1

1

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Zagadnienia związane z ochroną

Zagadnienia związane z ochroną

przed narażeniami elektromagnetycznymi

przed narażeniami elektromagnetycznymi

w Programie Wieloletnim

w Programie Wieloletnim

"Rozwój telekomunikacji i poczty w dobie

"Rozwój telekomunikacji i poczty w dobie

społeczeństwa informacyjnego"

społeczeństwa informacyjnego"

2

2

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Ochrona przed narażeniami elektromagnetycznymi wynikającymi z

Ochrona przed narażeniami elektromagnetycznymi wynikającymi z

rozwoju telekomunikacji współczesnej i telekomunikacji nowych

rozwoju telekomunikacji współczesnej i telekomunikacji nowych

generacji – pomiary anten radiokomunikacyjnych i pól

generacji – pomiary anten radiokomunikacyjnych i pól

elektromagnetycznych

elektromagnetycznych

Autorzy:

Autorzy:



Instytut Łączności

Instytut Łączności

Państwowy Instytut Badawczy

Państwowy Instytut Badawczy

Zakład Kompatybilności Elektromagnetycznej:

Zakład Kompatybilności Elektromagnetycznej:

1.

1.

mgr Marta Macher

mgr Marta Macher

2.

2.

mgr inż. Piotr Tyrawa

mgr inż. Piotr Tyrawa

3.

3.

mgr inż. Marek Kałuski – kierownik pracy

mgr inż. Marek Kałuski – kierownik pracy



Politechnika Wrocławska

Politechnika Wrocławska

Instytut Telekomunikacji i Akustyki:

Instytut Telekomunikacji i Akustyki:

1.

1.

dr inż. Paweł Bieńkowski

dr inż. Paweł Bieńkowski

2.

2.

dr hab. inż. Eugeniusz Grudziński

dr hab. inż. Eugeniusz Grudziński

3

3

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Cel pracy:

Cel pracy:

Popularyzacja w społeczeństwie
zagadnień związanych z ochroną
środowiska przed
elektromagnetycznym
promieniowaniem niejonizującym
i wsparcie administracji państwowej

4

4

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Zagadnienia:

Zagadnienia:



Przegląd aktualnych przepisów polskich i unijnych w

Przegląd aktualnych przepisów polskich i unijnych w

zakresie narażeń elektromagnetycznych

zakresie narażeń elektromagnetycznych



Przegląd systemów radiokomunikacyjnych pod kątem ich

Przegląd systemów radiokomunikacyjnych pod kątem ich

wpływu na bezpieczeństwo pracy w polach i ochronę

wpływu na bezpieczeństwo pracy w polach i ochronę

środowiska

środowiska



Przegląd norm dotyczących wybranych systemów

Przegląd norm dotyczących wybranych systemów

radiokomunikacyjnych

radiokomunikacyjnych



Założenia projektowe do nowych stanowisk pomiarowych

Założenia projektowe do nowych stanowisk pomiarowych



Procedury pomiarowe

Procedury pomiarowe



Wdrożenie i przygotowanie akredytacji w laboratorium

Wdrożenie i przygotowanie akredytacji w laboratorium



Opracowanie koncepcji i założeń do przystosowania

Opracowanie koncepcji i założeń do przystosowania

oprogramowania dla e-administracji

oprogramowania dla e-administracji



Analiza i wybór modeli polowych dla modułów

Analiza i wybór modeli polowych dla modułów

obliczeniowych do odwzorowywania charakterystyk

obliczeniowych do odwzorowywania charakterystyk

promieniowania jednostek antenowych i ich testowanie

promieniowania jednostek antenowych i ich testowanie



Przykładowy moduł do odwzorowania charakterystyk

Przykładowy moduł do odwzorowania charakterystyk

promieniowania anten.

promieniowania anten.



Koncepcja wykorzystania w Polsce europejskich norm

Koncepcja wykorzystania w Polsce europejskich norm

oceny zgodności instalacji radiokomunikacyjnych

oceny zgodności instalacji radiokomunikacyjnych

5

5

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Zagadnienia cd.:

Zagadnienia cd.:



