

1998г.

14

2."Санитарные нормы дифференцированных по частоте предельно допустимых уровней для населения электромагнитного поля (ОВЧ диапазона волн), создаваемых телевизионными станциями" (СанПиН 42-128-4262-87).

3.ГОСТ 12.1.006-84*. ССБТ. "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля".

5. ГОСТ 12.1.002-84 Система стандартов безопасности труда. Электрические поля промышленной частоты (50 Гц). Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах.

6 Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона. СанПиН № 2.2.4./2.1.8.055-96.

15