МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ ВЧ-, ОВЧ-, УВЧ- И СВЧ-ДИАПАЗОНОВ

УТВЕРЖДАЮ: заместитель главного государственного санитарного врача СССР А.М.Скляров 13 января 1988 г.

СОГЛАСОВАНО с заместителем министра гражданской авиации СССР И.Ф.Васиным 14 декабря 1987 г.

СОСТАВИТЕЛИ: М.Г.Шандала, акад. АМН СССР, проф.; Ю.Д.Думанский, д-р мед. наук, проф.; Д.С.Иванов, канд. техн. наук, ст. науч. сотр.; В.Н.Солдатченков, канд. мед. наук, ст. науч. сотр.; Л.А.Томашевская, канд. биол. наук, ст. науч. сотр.; Н.С.Полькая, мл. науч. сотр.; Н.И.Михалко, мл. науч. сотр.; С.В.Биткин, ст. инж.; В.М.Павлова, инж.; А.А.Филатов, сан. врач /Киевский научно-исследовательский институт общей и коммунальной гигиены им.А.Н.Марзеева/

Т.Г.Анодина, д-р техн. наук, проф.; Ю.М.Демидов, д-р техн. наук; К.Г.Евреинов, канд. техн. наук; Т.М.Печерникова, мл. науч. сотр. /Научно-экспериментальный центр автоматизации управления воздушным движением /НЭЦ АУВД/ Министерства гражданской авиации/

М.С.Мухарский, канд. мед. наук, зам. начальника /Главное санитарно-эпидемиологическое управление Минздрава УССР/

А.С.Пероцкая, инспектор /Главное санитарно-эпидемиологическое управление Минздрава СССР/

Н.П.Гордыня, канд. мед. наук; С.А.Любченко, канд. мед. наук /Киевский институт усовершенствования врачей Минздрава УССР/

ОТВЕТСТВЕННЫЙ ЗА ВЫПУСК М.Г.Шандала

Методические указания предназначены для использования службами Минздрава СССР и союзных республик, Министерства гражданской авиации СССР и другими заинтересованными ведомствами при их работе в местах расположения средств управления воздушным движением гражданской авиации.

Они разработаны в качестве приложения к действующим санитарным нормам и правилам защиты населения от воздействия электромагнитных полей, создаваемых радиотехническими объектами. С вводом их в действие утрачивают силу методические указания за N 2284-81.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В состав радиотехнических средств (РТС) гражданской авиации (ГА) входят радиолокационные станции (РЛС), радионавигационные средства и средства радиосвязи. Они предназначены для обеспечения управления воздушным движением (УВД) и навигации воздушных судов.

РЛС ГА служат для обнаружения воздушных судов и определения их местоположения (локации, опознавания и получения дополнительной информации с борта), а средства радиосвязи - для обеспечения связи диспетчерских пунктов с экипажами этих судов и решения других задач службы воздушного движения.

В настоящих методических указаниях основное внимание уделено тем РЛС и средствам радиосвязи, которые определяют санитарно-гигиеническую электромагнитную обстановку в районах аэропортов ГА.

1.2. Наземные РЛС ГА работают в УВЧ- и СВЧ-диапазонах и по назначению подразделяются на следующие:

обзорные радиолокаторы трассовые (ОРЛ-Т);

трассовые радиолокационные комплексы (ТРЛК);

обзорные радиолокаторы аэродромные (ОРЛ-А);

радиолокационные станции обзора летного поля (РЛС ОЛП);

посадочные радиолокаторы (ПРЛ).

1.3. Средства радиосвязи ГА работают в ОВЧ (УКВ)-, ВЧ (КВ)-, СЧ (СВ)-диапазонах на частотах, отведенных для службы воздушного движения.

1.4. РТС состоят из следующих основных устройств: передатчика, приемника, антенно-фидерного тракта (АФТ) и оконечных устройств.

Электромагнитное поле (ЭМП) создается антенной РТС путем излучения электромагнитной энергии (ЭМЭ) в окружающее пространство.

Передающее устройство преобразует подводимую к нему электрическую энергию в электромагнитные колебания требуемой частоты, которые через фидерный тракт поступают к антенне.

