Устройство зашумления сетей сотовой связи

Центр электромагнитной безопасности рекомендует следующие способы защиты от биологического действия электромагнитных полей.

Защита расстоянием - находиться от источников ЭМП на возможно более большом расстоянии защита временем - находиться вблизи источников ЭМП как можно меньше времени снижение величины электромагнитного поля - использовать экраны из радиоэкранирующих материалов, в том числе изделия из радиоэкранирующей ткани.

При экранировании ЭМП в радиочастотных диапазонах используются два вида материалов радиоотражающие (железо, сталь, медь, латунь, алюминий) и радиопоглощающие (пленки и ткани с металлизированным покрытием). Pадиопоглащающие материалы более удобны и надежны. Листы поглощающих материалов могут быть одно - или многослойными. Многослойные обеспечивают поглощение радиоволн в более широком диапазоне. В последние годы в качестве радиоэкранирующих материалов появились металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Их получают методом химической металлизации (из растворов) тканей различной структуры и плотности. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью и могут дублироваться другими материалами.

В результате длительного пребывания в зоне действия электромагнитных полей наступают преждевременная утомляемость, сонливость или нарушение сна, появляются частые головные боли, наступает расстройство нервной системы и др. При систематическом облучении наблюдаются стойкие нервно - психические заболевания, изменение кровяного давления, замедление пульса, трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. п.).

Аналогичное воздействие на организм человека оказывает электромагнитное поле промышленной частоты в электроустановках сверхвысокого напряжения.

Интенсивные электромагнитные поля вызывают у работающих нарушение функционального состояния центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы и периферической крови. При этом наблюдаются повышенная утомляемость, вялость, снижение точности рабочих движений, изменение кровяного давления и пульса, возникновение болей в сердце (обычно сопровождается аритмией) , головные боли.

Предполагается, что нарушение регуляции физиологических функций организма обусловлено воздействием поля на различные отделы нервной системы. При этом повышение возбудимости центральной нервной системы происходит за счет рефлекторного действия поля, а тормозной эффект - за счет прямого воздействия поля на структуры головного и спинного мозга. Считается, что кора головного мозга, а также промежуточный мозг особенно чувствительны к воздействию поля.

Наряду с биологическим действием электрическое поле обусловливает возникновение разрядов между человеком и металлическим предметом, имеющим иной, чем человек, потенциал. Если человек стоит непосредственно на земле или на токопроводящем заземленном основании, то потенциал его тела практически равен нулю, а если он изолирован от земли, то тело оказывается под некоторым потенциалом, достигающим иногда нескольких киловольт.

Очевидно, что прикосновение человека, изолированного от земли, к заземленному металлическому предмету, равно как и прикосновение человека, имеющего контакт с землей, к металлическому предмету, изолированному от земли, сопровождается прохождением через человека в землю разрядного тока, который может вызывать болезненные ощущения, особенно в первый момент.

Часто прикосновение сопровождается искровым разрядом. В случае прикосновения к изолированному от земли металлическому предмету большой протяженности (трубопровод, проволочная ограда на деревянных стойках и т.п. или большого размера металлическая крыша деревянного здания и пр.) сила тока, проходящего через человека, может достигать значений, опасных для жизни.

5.4 Нормирование электромагнитных полей

Исследованиями установлено, что биологическое действие одного и того же по частоте электромагнитного поля зависит от напряженности его

составляющих (электрической и магнитной) или плотности потока мощности для диапазона более 300 МГц. Это является критерием для определения биологической активности электромагнитных излучений. Для этого электромагнитные излучения с частотой до 300 МГц разбиты на диапазоны, для которых установлены предельно допустимые уровни напряженности электрической, В/м, и магнитной, А/м, составляющих поля. Для населения еще учитывают их местонахождение в зоне застройки или жилых помещений.

Согласно ГОСТ 12.1.00684, нормируемыми параметрами в диапазоне частот 60 кГц - 300 МГц являются напряженности Е и Н электромагнитного поля. На рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, профессионально связанного с воздействием электромагнитного поля, предельно допустимая напряженность этого поля в течение всего рабочего дня не должна превышать нормативных значений.

Эффект воздействия электромагнитного поля на биологический объект принято оценивать количеством электромагнитной энергии, поглощаемой этим объектом при нахождении его в поле.

В табл. 5.1 приведены предельно допустимые плотности потока энергии электромагнитных полей (ЭМП) в диапазоне частот 300 МГц - 300000 ГГц и время пребывания на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, профессионально связанного с воздействием ЭМП.

