ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ KB РАДИОСТАНЦИИ: ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
А. ВУЗОВ, Ю. КОЛЬЧУГИН, С. МИШЕНКОВ, В. РОМАНОВ
В начале этого года в радиолюбительском лексиконе появилось новое понятие - "Санитарный паспорт передающего радиотехнического объекта - любительской коротковолновой радиостанции". В публикуемой статье рассказывается, как возник этот документ, на основании каких расчетов он создавался. В приложении к статье приведены выдержки из "Временных методических рекомендаций при организации контроля радиолюбительских станций", руководствуясь которыми, радиолюбителям предстоит создавать и эксплуатировать свои радиостанции.
Ни в коей мере не стремясь обидеть профессионалов, создававших эти документы, тем не менее хотелось бы высказать удивление и сожаление в связи с тем, что радиолюбительская общественность почему-то не была привлечена к их подготовке. А ведь любительская связь отличается от профессиональной по сути, что нельзя было не учитывать при разработке регламентирующих документов. И как результат - остаются неясными некоторые положения при практическом их применении.
Например, поскольку не подлежат согласованию с органами Госсанэпиднадзора радиостанции, имеющие выходную мощность до 20 Вт и коэффициент направленного действия антенны не более 5 (т. е. эффективная излучаемая мощность не более 100 Вт?), то из зоны внимания Госсанэпиднадзора должны, по-видимому, выпасть все радиостанции четвертой и третьей категорий, а также радиостанции второй категории, не использующие сложных направленных антенн. А последних - большинство. Да и с радиостанциями первой категории не все так однозначно, ибо 200 Вт - это максимальная мощность, которую далеко не все радиолюбители используют несмотря на представленное им право.
Справедливости ради следует отметить, что к числу достоинств "Временных методических рекомендаций" можно отнести то, что этот документ официально устанавливает определенные требования к применяемым антеннам (пусть не всегда реализуемые в конкретных ситуациях), при которых любительские радиостанции даже первой категории не подлежат контролю со стороны органов Госсанэпиднадзора.
Известно, что электромагнитное поле искусственного происхождения - биологически активный физический фактор. Оно может оказать неблагоприятное воздействие на организм человека и окружающую среду. По этой причине необходимо внимательно рассматривать и решать проблемы "электромагнитного загрязнения" окружающей среды и обеспечения защиты людей от возможных вредных последствий воздействия электромагнитных полей. Кстати сказать, проблемы электромагнитной экологии [1] могут, в частности, возникнуть и при работе любительских радиостанций KB диапазона. Причем источником возможного вредного воздействия могут явиться как передатчик работающей радиостанции, облучающий оператора, так и облучение населения излучением передающей антенны. Именно последней проблеме и посвящена настоящая статья.
В общем случае для успешного решения проблемы "электромагнитного загрязнения" надо иметь:
- нормативные документы, определяющие предельно допустимые уровни воздействия электромагнитных полей;
- методические документы, позволяющие оценить реальные уровни излучаемых электромагнитных полей (произвести расчет и измерение их параметров);
- системы мероприятий технического, организационного и медико-биологического плана, направленные на предотвращение или снижение до минимума вредных последствий воздействия.
Нормативным документом, устанавливающим предельно допустимые уровни воздействия электромагнитных полей, являются санитарные правила и нормы "Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)" [2]. Этим документом определено также, что размещение и ввод в эксплуатацию передающих радиотехнических объектов, предназначенных для излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство, допускается только с разрешения соответствующего государственного санитарно-эпидемиологического центра (ЦГЭСН) в республике, крае, области, городах Москве и Санкт-Петербурге. При этом не подлежат согласованию с органами Госсанэпиднадзора только передающие устройства, работающие в полосе частот 3...30 МГц (в нее попадают и любительские KB диапазоны) мощностью до 20 Вт и имеющие антенны с коэффициентом направленного действия не более 5.
В соответствии с инструкцией Минсвязи "О порядке регистрации и эксплуатации любительских приемопередающих радиостанций индивидуального и коллективного пользования"определенной части радиолюбителей разрешено в указанной выше полосе частот разрешено использовать радиостанции мощностью до 200 Вт без ограничения на значение коэффициента направленности антенны.
Таким образом, владельцы части любительских радиостанций России должны получить разрешение ЦГСЭН на работу в эфире. Осуществляется это путем разработки санитарного паспорта передающего радиотехнического объекта (ПРТО) и его согласования в ЦГСЭН. Разработка такого паспорта в полном объеме требований [2] для радиолюбителей, естественно, представляет определенные трудности.
Конечно же санитарные нормы направлены не против радиолюбителей. Их выполнение преследует цель контроля за источниками ЭМИ. При этом закрывать глаза на существование любительских радиостанций KB диапазона как источников ЭМИ с позиций обеспечения электромагнитной безопасности человека просто нельзя. Право граждан России на сохранение здоровья закреплено в Законах РФ "О са-нитарно-эпидемиологическом благополучии населения", "Об охране окружающей среды", которые требуют выполнения действующих Федеральных санитарных норм и правил, в том числе и по ЭМИ РЧ.
