МУК 4.3.044-96

     

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

     

4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

     
Определение уровней электромагнитного поля,
границ санитарно-защитной зоны и зон ограничения застройки
в местах размещения передающих средств радиовещания и радиосвязи
кило-, гекто- и декаметрового диапазонов

Дата введения: с момента утверждения

1. РАЗРАБОТАНЫ сотрудниками Самарского отраслевого научно-исследовательского института радио Министерства связи Российской Федерации (Бузовым А.Л., Романовым В.А., Кольчугиным Ю.И.) и Поволжского института информатики, радиотехники и связи (Кубановым В.П., Сподобаевым Ю.М.).

2. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Председателем Госкомсанэпиднадзора России - Главным Государственным санитарным врачом Российский Федерации 2 февраля 1996 г.

3. ПРЕДСТАВЛЕНЫ Министерством связи России (N 3285 от 6.06.95).

4. ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ.

1. Область применения

Методические указания составлены в помощь инженерам органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы, инженерно-техническим работникам, проектным организациям средств связи с целью обеспечения предупредительного санитарного надзора за источниками излучения кило- (НЧ), гекто- (СЧ) и декаметрового (ВЧ) диапазонов технических средств радиовещания и радиосвязи, определения границ санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки, а также для прогнозирования уровней электромагнитного поля (ЭМП) при выборе мест размещения этих средств.

2. Сущность метода

Методика расчетного прогнозирования электромагнитных полей вблизи технических средств кило-, гекто- и декаметрового диапазонов базируется на строгих решениях соответствующих электродинамических задач тонкопроволочных структур, при известных функциях распределения токов по излучателям, которые определяются на основе приближенных решений. Основные положения методики и расчетные формулы приведены в разделе 3.

Методические указания содержат методику расчетного прогнозирования напряженности электромагнитного поля излучающих технических средств радиосвязи и радиовещания в кило-, гекто- и декаметровом диапазонах волн, а также методику измерений уровней электромагнитного поля. Расчетные и экспериментальные исследования, производимые в соответствии с данной методикой, являются необходимыми и достаточными при проведении электромагнитной экспертизы излучающих объектов.

Методические указания распространяются на радиотехнические объекты, которые могут быть укомплектованы как техническими средствами одного частотного диапазона, так и техническими средствами различных частотных диапазонов. Электромагнитные поля технических средств могут отличаться интенсивностью, поляризацией, частотами, зависимостью от параметров почвы и т.д. Методические указания учитывают индивидуальность реальных объектов, проявляющуюся (с точки зрения электромагнитной обстановки) в различии размещения и ориентации отдельных антенн, в несовпадении расписаний смены волн, в неодинаковом наборе технических средств.

В качестве передающих антенн кило- и гектометрового диапазонов методика предполагает использование ненаправленных и направленных (в горизонтальной плоскости) антенн.

К ненаправленным антеннам относятся одиночные антенны-мачты:

- антенна-мачта нижнего питания (АМНП),

- антенна-мачта верхнего питания (АМВП),

- антенна-мачта шунтового питания (АМШП).

- антенна с регулируемым распределением тока (АРРТ, АРРТЗ, АРРТЗ-2/3, АРРТЗ-2/4),

- Г- и Т-образные антенны,

- "Диск",

- "Наклонный луч" (одиночный и двойной),

- зонтичная антенна-мачта,

- низкие излучатели треугольной или квадратной формы на базе самодополнительных структур.

К направленным передающим антеннам относятся:

- система из двух антенн-мачт - активной и пассивной,

- система из двух активно питаемых антенн-мачт,

- антенная система СВ (2+2),

- антенная система СВ (4+4),

- "Заря".

В качестве передающих антенн декаметрового диапазона используются слабонаправленные и направленные антенны.

К слабонаправленным антеннам декаметрового диапазона относятся:

- произвольно ориентированные линейные симметричные вибраторы (антенны ВГДШ, вертикальные и наклонные симметричные вибраторы);

- антенны на основе симметричных вибраторов (антенны УГД, ВГДШ 2У, ВГДШП РА, АТЗИ);

- вертикальные несимметричные вибраторы.

В горизонтальной плоскости эти антенны имеют либо слабонаправленную, либо круговую характеристику направленности.

К направленным антеннам декаметрового диапазона относятся:

- синфазные антенны различных типов (СГД РН, СГД РА, СГД РАД, СГДП РА, многоэлементная АТЗИ);

- ромбические антенны (РГ, РГД);

- логопериодические антенны (ЛПН, ЛПВ, ЛПВ2).