Таблица 5.1 Предельно допустимые плотности потока энергии электромагнитных полей

В табл. 5.2 приведено допустимое время пребывания человека в электрическом поле промышленной частоты сверхвысокого напряжения (400 кВ и выше).

Таблица 5.2 Предельно допустимое время c напряжением 400 кВ и выше

Ограничение времени пребывания человека в электромагнитном поле представляет собой так называемую «защиту временем.

Если напряженность поля на рабочем месте превышает 25 кВ/м или если требуется большая продолжительность пребывания человека в поле, чем указано в табл. 5.3, работы должны производиться с применением защитных средств - экранирующих устройств или экранирующих костюмов.

Пространство, в котором напряженность электрического поля равна 5 кВ/м и больше, принято называть опасной зоной или зоной влияния. Приближенно можно считать, что эта зона лежит в пределах круга с центром в точке расположения ближайшей токоведущей части, находящейся под напряжением, и радиусом R= 20 м для электроустановок 400 - 500 кВ и R = 30 м для электроустановок 750 кВ. На пересечениях линий электропередачи сверхвысокого (400--750 кВ) и ультравысокого (1150 кВ) напряжения с железными и автомобильными дорогами устанавливаются специальные знаки безопасности, ограничивающие зоны влияния этих воздушных линий.

Допустимое значение тока, длительно проходящего через человека и обусловленного воздействием электрического поля электроустановок сверхвысокого напряжения, составляет примерно 50--60 мкА, что соответствует напряженности электрического поля на высоте

роста человека примерно 5 кВ/м. Если при электрических разрядах, возникающих в момент прикосновения человека к металлической конструкции, имеющей иной, чем человек, потенциал, установившийся ток не превышает 50 - 60 мкА, то человек, как правило, не испытывает болевых ощущений. Поэтому это значение тока принято в качестве нормативного (допустимого).

Измерение интенсивности электромагнитных полей Для определения интенсивности электромагнитных полей, воздействующих на обслуживающий персонал, замеры проводят в зоне нахождения персонала по высоте от уровня пола (земли) до 2 м через 0,5 м. Для определения характера распространения и интенсивности полей в цехе, на участке, в кабине, помещении (лаборатории и др.) должны быть проведены измерения в точках пересечения координатной сетки со стороной в 1 м. Измерения проводят (при максимальной мощности установки) периодически, не реже одного раза в год, а также при приеме в эксплуатацию новых установок, изменениях в конструкции и схеме установки, проведении ремонтов и т. д. Исследования электромагнитных полей на рабочих местах должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.002-84, ГОСТ 12.1.006-84 по методике, утвержденной Минздравом СССР.

Для измерения интенсивности электромагнитных полей радиочастот используется прибор ИЭМП-1. Этим прибором можно измерить напряженности электрического и магнитного полей вблизи излучающих установок в диапазоне частот 100 кГц - 300 МГц для электрического поля и в диапазоне частот 100 кГц - 1,5 МГц - для магнитного поля. С помощью данного прибора можно установить зону, в пределах которой напряженность поля выше допустимой.

Плотность потока мощности в диапазоне УВЧ--СВЧ измеряют прибором ПО-1, с помощью которого можно определить среднее по времени значение , Вт/м2.

Измерения напряженности электрического поля в электроустановках сверхвысокого напряжения производят приборами типа ПЗ-1, ПЗ-1 м и др.

Измеритель напряженности электрического поля работает следующим образом. В антенне прибора электрическое поле создает э. д. с, которая усиливается с помощью транзисторного усилителя, выпрямляется полупроводниковыми диодами и измеряется стрелочным микро-амперметром. Антенна представляет собой симметричный диполь, выполненный в виде двух металлических пластин, размещенных одна над другой. Поскольку наведенная в симметричном диполе э. д. с. пропорциональна напряженности электрического поля, шкала миллиамперметра отградуирована в киловольтах на метр (кВ/м).

Измерение напряженности должно производиться во всей зоне, где может находиться человек в процессе выполнения работы. Наибольшее измеренное значение напряженности является определяющим. При размещении рабочего места на земле наибольшая напряженность обычно бывает на высоте роста человека. Поэтому замеры рекомендуется производить на высоте 1,8 м от уровня земли.