С целью увязки требований [2] и указанной выше Инструкции для решения вставших перед радиолюбителями проблем, связанных с согласованием размещения радиостанций с центрами ГСЭН, головному институту по проблемам электромагнитной безопасности - Самарскому отраслевому научно-исследовательскому институту радио (СОНИИР) Министерством связи РФ была поставлена задача по оценке уровней электромагнитных полей (ЭМП) вблизи любительских радиостанций KB диапазона.
Необходимо отметить, что структура электромагнитного поля в близи антенн KB диапазона исключительно сложна и зависит от множества факторов: типа антенн, рабочих частот, уровня излучаемой мощности, поляризации излучаемого поля, электрофизических параметров подстилающей поверхности, характера и степени застройки, взаимного влияния антенн. Особенностью электромагнитного прогнозирования (расчета уровней ЭМП) в KB диапазоне является то, что поле необходимо определять на расстояниях, соизмеримых с геометрическими размерами антенн и длиной волны. При этом говорить о значении коэффициента направленного действия антенн, понятно, не имеет смысла. Границы санитарных зон могут попадать как в ближнюю и промежуточную зоны антенн, так и в дальнюю зону. Кроме того, в KB диапазоне характеристики излучения и структура полей вблизи антенн во многом зависят от электрофизических свойств подстилающей поверхности. 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 определенных параметров невозможно получить простые соотношения, либо универсальные кривые. Для практического осуществления электромагнитного прогнозирования необходимо знание реального поведения каждой поляризационной составляющей на различных расстояниях и высотах наблюдений, описать которые можно только в рамках строгих решений.
В соответствии с изложенным СОНИИР была разработана методика прогнозирования уровней ЭМП вблизи антенн любительских KB радиостанций, базирующаяся на строгих решениях соответствующих электродинамических задач тонкопроволочных структур при известных функциях распределения токов по излучателям, которые определяются на основе численных решений интегральных уравнений.
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).
На основе разработанного программного обеспечения методов расчета ЭМП любительских радиостанций KB диапазона была проведена оценка уровней напряженности поля (расчеты) для четырех любительских диапазонов - 10, 15, 20 и 40 метров, а также для Си-Би диапазона (27 МГц) для сухой почвы: е=3; b=0,001 См/м (наихудший случай подстилающей поверхности).
Расчеты проводились для распространенных типов антенн любительских радиостанций с мощностью передатчика 200 Вт: "Виндом", W3DZZ, "Цеппелин", Траундплэйн", полуволновый горизонтальный вибратор (ВГД), "длинный горизонтальный провод" [3]. При расчетах ЭМП антенн типа "Виндом", "Граунд плэйн" и ВГД размеры антенн выбирались в соответствии с [3] для каждого вышеуказанного поддиапазона длин волн (для ВГД длина плеча составляет l/4). Для антенны "Цеппелин" длина антенны выбрана 21,5м, что составляет l/2 для диапазона 40 метров. В диапазонах 20, 15 и 10 метров антенна работает как длинный провод длиной, кратной l/2. Антенна "Длинный провод" представляет собой провод длиной 50 м для диапазонов 10, 15, 20 метров и длиной 100 м для диапазона 40 метров.
Результаты расчетов уровней напряженности поля показывают, что практически для всех типов антенн наблюдается превышение предельно допустимого уровня (ПДУ) KB диапазона 10В/м [2]. Превышение ПДУ наблюдается на расстояниях до 10 м от точки подключения питания антенны при высоте между плоскостью антенны и плоскостью точки наблюдения 4 метра, за исключением антенны "Длинный провод", где ПДУ превышается вдоль провода по всей его длине.
По результатам расчетов уровней напряженности поля, в соответствии с [2], построены диаграммы санитарных зон на высоте подвеса антенн (рис. 1 - 6). На рисунках по радиусу указано расстояние в метрах. Для антенн горизонтальной поляризации, изображенных в плоскости зон ограничения в виде жирных прямых линий, видна азимутальная зависимость границ зон, которая в общем случае повторяет картину распределения тока по антеннам (рис.1, 2, рис. 4-6). Для антенны вертикальной поляризации ("Граунд плэйн") не наблюдается азимутальной зависимости - зона представляет собой круг (рис. 3). Из рисунков видно, что границы зон ограничения застройки на высоте подвеса антенн не распространяются более чем на 10 метров от любой точки антенны.
Анализ результатов оценки электромагнитной обстановки в местах размещения антенн любительских радиостанций, работающих в полосе частот 3...30 МГц, позволил совместно со специалистами научно-исследовательского института медицины труда РАМН и Федерального центра Госсанэпид-надзора Минздрава России разработать "Временные методические рекомендации по организации контроля за радиолюбительскими станциями KB диапазона", где и изложены требования к размещению антенн.
Временные методические рекомендации утверждены заместителем Главного Государственного Санитарного врача Российской Федерации и разосланы в ЦГСН.
Ниже приведены выдержки из этих рекомендаций, представляющие интерес для радиолюбителей.