1.5. Антенна как элемент АФТ служит для излучения и приема радиоволн. В РЛС используется одна и та же антенна для излучения и приема, что возможно благодаря импульсной работе. В течение времени излучения импульса работает передатчик и высокочастотная энергия через антенну поступает в окружающую среду. Во время паузы, когда передатчик не работает, та же антенна работает на прием.

В средствах радиосвязи используются раздельные антенны для излучения и приема ЭМЭ, поскольку передающий и приемный радиоцентры разделены территориально.

1.6. Излучаемая антенной ЭМЭ в УВЧ (0,3...3 ГГц), СВЧ (3...30 ГГц) и КВЧ (30...300 ГГц) диапазонах оценивается плотностью потока энергии (ППЭ), имеющей размерность Дж/(м·с)=Вт/м или соответственно мВт/см, мкВт/см; в НЧ (0,03…0,3 МГц), СЧ (0,3…3 МГц), ВЧ (3…30 МГц) и ОВЧ (30…300 МГц) диапазонах ЭМЭ оценивается электрической составляющей напряженности ЭМП, которая имеет размерность В/м (мВ/м, мкВ/м).

1.7 Антенна РЛС, как правило, обладают высокой направленностью излучения, а антенны средств радиосвязи чаще имеют низкую направленность. Направленность излучения оценивается диаграммой направленности по мощности , или напряженности , и коэффициентов усиления антенны. Диаграмму направленности принято изображать в виде графиков в полярной (рис.1.1) или прямоугольной системе координат (рис.1.2), в вертикальной и, аналогично, в горизонтальной плоскостях. Угол в вертикальной и горизонтальной плоскостях определяет направление относительно электрической оси антенны, а удаление от центра диаграммы до ее кривой - ЭМЭ, излучаемую в данном направлении.

Рис.1.1. Диаграмма излучения антенны в полярных координатах

Рис.1.2. Нормированная диаграмма направленности в прямоугольных координатах

В практике пользуются нормированными диаграммами направленности (ДН) в вертикальной и горизонтальной плоскостях по ППЭ для РЛС и по напряженности ЭМП для средств радиосвязи:

,   ;                                           (1.1)

,   ,                                           (1.2)

где - значение ППЭ в максимуме излучения; - значение электрической составляющей напряженности ЭМП в максимуме излучения.

Вид нормированной ДН в вертикальной плоскости в прямоугольной и полярной системах координат показан соответственно на рис.1.2, 1.3.

Рис.1.3. Нормированная диаграмма направленности в полярных координатах

Как следует из (1.1), ДН по ППЭ находится в квадратичной зависимости по отношению к ДН по напряженности ЭМП (1.2).

1.8. Характеристики направленности антенны:

ширина ее ДН, определяемая на уровне половинной мощности 2 или 2 (рис.1.2, 1.3) или определяемая по уровне 0,7 для ДН по напряженности;

коэффициент усиления антенны по мощности, который показывает, во сколько раз данная антенна увеличивает ППЭ по сравнению с ППЭ, создаваемой антенной ненаправленного действия в виде изотропного излучателя:

.                                                           (1.3)

1.9. Все РЛС ГА используют импульсный метод излучения. Длительность импульсов имеет порядок от долей до единиц микросекунд, а периоды повторения импульсов - примерно в 10 раз больше. При этом большинство РЛС работают в режиме кругового обзора пространства (кругового вращения антенны).

Средства радиосвязи работают на неподвижные антенны. Все радиостанции, как правило, размещаются в одном передающем радиоцентре (ПРЦ), антенны которого образуют антенное поле. На одном ПРЦ может размещаться от нескольких единиц до нескольких десятков радиостанций связи, каждая из которых работает в сеансном режиме: излучение - пауза. Сеансы связи (на излучение) во времени случайны. Каждая из радиостанций выходит на связь независимо друг от друга. Таким образом на ПРЦ образуется случайный поток сеансов радиосвязи, которые могут совпадать, не совпадать или совпадать частично по времени, образуя "ступенчатый" поток ЭМЭ.

Измерение и оценка ЭМП такого потока затруднены. Поэтому находят условное число радиостанций, как бы находящихся в режиме непрерывного излучения, которое эквивалентно представляет всю совокупность излучающих радиостанций ПРЦ. Для определения этого числа используются вероятностные методы расчета с учетом вероятности совпадения сеансов радиосвязи и общего количества работающих радиостанций ПРЦ (4.2).