5.5 Методы защиты от электромагнитных полей

Основные меры защиты от воздействия электромагнитных излучений:

1)уменьшение излучения непосредственно у источника (достигается увеличением расстояния между источником направленного действия и рабочим местом, уменьшением мощности излучения генератора); рациональное размещение СВЧ и УВЧ установок (действующие установки мощностью более 10 Вт следует размещать в помещениях с капитальными стенами и перекрытиями, покрытыми радиопоглощающими материалами - кирпичом, шлакобетоном, а также материалами, обладающими отражающей способностью - масляными красками и др.);

2)дистанционный контроль и управление передатчиками в экранированном помещении (для визуального наблюдения за передатчиками оборудуются смотровые окна, защищенные металлической сеткой);

3)экранирование источников излучения и рабочих мест (применение отражающих заземленных экранов в виде листа или сетки из металла, обладающего высокой электропроводностью -алюминия, меди, латуни, стали); организационные меры (проведение дозиметрического контроля интенсивности электромагнитных излучений - не реже одного раза в 6 месяцев; медосмотр -- не реже одного раза в год; дополнительный отпуск, сокращенный рабочий день, допуск лиц не моложе 18 лет и не имеющих заболеваний центральной нервной системы, сердца, глаз);

4)применение средств индивидуальной защиты (спецодежда, защитные очки и др.).

У индукционных плавильных печей и нагревательных индукторов (высокие частоты) допускается напряженность поля до 20 В/м. Предел для магнитной составляющей напряженности поля должен быть 5 А/м. Напряженность ультравысокочастотных электромагнитных полей (средние и длинные волны) на рабочих местах не должна превышать 5 В/м.

Каждая промышленная установка снабжается техническим паспортом, в котором указаны электрическая схема, защитные приспособления, место применения, диапазон волн, допустимая мощность и т. д. По каждой установке ведут эксплуатационный журнал, в котором фиксируют состояние установки, режим работы, исправления, замену деталей, изменения напряженности поля. Пребывание персонала в зоне воздействия электромагнитных полей ограничивается минимально необходимым для проведения операций временем.

Новые установки вводят в эксплуатацию после приемки их, при которой устанавливают выполнение требований и норм охраны труда, норм по ограничению полей и радиопомех, а также регистрации их в государственных контролирующих органах. Генераторы токов высокой частоты устанавливают в отдельных огнестойких помещениях, машинные генераторы -- в звуконепроницаемых кабинах. Для установок мощностью до 30 кВт отводят площадь не менее 40 м2, большей мощности - не менее 70 м2. Расстояние между установками должно быть не менее 2 м, помещения экранируют, в общих помещениях установки размещают в экранированных боксах. Обязательна общая вентиляция помещений, а при наличии вредных выделений -- и местная. Помещения высокочастотных установок запрещается загромождать металлическими предметами. Наиболее простым и эффективным методом защиты от электромагнитных полей является «защита расстоянием».

Экранирование -- наиболее эффективный способ защиты. Электромагнитное поле ослабляется экраном вследствие создания в толще его поля противоположного направления. Степень ослабления электромагнитного поля зависит от глубины проникновения высокочастотного тока в толщу экрана. Чем больше магнитная проницаемость экрана и выше частота экранируемого поля, тем меньше глубина проникновения и необходимая толщина экрана. Экранируют либо источник излучений, либо рабочее место. Экраны бывают отражающие и поглощающие.

Для защиты работающих от электромагнитных излучений применяют заземленные экраны, кожухи, защитные козырьки, устанавливаемые на пути излучения. Средства защиты (экраны, кожухи) из радиопоглощающих материалов выполняют в виде тонких резиновых ковриков, гибких или жестких листов поролона, ферромагнитных пластин.

Для защиты от электрических полей сверхвысокого напряжения (50 Гц) необходимо увеличивать высоту подвеса фазных проводов ЛЭП. Для открытых распределительных устройств рекомендуются заземленные экраны (стационарные или временные) в виде козырьков, навесов и перегородок из металлической сетки возле коммутационных аппаратов, шкафов управления и контроля. К средствам индивидуальной защиты от электромагнитных излучений относят переносные зонты, комбинезоны и халаты из металлизированной ткани, осуществляющие защиту организма человека по принципу заземленного сетчатого экрана.

К ЭМП наиболее чувствительные следующие системы организма человека

1)нервная - изменяется высшая нервная деятельность, память, появляется склонность к развитию стрессорных реакций.