Особо следует подчеркнуть, что в случае невыполнения рекомендаций по размещению антенн (например, при установке антенн между домами) владелец радиостанции обязан разработать и согласовать санитарный паспорт радиостанции в полном соответствии с требованиями упомянутых санитарных норм и правил.
Авторы статьи надеются, что изложенная информация окажется полезной многочисленной плеяде коротковолновиков, к которой они относятся с уважением, при составлении и согласовании санитарных паспортов радиолюбительской коротковолновой радиостанции с органами Госсанэпиднадзора. Авторы также полагают, что высокий интеллектуальный уровень и гражданская сознательность коротковолновиков позволят им корректно провести эту процедуру и не дадут проявиться негативной реакции на органы Госсанэпиднадзора, так как российский народ строит демократическое правовое государство, в котором должны соблюдаться права и обязанности всех граждан без исключения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вузов А. Л., Романов В. А. Проблема электромагнитной экологии. Аспекты метрологического обеспечения. Особенности нормирования, прогнозирования и измерений электромагнитных полей вблизи технических средств и объектов электросвязи. - Метрология и измерительная техника в связи, 1999, №5.
2.. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ). Санитарные правила и нормы. СанПиН - 2.2.4/2.1.8.055-96. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996.
3. Ротхаммель К. Антенны. - М.: Энергия, 1979, с. 320.
Выдержки из Временных методических рекомендаций при организации контроля радиолюбительских станций
1. Радиолюбительские радиостанции, работающие в коротковолновом диапазоне частот (3-30 МГц) и радиостанции, работающие в "гражданском" диапазоне частот (26,5-27,5 МГц) (РРС и РГД), являются объектами государственного санитарно-эпидемиологичес-кого надзора в соответствии с требованиями санитарных правил и норм "Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)" СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96.
2. Под надзор Госсанэпидслужбой должны быть взяты РРС и РГД, имеющие подводимую к антенне максимальную мощность, превышающую значения, указанные в п. 6.2. СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 (мощность более 20 Вт при коэффициенте направленного действия антенны более 5).
3. При согласовании размещения РРС и РГД, принадлежащих физическим лицам и имеющих подводимую к антенне мощность 20-200 Вт, должно быть обеспечено отсутствие доступа людей в зону установки антенны на расстояние не менее 10 м от любой ее точки. При установке на крыше здания антенна должна быть смонтирована на высоте не менее 1,5 м над крышей при обеспечении расстояния от любой ее точки до соседних строений не менее 10м для любого типа антенны и любого направления ее излучения. В этом случае расчета санитарно-защитной зоны и зоны ограничения застройки не требуется.
4. Контроль напряженности электрического поля при вводе РРС и РГД в эксплуатацию и последующем надзоре за ее работой может производиться по усмотрению специалистов центра Госсанэпиднадзора.
5. В исключительных случаях, когда размещение антенны с соблюдением приведенных выше требований невозможно, при решении вопроса о согласовании размещения РРС и РГД инструментальный контроль интенсивности (по электрической составляющей по СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 ) электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) при работе радиопередатчика является обязательным.
6. В санитарный паспорт передающего радиотехнического объекта (ПРТО) в этом случае не требуется включать диаграммы направленности антенны и материалы расчета распределения интенсивности ЭМИ РЧ на прилегающей территории, а также результаты измерения интенсивности ЭМИ РЧ, если таковые не производились.
7. При согласовании размещения РРС и РГД, принадлежащих юридическим лицам, контрольные измерения интенсивности электромагнитного излучения радиочастотного диапазона обязательны и протокол измерения прикладывается к санитарному паспорту ПРТО.
8. При согласовании размещения коллективной РРС и РГД с подводимой к антенне мощностью 200-1000 Вт должно быть обеспечено отсутствие доступа людей и отсутствие соседних строений на расстоянии не менее 25 м от любой точки антенны для любого типа антенны и любого направления ее излучения. При установке на крыше здания антенна должна быть смонтирована на высоте не менее 5 м над крышей при обеспечении расстояния до соседних строений не менее 25 м. В этом случае расчетов санитарно-защитной зоны и зоны ограничения застройки не требуется. Инструментальный контроль интенсивности ЭМИ РЧ при работе радиопередатчика является обязательным. В санитарный паспорт ПРТО в этом случае не требуется включать диаграммы направленности антенны и материалы расчета распределения интенсивности электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) на прилегающей территории.
9. Организация контроля уровней напряженности поля возлагается на владельца ПРТО.
10. При самостоятельном изготовлении радиопередатчика его технические параметры, вносимые в санитарный паспорт, должны быть подтверждены органами Главгоссвязьнадзора России или другими уполномоченными органами.
11. При пребывании в зоне расположения антенн РРС и РГД лиц, профессионально не связанных с воздействием ЭМИ РЧ, передатчик должен быть выключен.
12. Настоящие временные методические рекомендации дополняют требования п. 6.2 СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 в части, касающейся любительских коротковолновых радиостанций диапазона 3-30 МГц и радиостанций, работающих в "гражданском" диапазоне частот (26,5-27,5 МГц), и действуют до внесения соответствующих изменений в СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 при их корректировке.
Радио 7/2000, с.64-66.