2015-04-01
624
Поскольку БС, как правило, располагаются в густонаселенных жилых районах, при экспертизе данных РТО основное внимание уделяется анализу безопасности ЭМИ для населения. Кроме того, определяются уровни ЭМИ на рабочих местах в аппаратных БС и на крышах зданий, в непосредственной близости от антенн (последнее объясняется необходимостью организации временных рабочих мест на крышах, – для профилактики АФУ, уборки снега и т.п.).
На объектах ССС нормируют ПДУ по ЭМИ для персонала, населения и пользователей ССС (см раздел 2.9). Исходными данными при расчетном анализе являются мощность излучения РА = 12…160 Вт; коэффициент усиления GА = 4,5…17 дБ и высота антенн над поверхностью почвы; длина фидера, число каналов ССС и т.д.
Обозначения и схему размещения антенны БС иллюстрирует рис. 2.26: антенна БС располагается на высоте Н = НЗ + НМ над уровнем поверхности почвы, где НЗ – высота здания, на котором установлена антенна (уровень расположения основания опоры-мачты), НМ – высота опоры-мачты от основания до центра антенны; R – расстояния, отсчитываемые вдоль поверхности почвы; 
– значения высоты h2 для типовых вариантов расположения точки наблюдения М1... М5. В большинстве случаев антенны БС располагаются на высоте Н, которая превосходит высоту близлежащих зданий и других препятствий на пути прямого прохождения радиоволн.
|
|
|
Рис. 2.26. Схема размещения БС и типовые точки определения
уровней ЭМИ М1 - М5 на территории, прилегающей к БС.
Согласно [27; 40], граница СЗЗ для РТО вблизи опоры излучателя определяется на высоте h2 = 2 м (см. рис. 2.26, точка М1). В наихудшем случае здесь R 
0 и для типового оборудования БС разных стандартов СПР и ССС получаем ППЭ < ППЭПДУ. Это означает, что вводить на высоте h2 = 2 м от поверхности почвы СЗЗ для БС необходимости нет. Аналогичным образом максимальный размер ЗОЗ R o (см. рис. 2.26, точки М2 и М3), имеет место на высоте h 2 = Н и определяется паспортными данными оборудования БС. С уменьшением высоты h 2 < H границы ЗОЗ сужаются и ниже высоты h 2 = hm имеет место R o= 0 (то есть при h2 < hm организовывать ЗОЗ необходимости нет). Расчетные значения R o ; hm приводятся в [2.10]: для типового оборудования БС разность высот Н – hm не превышает 1-2 м, поэтому организовывать ЗОЗ для БС на всех высотах, за исключением h 2 H, необходимости нет. В соответствии с данными ЛЭЭ ПГУТИ это тем более верно, что здания и другие препятствия на пути радиоволн при таких высотах для всех обследованных БС отсутствуют.
На рис. 2.27, в качестве примера, приведен ситуационный план городской застройки вблизи БС-9 стандарта GSM-900 ЗАО «СМАРТС» в г. Тольятти, с указанием секторов излучения и приема трехсекторной антенны и нумерацией точек определения уровней ЭМИ в здании, где размещена БС, и близлежащих домах.
|
|
|
Рис. 2.27. Ситуационный план размещения БС GSM-900 (штриховыми линиями показаны сектора излучения и приема антенны; стрелками – направления максимального излучения) и точки определения уровней ЭМИ
Точка 1 на рис. 2.27 соответствуют аппаратной БС на 17 этаже здания, где расположена станция; точки 2 - 4 располагаются на его крыше в непосредственной близости от антенн; точки 5 и 6 – на 1 этаже. Точки 7 (16 этаж); 8 (3 этаж); 9 (2 этаж); 10 (5 этаж); 11 (16 этаж); 12 (5 этаж); 13 (4 этаж); 14 (5 этаж), как это видно из рис. 2.27, соответствуют близлежащим жилым и административным зданиям. Полученные данные делятся по пяти следующим группам.