Przegląd metodyk i aparatury stosowanej w kraju i w Unii

Przegląd metodyk i aparatury stosowanej w kraju i w Unii

Europejskiej do pomiarów natężenia pola dla celów

Europejskiej do pomiarów natężenia pola dla celów

ochrony przed promieniowaniem elektromagnetycznym

ochrony przed promieniowaniem elektromagnetycznym

wraz z zaleceniami

wraz z zaleceniami



Raport z monitoringu środowiska elektromagnetycznego, w

Raport z monitoringu środowiska elektromagnetycznego, w

szczególności z pomiarów pól EM dla obszarów o różnym

szczególności z pomiarów pól EM dla obszarów o różnym

poziomie nasycenia infrastrukturą radiokomunikacyjną

poziomie nasycenia infrastrukturą radiokomunikacyjną

oraz obserwacji metrologicznej aktywności stacji bazowych

oraz obserwacji metrologicznej aktywności stacji bazowych

dla różnych systemów radiokomunikacyjnych

dla różnych systemów radiokomunikacyjnych



Metodyka numerycznego wyznaczania rozkładów natężenia

Metodyka numerycznego wyznaczania rozkładów natężenia

pól elektromagnetycznych

pól elektromagnetycznych



Przykładowa baza danych charakterystyk promieniowania

Przykładowa baza danych charakterystyk promieniowania

anten systemów radiokomunikacji ruchomej

anten systemów radiokomunikacji ruchomej

eksploatowanych w Polsce

eksploatowanych w Polsce



Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami

Poradnik z zakresu ochrony przed narażeniami

elektromagnetycznymi od systemów

elektromagnetycznymi od systemów

radiokomunikacyjnych, do rozpowszechnienia, szczególnie

radiokomunikacyjnych, do rozpowszechnienia, szczególnie

w internecie

w internecie



Stanowisko pomiarowe do badania parametrów anten

Stanowisko pomiarowe do badania parametrów anten

nadawczych istotnych pod kątem ochrony środowiska wg

nadawczych istotnych pod kątem ochrony środowiska wg

procedur opracowanych w poprzednim etapie

procedur opracowanych w poprzednim etapie

6

6

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Przegląd aktualnych

Przegląd aktualnych

przepisów polskich i

przepisów polskich i

unijnych w zakresie

unijnych w zakresie

narażeń

narażeń

elektromagnetyczny

elektromagnetyczny

ch

ch

7

7

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Przegląd systemów

Przegląd systemów

radiokomunikacyjnych pod

radiokomunikacyjnych pod

kątem ich wpływu na

kątem ich wpływu na

bezpieczeństwo pracy w polach

bezpieczeństwo pracy w polach

i ochronę środowiska

i ochronę środowiska



Radiofonia AM (fale długie i

Radiofonia AM (fale długie i

średnie)

średnie)



Łączność i radiofonia KF (fale

Łączność i radiofonia KF (fale

krótkie)

krótkie)



Radiofonia UKF (fale ultrakrótkie)

Radiofonia UKF (fale ultrakrótkie)



Telewizja naziemna

Telewizja naziemna



Systemy radiokomunikacji

Systemy radiokomunikacji

ruchowej (RRL)

ruchowej (RRL)



Telefonia komórkowa

Telefonia komórkowa



Sieci WiFi i Bluetooth

Sieci WiFi i Bluetooth



Systemy satelitarne (VSAT)

Systemy satelitarne (VSAT)



Mikrofalowe linie radiowe

Mikrofalowe linie radiowe

8

8

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Przegląd norm dotyczących wybranych

Przegląd norm dotyczących wybranych

systemów radiokomunikacyjnych

systemów radiokomunikacyjnych

Normy UKF i TV

Normy UKF i TV



1. Zalecenie ITU-R BT.470-6,

1. Zalecenie ITU-R BT.470-6,

CONVENTIONAL TELEVISION SYSTEMS

CONVENTIONAL TELEVISION SYSTEMS



2. Zalecenie ITU-R BT.417-5,

2. Zalecenie ITU-R BT.417-5,



3. Zalecenie ITU-R BT.419-3,

3. Zalecenie ITU-R BT.419-3,



4. Zalecenie ITU-R BS.412-9,

4. Zalecenie ITU-R BS.412-9,



5. Norma PN-ETS 300 447:2000,

5. Norma PN-ETS 300 447:2000,

Urządzenia i systemy radiowe (RES).

Urządzenia i systemy radiowe (RES).

Kompatybilność elektromagnetyczna

Kompatybilność elektromagnetyczna

(EMC) nadajników radiofonicznych UKF-FM

(EMC) nadajników radiofonicznych UKF-FM

Inne

Inne



1. PN-EN 60244-11:2002 (U) Metody pomiarów

1. PN-EN 60244-11:2002 (U) Metody pomiarów

nadajników radiowych. Część 11: Przemienniki dla

nadajników radiowych. Część 11: Przemienniki dla

radiofonii FM,

radiofonii FM,



2. PN-EN 60244-13:2002 (U) Metody pomiarów

2. PN-EN 60244-13:2002 (U) Metody pomiarów

nadajników radiowych. Część 13: Charakterystyki

nadajników radiowych. Część 13: Charakterystyki

nadajników radiofonicznych FM,

nadajników radiofonicznych FM,



3. PN-T-84712-1:1996 Anteny telewizyjne III, IV i V

3. PN-T-84712-1:1996 Anteny telewizyjne III, IV i V

zakresu częstotliwości oraz anteny radiofoniczne

zakresu częstotliwości oraz anteny radiofoniczne

UKF/FM dla sieci stacji nadawczych dużej i małej

UKF/FM dla sieci stacji nadawczych dużej i małej

mocy. Postanowienia ogólne,

mocy. Postanowienia ogólne,



4. PN-T-84712-2:1996 Anteny telewizyjne III, IV i V

4. PN-T-84712-2:1996 Anteny telewizyjne III, IV i V

zakresu częstotliwości oraz anteny radiofoniczne

zakresu częstotliwości oraz anteny radiofoniczne

UKF/FM dla sieci stacji nadawczych dużej i małej

UKF/FM dla sieci stacji nadawczych dużej i małej

mocy. Wymagania elektryczne,

mocy. Wymagania elektryczne,



5. PN-T-84712-3:1996 Anteny telewizyjne III, IV i V

5. PN-T-84712-3:1996 Anteny telewizyjne III, IV i V

zakresu częstotliwości oraz anteny radiofoniczne

zakresu częstotliwości oraz anteny radiofoniczne

UKF/FM dla sieci stacji nadawczych dużej i małej

UKF/FM dla sieci stacji nadawczych dużej i małej

mocy. Metody badań parametrów elektrycznych.

mocy. Metody badań parametrów elektrycznych.

