Лекции по экологии
.pdf
безопасности и, как правило, не желательны для рассматриваемой телекоммуникационной технологии.
Будем считать, что осуществляется конструктивное проектирование, то есть ставится задача разместить излучающий объект на данной площадке, в отличие от деструктивного подхода, когда анализ электромагнитной обстановки приводит к необходимости не размещать излучающий объект либо его выносить с данной площадки.
1. Определим проектирование как суперлокальное (или сингулярное), если речь идет об одном излучающем техническом средстве, то есть имеет место изолированное воздействие. Рассмотрим три случая направленности антенн в горизонтальной плоскости – антенна обладает ненаправленной характеристикой излучения, характеристикой с ярко выраженной направленностью и слабонаправленной характеристикой с заданной неравномерностью.
Для случая ненаправленного излучения алгоритм обеспечения электромагнитной безопасности прост и заключается в увеличении расстояния до предельно возможных на технической территории или выделенной площадки. На рисунке 3 показано, как изменением расстояния путем переноса в пределах технической территории из точки 1 в точку 2 антенны с ненаправленной характеристикой на селитебной территории обеспечена безопасная электромагнитная обстановка.
Сечение поверхности
Е = ЕПДУ = const
Селитебная
территория
1
2
Техническая
территория
Рисунок 3 - Пример переноса антенны с ненаправленной ХН
На рисунке 4 дан перенос антенны с ярко выраженной направленностью излучения из точки 1 в точку 2 для нормализации электромагнитной обстановки на селитебной территории.
152
Направление
максимального
излучения
Сечение поверхности
Е = ЕПДУ = const
Техническая территория
2
1
Селитебная территория
Рисунок 4 - Перенос антенны с выраженной направленностью
Слабонаправленная характеристика направленности с заданной неравномерностью как по уровням, так и по угловым координатам позволяет производить оптимизацию электромагнитной обстановки путем поворота антенны вокруг фазового центра. При этом, естественно, что провалы в распределениях поля следует ориентировать на проблемные с точки зрения электромагнитной безопасности направления.
2. Локальное (или мультиплетное) проектирование – это проектирование комплексов технических средств, в состав которых могут входить самые разнообразные излучающие средства, реализующие различные теле коммуникационные технологии. В этом случае может иметь место сочетанное или смешанное воздействие с соответствующими критериями оценки электромагнитной обстановки (таблица 1).
Можно выделить несколько характерных случаев подбора технических средств в комплексах при локальном проектировании. Один из них – это излучающий объект, состоящий только из технических средств ВЧ диапазона. Напомним, что для таких объектов характерна горизонтальная топология и количество работающих антенн может достигать нескольких десятков. Существенная для обсуждаемой проблемы особенность антенн этого диапазона
– сравнительно слабая направленность излучения в горизонтальной плоскости и сравнительно большая протяженность санитарных зон (до 1000 метров и более в зависимости от излучаемой мощности). Ширина диаграмм направленности от 30…400 и до круговых. На рисунке 5 приведены характерные распределения поля для подобных комплексов. Лепестки распределений поля связаны с диаграммами направленности в горизонтальной плоскости отдельных антенн.
153
Рисунок 5 - Характерные для комплексов ВЧ диапазона распределения поля.
Аналогичные по конфигурации распределения поля имеют комплексы технических средств ОВЧ и УВЧ диапазонов, однако, протяженность санитарных зон редко превышает 200...300 метров.
Другим весьма распространенным случаем является размещение на одной площадке технических средств различных частотных диапазонов и различных телекоммуникационных технологий. Речь идет об уже описанных выше комплексах технических средств ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонов, которые размещаются на удобных с точки зрения массового обслуживания местах. Для распределений поля от таких комплексов характерно резкая неравномерность уровней, которая в основном определяется излучением высоконаправленных антенн СВЧ диапазона (рисунок 6).
Рисунок 6 - Характерные для комплексов ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонов распределения поля
154
Одним из основных методов оптимизации топологии объекта при локальном проектировании является декомпозиция объекта с оценкой вкладов в общую электромагнитную обстановку отдельных антенн, что позволяет определить проблемные технические средства и перейти к оптимизации топологии комплекса.