1. Помещение аппаратной БС (точка 1). Уровни ППЭ возле стоек оборудования равняются 1,7·10-3 ... 2,1·10-3 мкВт/cм2; в коридоре: 1,1·10-3 ... 1,3·10-3 мкВт/cм2.
2. Крыша РТО (точки 2 - 4). Уровни ППЭ по периметру крыши, равняются со стороны ул. Голосова: 2,1·10-3 ... 2,6·10-3 мкВт/cм2; со стороны от ул. Мира: 2,6·10-3 ... 3,3·10-3 мкВт/cм2; со стороны от ул. Голосова: 4,2·10-3 ... 6,7·10-3 мкВт/cм2.
3. Первый этаж РТО (точки 5 - 6). Уровни ППЭ в центре помещения равняются 1,7·10-8 ... 6,7·10-8 мкВт/cм2; возле окон: 4,2·10-8 ... 1,7·10-7 мкВт/cм2.
4. Помещения на верхних этажах близлежащих высотных зданий (точки 7; 11). Уровни ППЭ, на окнах, балконах и лоджиях, равняются по расчетным данным: 2,0·10-4 ... 3,2·10-3 мкВт/cм2; по экспериментальным данным: 1,7·10-4 ... 4,2·10-3 мкВт/cм2.
5. Помещения на верхних этажах близлежащих 2-5-этажных зданий (точки 8 - 10; 12 - 14). Уровни ППЭ на окнах, балконах и лоджиях, равняются по расчетным данным: 1,1·10-4 ... 4,9·10-4 мкВт/cм2; по экспериментальным данным: 8,4·10-5 ... 5,3·10-4 мкВт/cм2.
Приведенные данные демонстрируют вполне удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных результатов. Они показывают, что уровни ЭМИ вблизи БС существенно превышают как требуемые значения ППЭ в зоне обслуживания ССС стандарта GSM-900 (1,25·10-8 мкВт/cм2), так и уровни естественного ЭМИ в диапазоне УВЧ (10-9 ... 10-8 мкВт/cм2), найденные аналогично данным таблицы 2.5. При этом сравнение наблюдаемых уровней ППЭ с нормами ППЭПДУ для населения и персонала (10 мкВт/cм2 и 25 мкВт/cм2) позволяют считать оборудование БС экологически чистыми РЭС.
Результаты анализа сравнительной безопасности БС разных стандартов и типов (ССС стандартов GSM-900; AMPS и NMT-450, отечественная радиально-зоновая СПР «ВОЛЕМОТ»), размещенных на одном и том же объекте (РТО «Самарский телеграф»; точки типа М4 и М5 на рис. 2.26), иллюстрируют данные таблицы 2.10. Для жилых и административных зданий приведены результаты измерений, подтвержденные расчетами; для аппаратных БС – только результаты измерений. Оборудование БС всех СПР и ССС типовое; все излучатели располагались на крыше техздания (высота 40 м), точки определения ЭМИ выбирались в наиболее опасных местах вокруг РТО (верхние этажи близлежащих жилых и административных зданий, детские учреждения, общежития и т.п.), аналогично рис. 2.27.
Из таблицы 2.10 видно, что превышение максимально возможного естественного фона по ЭМИ в диапазонах ОВЧ и УВЧ вследствие работы БС для перечисленных СПР и ССС составляет: AMPS – (0,2...10)×106; «ВОЛЕМОТ» – (1...20)×106; GSM-900 – (0,002...1)×106; NMT-450 – (2...10)×106. Суммарный техногенный фон на селитебной территории города вблизи РТО «Самарский телеграф» в (20... 96)×106 раз превышает максимально возможный уровень естественного ЭМИ. С учетом всех случайных факторов, определяющих численные значения и разброс приводимых величин, сам их порядок заставляет обратить серьезное внимание на экологическую безопасность РТО.