9

9

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Założenia projektowe

Założenia projektowe

do nowych stanowisk

do nowych stanowisk

pomiarowych

pomiarowych

IEEE 488 (GPIB)

h

2

Analizator wektorowy

R

h

1

Wzmacniacz

Antena 2

Antena 1

Komputer

sterujący

Pomieszczenie
pomiarowe

Stanowisko do pomiaru anten w warunkach

swobodnej przestrzeni

10

10

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Procedury pomiarowe

Procedury pomiarowe

Wdrożenie i przygotowanie

Wdrożenie i przygotowanie

akredytacji w laboratorium

akredytacji w laboratorium



Pomiary

charakterystyk

promieniowania anten



Pomiary

zysku

energetycznego

anten



Pomiary osiowego współczynnika

polaryzacji



Wyznaczanie

stosunku

promieniowania głównego do

wstecznego (PG/PW)



Badanie pól elektromagnetycznych

dla

celów

ochrony

środowiska

(50 Hz i 30 kHz do 58GHz)



Badanie pól elektromagnetycznych

dla celów BHP (50 Hz i 30 kHz do

58GHz)

Układ do badania charakterystyk promieniowania
anten

M

ag

is

tr

al

a

G

PI

B

Obrót

anteny

Mikrokomputer

K

ab

el

L

D

F7

A

-5

0

Antenowe stanowisko
odbiorcze

Antena badana

Antenowe stanowisko

nadawcze

EMCO

typ 2060

NAP

AR30W1000A

HP83630B

HP8902A

EMCO

typ 2090

11

11

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji



Opracowanie koncepcji

Opracowanie koncepcji

i założeń do

i założeń do

przystosowania

przystosowania

oprogramowania dla

oprogramowania dla

e-administracji

e-administracji



Analiza i wybór modeli

Analiza i wybór modeli

polowych dla modułów

polowych dla modułów

obliczeniowych do

obliczeniowych do

odwzorowywania

odwzorowywania

charakterystyk

charakterystyk

promieniowania

promieniowania

jednostek antenowych i

jednostek antenowych i

ich testowanie

ich testowanie

Algorytm oprogramowania

Start

Czy antena jest w

katalogu?

Czy s¹ wszystkie

dane?

Zastosowaæ procedurê

uproszczonego

wyznaczania

parametrów anteny

Nie

Nie

Wyznaczenie

wymaganych

parametrów anteny

Tak

wyznaczenie odleg³oœci

i po³o¿enia punktu

docelowego

(azymut i elewacja
wzglêdem anteny)

Czy punkt

docelowy le¿y w

g³ównej wi¹zce

promieniowania?

Wyznaczenie zysku
anteny dla kierunku
docelowego - wybór

procedury wyznaczenia

zysku

dane wejœciowe:

-dane
topograficzne
-dane "antenowe"
-moc

Nie

Czy uwzglêdniaæ

falê odbit¹

Tak

Wyznaczyæ natê¿enie

pola w punkcie

docelowym

Wyznaczyæ natê¿enie

fali odbitej

Tak

Nie

Czy jest inne Ÿród³o

lub uwzglêdnia siê

poziom t³a?

Koniec

Powtórzyæ procedurê
dla kolejnego ¿ród³a i

wyznaczyæ wypadkowe

natê¿enie PEM,

dodaæ poziom t³a

Nie

Tak

Wybór modelu

propagacji na

podstawie odleg³oœci i

po³o¿enia punktu

docelowego

12

12

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Moduł do

Moduł do

odwzorowania

odwzorowania

charakterystyk

charakterystyk

promieniowania

promieniowania

anten

anten

13

13

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Koncepcja wykorzystania w Polsce europejskich norm oceny

Koncepcja wykorzystania w Polsce europejskich norm oceny

zgodności instalacji radiokomunikacyjnych

zgodności instalacji radiokomunikacyjnych

1. PN-EN 50384

1. PN-EN 50384

„

„

Norma grupy wyrobów dla wykazania

Norma grupy wyrobów dla wykazania

zgodności radiowych stacji bazowych i

zgodności radiowych stacji bazowych i

stacjonarnych stacji końcowych

stacjonarnych stacji końcowych

systemów bezprzewodowej

systemów bezprzewodowej

telekomunikacji z ograniczeniami

telekomunikacji z ograniczeniami

podstawowymi lub poziomami

podstawowymi lub poziomami

odniesienia dotyczącymi ekspozycji

odniesienia dotyczącymi ekspozycji

ludzi w polach elektromagnetycznych

ludzi w polach elektromagnetycznych

częstotliwości radiowych (110 MHz – 40

częstotliwości radiowych (110 MHz – 40

GHz). Ekspozycja zawodowa”

GHz). Ekspozycja zawodowa”

odnosi się do radiowych stacji bazowych

odnosi się do radiowych stacji bazowych

i stacjonarnych stacji końcowych

i stacjonarnych stacji końcowych

systemów bezprzewodowej

systemów bezprzewodowej

telekomunikacji pracujących w zakresie

telekomunikacji pracujących w zakresie

częstotliwości 110 MHz do 40 GHz

częstotliwości 110 MHz do 40 GHz

.