3. В последнее время все чаще стали возникать проблемы с размещением излучающих технических средств в масштабах района или города. Определим такое проектирование как субглобальное.
На рисунке 7 приведен пример концентрации излучающих технических средств в одном из районов г. Самары. Кроме выделенных транкинговых систем и радиовещательной станции, в этом районе находятся телецентр, на двух башнях которого размещено более тридцати антенн, и высотное здание, на крыше которого находится порядка двадцати антенн. Общая электромагнитная обстановка усугубляется электромагнитным полем, создаваемым линией электропередач (ЛЭП). Отметим, что все изображенные излучающие объекты расположены на селитебной территории.
ул. Советской Армии |
Телецентр |
Транкинг СБ РФ |
|
Радиовещательная
станция
Московское шоссе
Высотное |
ЛЭП |
|
|
здание |
Рекреационная зона - парк |
|
Транкинг СМУ
Рисунок 7 - Зонная картина электромагнитной обстановки в одном из районов г. Самары
Как правило, такое расположение излучающих технических средств и
комплексов сопровождается зонной картиной электромагнитной обстановки – санитарные зоны каждого объекта не пересекаются между собой. Однако, каждое техническое средство вносит свой вклад в общую картину электромагнитной обстановки района.
Отметим, что в настоящее время практически нигде в России не
проводится электромагнитный мониторинг и координация размещения технических средств в масштабах района и тем более города. Все ограничивается контролем санитарных зон отдельных объектов. Однако эта проблема с каждым годом становится все более актуальной.
155
Комплексный анализ электромагнитной обстановки и проектирование топологии размещения не отдельных технических средств, а комплексов в масштабах города может решаться после разработки соответствующей концепции и принципов обеспечения электромагнитной безопасности и координации работ как различных ведомств, так и отдельных операторов и владельцев технических средств.
Для обеспечения электромагнитной безопасности в зданиях прилегающей застройки, необходимо предусмотреть возможность проектировщику оптимизировать и управлять электромагнитной обстановкой в вертикальных разрезах объемной картины распределения поля. На рисунке 8 показано, как, увеличив высоту подвеса антенн (или антенны, вносящей определяющий вклад в электромагнитную обстановку) над землей с h1 до h2, можно нормализовать электромагнитную обстановку в зданиях прилегающей застройки или, другими словами, оптимизировать зоны ограничения застройки.
Сечение поверхности
КБ = 1 = const для высоты подвеса антенн h2 h1
Сечение поверхности
КБ = 1 = const для высоты подвеса антенн h1
Рисунок 8 - Пример оптимизации зон ограничения застройки изменением высоты подвеса антенн
Выводы:
1. Комплексы технических средств, в состав которых входят технические средства ВЧ диапазона, самые проблемные как при проектировании, так и при электромагнитном прогнозировании.
2.Технические средства телевидения, ОВЧ ЧМ радиовещания, базовые станции систем сотовой и ведомственной (транкинговой) связи, технические средства радиорелейных систем передачи прямой видимости - это комплексы УВЧ, ОВЧ и СВЧ диапазонов, непосредственно размещаемые на селитебных территориях.
3.Важнейшим элементом обеспечения электромагнитной безопасности является критерий оценки электромагнитной обстановки. В настоящее время эти критерии для технических средств телекоммуникаций устанавливаются государственными нормативными документами в зависимости только от характера воздействия электромагнитных полей.
4. Одним из основных методов оптимизации топологии объекта при локальном проектировании является декомпозиция объекта с оценкой вкладов
156
в общую электромагнитную обстановку отдельных антенн, что позволяет определить проблемные технические средства и перейти к оптимизации топологии комплекса.
Вопросы для самоконтроля
1.Характеристика комплексов излучающих технических средств телекоммуникаций.
2.Виды топологии комплексов излучающих технических средств.
3.Управляемые параметры электромагнитной безопасности комплексов технических средств.
4.Санитарные зоны излучающих объектов.
5.Санитарный паспорт радиотехнического объекта.
6.Критерии оценки безопасности комплексов излучающих технических средств.
7.Принципы проектирования топологии излучающих объектов с учетом электромагнитной безопасности.
157