Таблица 2.10. Уровни ППЭ, мкВт/см2; на территории вблизи РТО «Самарский телеграф»
| РЭС | AMPS | «ВОЛЕМОТ» | GSM-900 | NMT-450 |
| Аппаратные БС в техздании | (1,1...1,7) ×10-3 | 0,042...0,264 | (1,3...1,8) ×10-3 | (2,0...2,2) ×10-3 |
| Жилой дом, 5 этаж | 5,3×10-3 … 5,25×10-3 | 2,2×10-3 … 7,0×10-4 | 4,8×10-5 … 5,2×10-5 | 0,159 … 0,270 |
| Административное здание, 2 этаж | 1,8×10-2 … 3,5×10-2 | 3,4×10-2 … 3,3×10-3 | 1,9×10-3 … 1,2×10-3 | 4,0×10-2 … 1,7×10-3 |
| Административные здания, 2 этаж | (3,2...5,4) ×10-3 … (0,8...1,1) ×10-2 | (1,1...1,7) ×10-2 … (2,1...4,6) ×10-3 | (4,5...8,0) ×10-5 … (0,8...1,1) ×10-4 | 0,022...0,120 … (0,4...2,7) ×10-2 |
Таблица 2.11. Результаты определения уровней напряженности поля сигнала внутри многоэтажных зданий для ССС стандарта GSM-900
|
|
|
| Вариант | 1а | 1б | 1в | 2а | 2б | 3а | 3б | 3в |
| Этаж | 1/2 | |||||||
 E; дБ
| 36...40 | 44...52 | 47...52 | 39...46 | 34...40 | 54...59 | 47...52 | 16...24 |
Случай расположения антенн на крыше здания, в котором проводятся измерения, представляет особый интерес – поскольку НД допускают размещение излучателей БС на крышах жилых домов [2.16; 2.18]. В таблице 2.11 представлены результаты определения величины уменьшения Δ Е; дБ, уровней напряженности поля на разных этажах внутри жилых помещений – относительно уровней на крыше вблизи антенн, для следующих обследованных зданий и помещений: 17-этажный жилой дом в г. Самаре (монолитный железобетон), секторные антенны, (вариант 1), три помещения на 1 этаже (1а; 1б;1в); 17-этажный жилой дом в г. Тольятти (монолитный железобетон), секторные антенны, (вариант 2), коридор на 1 этаже (2а); подъезд (2б); 13-этажный жилой дом в г. Новокуйбышевске (сборный железобетон), штыревые антенны, (вариант 3), коридор 2 этажа (3а); коридор 12 этажа (3б); площадка между 1 и 2 этажами, у окон (3в).
Анализ данных таблицы 2.11 приводит к следующим выводам.
1. Уровни Е в жилых помещениях на 30-60 дБ ниже уровней на крыше железобетонного многоэтажного здания, где установлены антенны БС: независимо от типов этих антенн.
2. Основным источником излучения вглубь помещений являются окна (вариант 3в); через крышу, потолки, дверные проемы и т.п., сигнал в помещении практически не проходит.
3. Характер убывания поля в жилых помещениях мало зависит от номера этажа, на котором они расположены (3а; 3б; 1а; 2а и др.).
|
|
|
Из сопоставления между собой данных, аналогичных представленным в таблице 2.10, можно видеть, что как в непосредственной близости от антенн, так и на прилегающей части территории города (верхние этажи близлежащих зданий) наименьший уровень ППЭ дают излучающие средства GSM-900. Это говорит о том, что наибольшая безопасность БС стандарта GSM-900 обеспечивается не только за счет наименьшей излученной мощности РА, но и за счет наиболее рациональной конструкции секторных антенн «ETEL-0,5», которые концентрируют ЭМИ в направлении зоны обслуживания и ослабляют его уровни в близлежащем пространстве. При этом излучающее оборудование всех обследованных БС, как порознь, так и в совокупности, создает ЭМИ, не превышающее ПДУ [2.16], что позволяет считать стационарные БС указанных СПР и ССС безопасными по фактору ЭМИ для производственного персонала и населения города.