.

2. PN-EN 50385

2. PN-EN 50385

„

„

Norma grupy wyrobów dla wykazania

Norma grupy wyrobów dla wykazania

zgodności radiowych stacji bazowych i

zgodności radiowych stacji bazowych i

stacjonarnych stacji końcowych

stacjonarnych stacji końcowych

systemów bezprzewodowej

systemów bezprzewodowej

telekomunikacji z ograniczeniami

telekomunikacji z ograniczeniami

podstawowymi lub poziomami

podstawowymi lub poziomami

odniesienia dotyczącymi ekspozycji

odniesienia dotyczącymi ekspozycji

ludzi w polach elektromagnetycznych

ludzi w polach elektromagnetycznych

częstotliwości radiowych (110 MHz – 40

częstotliwości radiowych (110 MHz – 40

GHz). Ekspozycja ludności”

GHz). Ekspozycja ludności”

odnosi się do radiowych stacji bazowych

odnosi się do radiowych stacji bazowych

i stacjonarnych stacji końcowych

i stacjonarnych stacji końcowych

systemów bezprzewodowej

systemów bezprzewodowej

telekomunikacji pracujących w zakresie

telekomunikacji pracujących w zakresie

częstotliwości 110 MHz do 40 GHz.

częstotliwości 110 MHz do 40 GHz.

14

14

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Przegląd metodyk i aparatury stosowanej

Przegląd metodyk i aparatury stosowanej

w kraju i w Unii Europejskiej do

w kraju i w Unii Europejskiej do

pomiarów natężenia pola dla celów

pomiarów natężenia pola dla celów

ochrony przed

ochrony przed

promieniowaniem elektromagnetycznym

promieniowaniem elektromagnetycznym

wraz z zaleceniami

wraz z zaleceniami

1.

1.

Metodyka pomiarów dla celów ochrony

Metodyka pomiarów dla celów ochrony

przed promieniowaniem

przed promieniowaniem

elektromagnetycznym (PEM)

elektromagnetycznym (PEM)



Zasady pomiarów w strefie bliskiej źródła

Zasady pomiarów w strefie bliskiej źródła



Podstawowe ograniczenia dokładności pomiaru –

Podstawowe ograniczenia dokładności pomiaru –

charakterystyka częstotliwościowa

charakterystyka częstotliwościowa



Charakterystyka dynamiczna i pomiary pól złożonych

Charakterystyka dynamiczna i pomiary pól złożonych



Kompetencje techniczne osób wykonujących pomiary

Kompetencje techniczne osób wykonujących pomiary



Warunki prowadzenia pomiarów - charakter pracy źródła

Warunki prowadzenia pomiarów - charakter pracy źródła

2.

2.

Przegląd aparatury pomiarowej

Przegląd aparatury pomiarowej



Aparatura pomiarowa - realizacja czujników składowej E,

Aparatura pomiarowa - realizacja czujników składowej E,

H i S

H i S



Analiza parametrów anteny dipolowej

Analiza parametrów anteny dipolowej



Przegląd aparatury dostępnej na rynku

Przegląd aparatury dostępnej na rynku



Wzorcowanie

Wzorcowanie

15

15

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Raport z monitoringu

Raport z monitoringu

środowiska

środowiska

elektromagnetycznego

elektromagnetycznego

Sondażowy monitoring natężenia pola

Sondażowy monitoring natężenia pola

elektromagnetycznego w środowisku

elektromagnetycznego w środowisku

dla obszarów o różnym poziomie

dla obszarów o różnym poziomie

rozwoju infrastruktury

rozwoju infrastruktury

radiokomunikacyjnej

radiokomunikacyjnej



Rozmieszczenie obiektów nadawczych i punktów
pomiarowych

16

16

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Metodyka numerycznego

Metodyka numerycznego

wyznaczania rozkładów

wyznaczania rozkładów

natężenia pól

natężenia pól

elektromagnetycznych

elektromagnetycznych

wokół obiektów

wokół obiektów

nadawczych

nadawczych

17

17

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w telekomunikacji

Pole bliskie i dalekie

Pole bliskie i dalekie



Obszar pola dalekiego

Obszar pola dalekiego

W tym obszarze, pole ma przeważnie charakter fali płaskiej, tj. lokalnie

W tym obszarze, pole ma przeważnie charakter fali płaskiej, tj. lokalnie

jednorodne rozkłady natężeń pola elektrycznego i magnetycznego

jednorodne rozkłady natężeń pola elektrycznego i magnetycznego

rozchodzącą się w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fali.

rozchodzącą się w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fali.