Средства радионавигации (ОПРС, ДПРМ, БПРМ) располагаются отдельно друг от друга, работают в режиме непрерывного излучения и поэтому оценка создаваемого ими ЭМП должна производиться для каждого такого объекта отдельно.

1.10. Приводимые далее методики расчета уровней ЭМП применимы в дальней зоне излучения, которая ограничивается условиями:

для ОВЧ-, УВЧ- и СВЧ-диапазонов - в главном луче диаграммы направленности антенны;

для ВЧ- и СЧ-диапазонов , где - вертикальный размер антенны; - длина волны.

Эти ограничения для РТС ГА, как правило, выполняются. При уменьшении дальности точность расчетов уменьшается, а результаты расчета могут служить лишь как ориентировочные значения, требующие проверки инструментальными измерениями.

1.11. Электромагнитная энергия рассматриваемых диапазонов частот обладает выраженным биологическим действием. При систематическом действия ЭМП на организм человека уровнями, превышающими предельно допустимый (ПДУ), вначале возникают компенсаторно-приспособительные реакции, являющиеся общими неспецифическими реакциями организма. Затем при продолжении облучения могут развиваться патологические изменения, обычно носящие обратимый характер. И только в редких случаях, если облучение продолжалось в течение многих лет, возникают необратимые изменения со стороны нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной и других систем.

Степень функциональных нарушений и тяжесть патологических изменений зависят от уровня ЭМЭ и длительности облучения, а также от индивидуальных особенностей организма. Кроме того, эффект действия ЭМП зависит от диапазона частот и параметров прерывистости. Литературные данные свидетельствуют о том, что к действию этого фактора более чувствительны больные люди, дети и лица пожилого возраста.

В целях охраны здоровья человека от воздействия ЭМЭ, излучаемой РТС ГА, осуществляется как предупредительный, так и текущий санитарный надзор.

1.12. Действие на человека ЭМП, создаваемого РТС ГА в районах их размещения, носит прерывистый характер, который обусловлен:

перемещением в пространстве диаграммы направленности за счет вращения антенны РЛС вокруг своей оси (пространственная прерывистость);

сеансным режимом излучения средств радиосвязи (временная прерывистость).

1.13. В местах размещения РТС и на прилегающих к ним территориях при несоблюдении санитарно-гигиенических требований могут создаваться повышенные уровни ЭМЭ. Уровни энергии зависят, прежде всего, от технико-эксплуатационных характеристик РТС, типов и высоты установки антенны над уровнем земли, рельефа и свойств местности.

2. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ЭМП, СОЗДАВАЕМОГО РТС ГА, ДЛЯ ОКРУЖАЮЩИХ

2.1. Поверхностная ППЭ, создаваемая РЛС ГА, и напряженность ЭМП, создаваемая средствами радиосвязи ГА, на территориях населенных мест, в том числа и в жилых помещениях, не должна превышать предельно допустимых уровней, установленных действующими санитарными нормами и правилами.

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ППЭ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ РЛС В УВЧ- И СВЧ-ДИАПАЗОНАХ

3.1. Настоящая методика предназначается для определения плотности потока ЭМЭ, создаваемой РТС УВЧ- и СВЧ-диапазонов, с целью предупредительного санитарного надзора за источниками излучения, а также для проведения расчетного прогнозирования уровней ЭМП на территориях, прилегающих к действующим РТС.

При экспертизе проектных материалов санитарные службы должны требовать от проектных организаций расчет распределений ППЭ в районе предполагаемого строительства РТС или на территории, прилегающей к действующим РТС. Расчет должен быть проведен с учетом технико-эксплуатационных характеристик РТС и топографических особенностей рельефа местности.

3.2. Основные технические характеристики РЛС, определяющие санитарно-гигиеническую электромагнитную обстановку в районе аэропорта:

импульсная излучаемая мощности ;

коэффициент усиления антенны ;

периоды посылки (частота посылки) импульсов ;

длительность импульса ;

диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

длина волны ;

потери сигнала в АФТ на передачу ;

частота вращения антенны .

Гигиеническая оценка уровня интенсивности импульсно-модулированного ЭМП производится по средней ППЭ за период посылки импульсов. При этом усреднению подвергается ППЭ в импульсе . Следовательно, связь между обеими величинами ППЭ определяется как