Синфазные антенны типа СГД используются в разных режимах работы: с поворотом диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, с синфазным и противофазным, а также линейным фазированием групп вибраторов.

Структура электромагнитного поля вблизи антенн кило-, гекто- и декаметрового диапазонов исключительно сложна и зависит от множества факторов: типа антенн, рабочих частот, уровня излучаемой мощности, поляризации излучаемого поля, электрофизических параметров почвы, рельефа местности, растительного покрова, характера и степени застройки взаимного влияния антенн.

Учесть все эти факторы при расчетном прогнозировании и измерениях уровней напряженности поля не представляется возможным, поэтому при расчетах принимается окружающая объект поверхность гладкой, без затеняющих и переизлучающих предметов.

В расчетном прогнозировании электромагнитное поле определяется для конкретных значений электрофизических параметров почвы - диэлектрической проницаемости и проводимости . В реальных условиях поле вблизи антенн зависит от локальных значений параметров почвы, которые могут изменяться в широких пределах.

Если антенны излучающего объекта не располагаются на почвах с какими-то преимущественными параметрами, например, песок, болотистая почва, мерзлота и т.п., то прогнозирование следует проводить на наихудшие случаи. Для антенн, излучающих в дальнюю зону поле преимущественно горизонтальной поляризации, - это сухая почва (=3, =0,001 См/м), а для антенн, излучающих в дальнюю зону поле преимущественно вертикальной поляризации, - это сырая почва (=20, =0,1 См/м). При расчетах полей в пределах заземления антенн кило- и гектометрового диапазонов параметры подстилающей поверхности следует принимать =1, =10000 См/м.

3. Основные положения методики расчетного прогнозирования

Особенностью электромагнитного прогнозирования в кило-, гекто- и декаметровом диапазонах является то, что поле необходимо определять на расстояниях, соизмеримых с геометрическими размерами антенн и длиной волны. Границы санитарно-защитной зоны и зоны ограничений застройки могут попадать как в ближнюю и промежуточную зоны излучения антенн, так и в дальнюю зону. Кроме того, в этих диапазонах характеристики излучения и структура полей вблизи антенн во многом зависят от электрофизических свойств земной поверхности. Учесть эти факторы возможно только в рамках строгих решений соответствующих электродинамических задач.

Антенны, создающие в волновой зоне поля преимущественно одной поляризации (горизонтальной или вертикальной), в ближней зоне создают поля других поляризаций, причем их уровни соизмеримы, а иногда и превышают уровни основной поляризации.

Теоретические исследования показали, что из-за сложной зависимости поля от параметров невозможно получить простые соотношения либо универсальные кривые. Для практического осуществления электромагнитного прогнозирования необходимо знание реального поведения каждой составляющей на различных расстояниях и высотах наблюдений, списать которые можно только в рамках строгих решений.

Поле сложных антенн определяется интегрированием полей соответствующих элементарных электрических вибраторов по линейным размерам этих антенн. При этом решается ряд специфических задач теории антенн, позволяющих более точно рассчитывать ближние поля (учет взаимного влияния элементов антенн и реальных распределений токов по излучателям).

Ниже приводятся основные исходные формулы, используемые для определения напряженности поля элементарных электрических вибраторов и некоторых перечисленных выше типов антенн.

3.1. Напряженность поля элементарных электрических вибраторов

Основу разработанных методов расчета полей вблизи антенн кило-, гекто- и декаметрового диапазонов составляют строгие решения задач излучения элементарных вибраторов, расположенных над полупроводящей поверхностью.

Комплексные составляющие поля , и горизонтального элементарного электрического вибратора, расположенного в декартовой системе координат в плоскости (ось перпендикулярна поверхности раздела, а плоскость совпадает с поверхностью раздела), рассчитываются по формулам:

,

,

,

где функции , , имеют вид:

,

,

.

В этих выражениях:

,

,

.

Комплексные составляющие поля и вертикального элементарного электрического вибратора, расположенного в цилиндрической системе координат вдоль оси (ось перпендикулярна поверхности раздела и точка =0 лежит на поверхности  раздела), рассчитываются по формулам:

,

,

где функции и имеют вид:

,

Параметры, входящие в выражения поля горизонтального и вертикального элементарных электрических вибраторов, определяются:

,

,

,