Obszar pola dalekiego definiuje warunek:

Obszar pola dalekiego definiuje warunek:



Obszar pola bliskiego

Obszar pola bliskiego

zwany strefą Fresnela

zwany strefą Fresnela

jest zdefiniowany przez

jest zdefiniowany przez



Obszar biernego pola bliskiego

Obszar biernego pola bliskiego

jest zdefiniowany przez

jest zdefiniowany przez

gdzie

gdzie

R

R

– odległość od anteny,

– odległość od anteny,

D

D

– największy z wymiarów anteny, λ - długość fali

– największy z wymiarów anteny, λ - długość fali



2

2D

r 





2

D

2

R

4





4

R 



18

18

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Czynniki mające wpływ na wielkości zasięgu obszarów, w

Czynniki mające wpływ na wielkości zasięgu obszarów, w

których występują pola o wartościach większych od

których występują pola o wartościach większych od

dopuszczalnych

dopuszczalnych

a)

a)

struktura (geometria) anteny,

struktura (geometria) anteny,

b)

b)

częstotliwość robocza,

częstotliwość robocza,

c)

c)

moc doprowadzona do anteny,

moc doprowadzona do anteny,

d)

d)

rodzaj polaryzacji składowej elektrycznej (H lub V), skrzyżowana

rodzaj polaryzacji składowej elektrycznej (H lub V), skrzyżowana

e)

e)

wartości parametrów elektrycznych gruntu w otoczeniu anteny

wartości parametrów elektrycznych gruntu w otoczeniu anteny

(względną stałą dielektryczną gruntu i konduktywność gruntu). Należy

(względną stałą dielektryczną gruntu i konduktywność gruntu). Należy

wziąć pod uwagę, że wartości te w rozpatrywanym zakresie, nie są

wziąć pod uwagę, że wartości te w rozpatrywanym zakresie, nie są

stałe i zmieniają się zależnie od pory roku. Z tego względu, podczas

stałe i zmieniają się zależnie od pory roku. Z tego względu, podczas

wyznaczania zasięgów obszarów o wartościach większych od

wyznaczania zasięgów obszarów o wartościach większych od

dopuszczalnych, należy przyjąć takie wartości parametrów, dla których

dopuszczalnych, należy przyjąć takie wartości parametrów, dla których

otrzymuje się największe zasięgi (wartości graniczne natężenia

otrzymuje się największe zasięgi (wartości graniczne natężenia

pola/gęstości mocy).

pola/gęstości mocy).

19

19

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji



Dla potrzeb obliczeń

Dla potrzeb obliczeń

szacunkowych

szacunkowych

stosowanych w raportach korzysta się

stosowanych w raportach korzysta się

ze wzorów stosowanych w polu dalekim, czyli

ze wzorów stosowanych w polu dalekim, czyli



gdzie

gdzie



E

E

–

–

natężenie pola w voltach na metr [V/m],

natężenie pola w voltach na metr [V/m],



S

S

–

–

gęstość mocy w watach na metr kwadratowy [W/m2],

gęstość mocy w watach na metr kwadratowy [W/m2],



P

P

EIRP

EIRP

– równoważna moc promieniowana izotropowo w watach [W],

– równoważna moc promieniowana izotropowo w watach [W],



R

R

–

–

impedancja falowa swobodnej przestrzeni,

impedancja falowa swobodnej przestrzeni,



r

r

– oznacza odległość punktu wyznaczania gęstości mocy pola

– oznacza odległość punktu wyznaczania gęstości mocy pola

elektromagnetycznego od środka elektrycznego układu antenowego (w

elektromagnetycznego od środka elektrycznego układu antenowego (w

tym przypadku środka elektrycznego anteny) w metrach [m],

tym przypadku środka elektrycznego anteny) w metrach [m],



f(

f(

θ)

θ)

– funkcja tłumienia gęstości mocy pola elektromagnetycznego przy

– funkcja tłumienia gęstości mocy pola elektromagnetycznego przy

zmianie kąta odchylenia od kierunku maksymalnego promieniowania w

zmianie kąta odchylenia od kierunku maksymalnego promieniowania w

płaszczyźnie poziomej lub pionowej.

płaszczyźnie poziomej lub pionowej.

2

4 r

f

R

P

E

EIRP



 )

(







)

(





f

r

4

P

S

2

EIRP



20

20

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Profesjonalne metody modelowania rozkładu

Profesjonalne metody modelowania rozkładu

pola elektromagnetycznego wokół obiektów

pola elektromagnetycznego wokół obiektów

nadawczych

nadawczych



Metoda momentów (MOM)

Metoda momentów (MOM)



Metoda różnic skończonych w dziedzinie

Metoda różnic skończonych w dziedzinie

czasu (FDTD)

czasu (FDTD)



Metoda superpozycji

Metoda superpozycji

21

21

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w telekomunikacji

Metoda momentów (MOM)

Metoda momentów (MOM)

Metoda ta polega na rozwiązaniu tzw. metodą momentów (ang. MOM -

Metoda ta polega na rozwiązaniu tzw. metodą momentów (ang. MOM -

Method of Moments) równań różniczkowo-całkowych stanowiących model

Method of Moments) równań różniczkowo-całkowych stanowiących model

matematyczny badanego układu (anteny lub układu anten stacji bazowej albo

matematyczny badanego układu (anteny lub układu anten stacji bazowej albo

całego terminala ruchomego).

całego terminala ruchomego).

W metodzie momentów przyjmuje się następujące założenia:

W metodzie momentów przyjmuje się następujące założenia:



sieć tworząca antenę (system antenowy) składa się z przewodników prostoliniowych,

sieć tworząca antenę (system antenowy) składa się z przewodników prostoliniowych,

doskonale przewodzących lub o znanej stratności. Jeżeli przewodnik nie jest

doskonale przewodzących lub o znanej stratności. Jeżeli przewodnik nie jest

prostoliniowy, to zastępuje się go układem złożonym z kilku prostoliniowych

prostoliniowy, to zastępuje się go układem złożonym z kilku prostoliniowych

przewodników (wielokątem) o końcach wzajemnie z sobą połączonych;

przewodników (wielokątem) o końcach wzajemnie z sobą połączonych;



długości przewodników są wielokrotnie mniejsze niż długość fali

długości przewodników są wielokrotnie mniejsze niż długość fali





. Jeżeli ten warunek

. Jeżeli ten warunek

nie jest spełniony, to przewodniki dzieli się na taką ilość segmentów (o końcach

nie jest spełniony, to przewodniki dzieli się na taką ilość segmentów (o końcach

wzajemnie nakładających się na siebie), przy której warunek jest spełniony. To oznacza,

wzajemnie nakładających się na siebie), przy której warunek jest spełniony. To oznacza,

że rozpatrywana sieć przewodników jest traktowana jako N elementowy zbiór

że rozpatrywana sieć przewodników jest traktowana jako N elementowy zbiór

segmentów (odcinków), o długościach wielokrotnie mniejszych od długości fali 

segmentów (odcinków), o długościach wielokrotnie mniejszych od długości fali 





;

;



stosunek długości każdego przewodnika

stosunek długości każdego przewodnika

l

l

do jego średnicy

do jego średnicy

d

d

jest co najmniej kilka razy

jest co najmniej kilka razy

większy od jedności,

większy od jedności,

l

l

/

/

d

d





1;

1;

22

22

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w telekomunikacji

Metoda momentów (MOM)

Metoda momentów (MOM)

ustalony jest (dowolny) układ odniesienia

ustalony jest (dowolny) układ odniesienia

Oxyz

Oxyz

. W tym układzie są określone

. W tym układzie są określone

współrzędne początku i współrzędne końca każdego segmentu, wchodzącego w skład

współrzędne początku i współrzędne końca każdego segmentu, wchodzącego w skład

sieci. To z kolei oznacza, że segmenty są traktowane jako elementy o charakterze

sieci. To z kolei oznacza, że segmenty są traktowane jako elementy o charakterze

wektorowym;

wektorowym;



zadany jest zbiór określający miejsca zasilania sieci i wielkości napięć w tych

zadany jest zbiór określający miejsca zasilania sieci i wielkości napięć w tych

miejscach;

miejscach;



zadany jest zbiór opisujący miejsca wtrąconych, skupionych obciążeń sieci (rezystancji

zadany jest zbiór opisujący miejsca wtrąconych, skupionych obciążeń sieci (rezystancji

i reaktancji) i wartości zespolonych obciążeń w tych miejscach:

i reaktancji) i wartości zespolonych obciążeń w tych miejscach:

Dla tak skonfigurowanej sieci, na podstawie ścisłych równań elektrodynamiki,

Dla tak skonfigurowanej sieci, na podstawie ścisłych równań elektrodynamiki,

odpowiednio przekształconych na układy równań algebraicznych, wyznacza się:

odpowiednio przekształconych na układy równań algebraicznych, wyznacza się:



rozkład prądów w sieci,

rozkład prądów w sieci,



wartości impedancji wejściowych, w miejscach zasilania sieci.

wartości impedancji wejściowych, w miejscach zasilania sieci.

Należy zwrócić uwagę na to, że jeżeli zbiór opisujący konfigurację sieci został

Należy zwrócić uwagę na to, że jeżeli zbiór opisujący konfigurację sieci został

zbudowany i dla niego został wyznaczony rozkład prądów, to w obliczeniach

zbudowany i dla niego został wyznaczony rozkład prądów, to w obliczeniach

związanych z rozkładem pola EM w otoczeniu sieci musi być stosowany ten układ

związanych z rozkładem pola EM w otoczeniu sieci musi być stosowany ten układ

odniesienia

odniesienia

Oxyz

Oxyz

, który był przyjęty w toku obliczania rozkładu prądów.

, który był przyjęty w toku obliczania rozkładu prądów.

23

23

Metoda momentów (MOM) - przykład

Metoda momentów (MOM) - przykład

24

24

Metoda momentów (MOM) - przykład

Metoda momentów (MOM) - przykład

25

25

Metoda momentów (MOM) - przykład

Metoda momentów (MOM) - przykład

26

26

Metoda momentów (MOM) -

Metoda momentów (MOM) -

przykład

przykład

92

41

20

27

27

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Metoda różnic skończonych dziedzinie czasu (FDTD)

Metoda różnic skończonych dziedzinie czasu (FDTD)

Istota metody FDTD (ang. Finite Difference Time Domain), sprowadza się do

Istota metody FDTD (ang. Finite Difference Time Domain), sprowadza się do

zbudowania dyskretnego modelu analizowanego obiektu (obiektów) i

zbudowania dyskretnego modelu analizowanego obiektu (obiektów) i

rozwiązania metodą różnic skończonych równań Maxwella opisujących

rozwiązania metodą różnic skończonych równań Maxwella opisujących

model w dziedzinie czasu lub częstotliwości z użyciem modeli siatkowych.

model w dziedzinie czasu lub częstotliwości z użyciem modeli siatkowych.

Dyskretny model obiektu tworzą małe elementy objętościowe zwane

Dyskretny model obiektu tworzą małe elementy objętościowe zwane

voxelami, przy czym jednorodnemu obszarowi każdego z nich przypisuje

voxelami, przy czym jednorodnemu obszarowi każdego z nich przypisuje

się parametry elektryczne medium, które dany voxel reprezentuje.

się parametry elektryczne medium, które dany voxel reprezentuje.

Technika FDTD jest od kilku lat stosowana z dobrym skutkiem do

Technika FDTD jest od kilku lat stosowana z dobrym skutkiem do

prognozowania i oceny narażeń elektromagnetycznych, np. w telefonii

prognozowania i oceny narażeń elektromagnetycznych, np. w telefonii

komórkowej. W kraju wiele placówek badawczych posiada oprogramowanie

komórkowej. W kraju wiele placówek badawczych posiada oprogramowanie

własne lub zakupione do modelowania rozkładu PEM tą metodą.

własne lub zakupione do modelowania rozkładu PEM tą metodą.

28

28

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Metoda superpozycji (wybrana metoda)

Metoda superpozycji (wybrana metoda)

Założenia:

Założenia:

a.

a.

 Zakłada się, że każdy punkt obserwacji:

 Zakłada się, że każdy punkt obserwacji:



znajduje się w obszarze dalekim względem każdego

znajduje się w obszarze dalekim względem każdego

analizowanego fragmentu anteny wchodzącego w skład całej

analizowanego fragmentu anteny wchodzącego w skład całej

anteny,

anteny,



może znajdować się w obszarze bliskim względem całej anteny.

może znajdować się w obszarze bliskim względem całej anteny.

b.

b.

 Zakłada się, że ziemia w otoczeniu anteny jest płaska i

 Zakłada się, że ziemia w otoczeniu anteny jest płaska i

jednorodna elektrycznie, i że znane są jej parametry elektryczne:

jednorodna elektrycznie, i że znane są jej parametry elektryczne:

względna przenikalność elektryczna i konduktywność .

względna przenikalność elektryczna i konduktywność .

c. 

c. 

Układ antenowy składa się z jednakowych fragmentów.

Układ antenowy składa się z jednakowych fragmentów.

d.

d.

 Każdy fragment wchodzący w skład anteny jest zastąpiony przez

 Każdy fragment wchodzący w skład anteny jest zastąpiony przez

fikcyjny dipol, którego:

fikcyjny dipol, którego:



środek pokrywa się ze środkiem symetrii fragmentu,

środek pokrywa się ze środkiem symetrii fragmentu,



zysk energetyczny względem dipola półfalowego jest odrębnie

zysk energetyczny względem dipola półfalowego jest odrębnie

wyznaczany,

wyznaczany,



wektor równoległy do jego osi, jest równy wektorowi

wektor równoległy do jego osi, jest równy wektorowi

przypisanemu fragmentowi.

przypisanemu fragmentowi.

29

29

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Modele numeryczne

Modele numeryczne



model geometrii

model geometrii



model parametrów funkcjonalnych

model parametrów funkcjonalnych



numeryczna baza danych opisująca

numeryczna baza danych opisująca

własności kierunkowe anten i

własności kierunkowe anten i

jednostek antenowych wchodzących

jednostek antenowych wchodzących

w skład układów antenowych

w skład układów antenowych



model zbiorów punktów obserwacji

model zbiorów punktów obserwacji

30

30

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Model geometrii

Model geometrii

Zawiera następujące

Zawiera następujące

dane, w układzie

dane, w układzie

odniesienia Oxyz:

odniesienia Oxyz:



przestrzenne

przestrzenne

rozmieszczenie środków

rozmieszczenie środków

symetrii ekranów

symetrii ekranów



jednostkowe wektory

jednostkowe wektory

prostopadłe do

prostopadłe do

płaszczyzn ekranów

płaszczyzn ekranów



jednostkowe wektory

jednostkowe wektory

równoległe do osi dipoli

równoległe do osi dipoli

w panelach

w panelach

31

31

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w telekomunikacji

Model parametrów funkcjonalnych

Model parametrów funkcjonalnych

Opisuje następujące dane:



częstotliwości robocze układu



wartości mocy doprowadzonych
do jednostek



wartości kątów fazowych

32

32

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Baza danych

Baza danych

Opisuje własności kierunkowe jednostek, tworzona jest dla

dyskretnych częstotliwości pasma roboczego jednostek

antenowych.
Dla każdej częstotliwości zawiera następujące parametry:

•

zysk energetyczny względem dipola

półfalowego

•

zespolone charakterystyki

promieniowania w obu głównych

płaszczyznach odniesienia

[horyzontalnej (h) i wertykalnej (v)]

33

33

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w telekomunikacji

Model zbiorów punktów obserwacji

Model zbiorów punktów obserwacji



punkty położone na dowolnej prostej



punkty położone na łuku okręgu



punkty usytuowane na siatce



punkty, których lokalizacja jest
określona dowolnie (dyskretny
rozkład punktów obserwacji)

34

34

Metoda superpozycji - przykład

Metoda superpozycji - przykład

35

35

Metoda superpozycji - przykład

Metoda superpozycji - przykład

36

36

Metoda superpozycji -przykład

Metoda superpozycji -przykład

37

37

Metoda superpozycji - przykład

Metoda superpozycji - przykład

38

38

Metoda superpozycji - przykład

Metoda superpozycji - przykład

39

39

Metoda superpozycji - przykład

Metoda superpozycji - przykład

40

40

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w telekomunikacji

Poradnik



1. Pole elektromagnetyczne

1. Pole elektromagnetyczne



1.1. Wstęp

1.1. Wstęp



1.2. Podstawowe wiadomości o polu

1.2. Podstawowe wiadomości o polu

elektromagnetycznym

elektromagnetycznym



1.2.1 Wielkości charakteryzujące pole

1.2.1 Wielkości charakteryzujące pole

elektromagnetyczne

elektromagnetyczne



1.2.2. Morfologia pola

1.2.2. Morfologia pola

elektromagnetycznego

elektromagnetycznego



2. Systemy radiokomunikacyjne

2. Systemy radiokomunikacyjne



2.1. Stacje długofalowe i średniofalowe

2.1. Stacje długofalowe i średniofalowe



2.2. Stacje UKF

2.2. Stacje UKF



2.3. Stacje TV

2.3. Stacje TV



2.4. Telefonia analogowa i cyfrowa

2.4. Telefonia analogowa i cyfrowa

(NMT 450, GSM 900/1800/UMTS)

(NMT 450, GSM 900/1800/UMTS)



2.5. Inne systemy RRL (DECT, Tranking,

2.5. Inne systemy RRL (DECT, Tranking,

SRDA, radiotelefony, itp.)

SRDA, radiotelefony, itp.)



3. Źródła pola elektromagnetycznego

3. Źródła pola elektromagnetycznego



3.1. Podstawowe wiadomości o typach

3.1. Podstawowe wiadomości o typach

anten

anten



3.2. Podstawowe parametry anten

3.2. Podstawowe parametry anten



3.3. Anteny w zastosowaniach

3.3. Anteny w zastosowaniach

praktycznych

praktycznych



3.3.1. Anteny długofalowe

3.3.1. Anteny długofalowe



3.3.2. Anteny dla zakresu

3.3.2. Anteny dla zakresu

krótkofalowego

krótkofalowego



3.3.3. Charakterystyka źródeł

3.3.3. Charakterystyka źródeł

promieniowania typowych dla zakresu

promieniowania typowych dla zakresu

krótkofalowego oraz UKF-FM i TV

krótkofalowego oraz UKF-FM i TV



3.3.4. Charakterystyka anten systemów

3.3.4. Charakterystyka anten systemów

radiokomunikacji ruchomej lądowej (RRL)

radiokomunikacji ruchomej lądowej (RRL)



4. Oddziaływanie pól

4. Oddziaływanie pól

elektromagnetycznych na człowieka

elektromagnetycznych na człowieka



4.1. Stan wiedzy

4.1. Stan wiedzy



4.2. Kryteria oceny pól EM w środowisku

4.2. Kryteria oceny pól EM w środowisku



4.3. Poziomy (SAR, poziomy odniesienia,

4.3. Poziomy (SAR, poziomy odniesienia,

poziomy dopuszczalne)

poziomy dopuszczalne)



4.4. Metody sprawdzania

4.4. Metody sprawdzania



4.4.1. Metody pomiarów

4.4.1. Metody pomiarów



4.4.1. Metody obliczeń

4.4.1. Metody obliczeń



5. Czynniki mające wpływ na wielkości

5. Czynniki mające wpływ na wielkości

zasięgu obszarów, w których występują

zasięgu obszarów, w których występują

pola o wartościach większych od

pola o wartościach większych od

dopuszczalnych

dopuszczalnych



6. Normalizacja

6. Normalizacja



6.1. Organizacje europejskie i

6.1. Organizacje europejskie i

międzynarodowe zajmujące się

międzynarodowe zajmujące się

normalizacją

normalizacją



6.2. Ustalanie wartości granicznych pól

6.2. Ustalanie wartości granicznych pól

EM w przepisach międzynarodowych i

EM w przepisach międzynarodowych i

europejskich

europejskich



6.3. Uregulowania prawne w Unii

6.3. Uregulowania prawne w Unii

Europejskiej

Europejskiej



6.4. Polska specyfika tworzenia

6.4. Polska specyfika tworzenia

uregulowań prawnych w zakresie ochrony

uregulowań prawnych w zakresie ochrony

środowiska i BHP

środowiska i BHP



6.4.1 Wprowadzenie

6.4.1 Wprowadzenie



6.4.2. Uregulowania prawne obowiązujące

6.4.2. Uregulowania prawne obowiązujące

w Polsce

w Polsce

41

41

Debata SIT/SBT - 19.12.2006 r.

Ochrona Środowiska i Prawo Budowlane w

telekomunikacji

Wynik końcowy pracy:

Wynik końcowy pracy:

1. Poradnik edukacyjny w

1. Poradnik edukacyjny w

internecie

internecie

2. Program komputerowy do

2. Program komputerowy do

wyznaczania rozkładu pola EM

wyznaczania rozkładu pola EM

42

42

Dziękuję za uwagę

Dziękuję za uwagę