2)иммунная - нарушаются процессы иммуногенеза, отягощается течение инфекционного процесса

3)эндокринная - возникают функциональные нарушения в гипофиз-надпочечниковой системе

4)половая - нарушения регуляции со стороны нервной и нейроэндокринной систем. Многократное облучение ЭМП вызывает понижение активности гипофиза. Установлено, что чувствительность эмбриона к ЭМП значительно выше, чем чувствительность материнского организма. Контакт женщин с электромагнитным излучением может привести к преждевременным родам, повлиять на развитие плода и увеличить риск развития врожденных уродств

Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается. В результате возможно развитие дегенеративных процессов центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания. Особо опасны ЭМП для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом. Длительный контакт с ЭМП в СВЧ диапазоне может привести к развитию заболеваний, связанных с изменениями функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Предложено выделить самостоятельное нозологическое заболевание - радиоволновая болезнь. Pанними клиническими проявлениями последствий воздействия ЭМ-излучения на человека являются функциональные нарушения со стороны нервной системы. Они проявляются в виде вегетативных дисфункций неврастенического и астенического синдрома. Лица, длительное время находившиеся в зоне ЭМ-излучения, жалуются на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти и внимания , нарушение сна. К этим симптомам присоединяются расстройства вегетативных функций и дисфункции со стороны сердечно-сосудистой системы - нарушения артериального давления, боли в области сердца и др. Отмечаются также изменения состава крови и костного мозга. Длительное воздействие предельно допустимых ЭМ-излучения может привести к психическим расстройствам и смерти.

В зависимости от места нахождения человека относительно источника ЭМП он может подвергаться воздействию электрической или магнитной составляющей поля или их сочетанию, а в случае пребывания в волновой зоне - воздействию сформированной электромагнитной волны. Действующие нормативы основанны лишь на регламентации энергетической нагрузки, слагаемой из интенсивности и времени контакта с ЭМП. Они не позволяют распространить ПДУ на условия воздействия ЭМП со сложными физическими характеристиками, в частности, конкретные режимы модуляции. Исследования ЭМП выявили резонансные эффекты ЭМП при воздействии на биобъекты, частотные и амплитудные окна, обладающих высокой биологической активностью на клеточном уровне (наиболее пагубно для центральной нервной и иммунной систем), информационный механизм биологического действия ЭМП, патологические реакции людей на модулированные электромагнитные поля. Роль модуляции ЭМП в развитии биоэффектов всячески скрывается. Результаты свидетельствуют о возможной модификации биоэффектов ЭМП под влиянием ряда факторов физической и химической природы. Комбинированное действие ЭМП сверхмалых интенсивностей и других факторов вызывают паталогическую реакцию в организме человека.

Центр электромагнитной безопасности рекомендует следующие способы защиты от биологического действия электромагнитных полей.

1)защита расстоянием - находиться от источников ЭМП на возможно более большом расстоянии

2)защита временем - находиться вблизи источников ЭМП как можно меньше времени

3)снижение величины электромагнитного поля - использовать экраны из радиоэкранирующих материалов, в том числе изделия из радиоэкранирующей ткани.

При экранировании ЭМП в радиочастотных диапазонах используются два вида материалов радиоотражающие (железо, сталь, медь, латунь, алюминий) и радиопоглощающие (пленки и ткани с металлизированным покрытием). Pадиопоглащающие материалы более удобны и надежны. Листы поглощающих материалов могут быть одно - или многослойными. Многослойные обеспечивают поглощение радиоволн в более широком диапазоне. В последние годы в качестве радиоэкранирующих материалов появились металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Их получают методом химической металлизации (из растворов) тканей различной структуры и плотности. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью и могут дублироваться другими материалами.

Заключение

В процессе дипломного проектирования был произведён анализ существующих технических решений блокирования нежелательной работы сотовых телефонов, на основе чего были спроектированы структурная и принципиальная схемы, произведён расчёт фильтра сосредоточенной селекции полосы зашумления .

В результате проектирования был разработан генератор зашумления сетей сотовой связи для стандартов NMT-450, CDMA-450, GSM-900, GSM-1800, GSM-1900 построенный на современной элементарной базе, низким энергопотреблением. Данный генератор допускает дальнейшую модернизацию программным способом, путём изменения программы работы микроконтроллера, что делает данную разработку актуальной не только на настоящий момент, но и в будущем, в случае появления новых или изменения текущих параметров сетей сотовой связи.

Был дан обзор наиболее используемых стандартов сотовой связи ,а также были рассмотрены основные способы ее подавления.

Был сделан обзор рынка систем подавления сотовой связи.

Определена целесообразность разработки с экономической точки зрения и калькуляция себестоимости системы подавления сотовой связи для стандартов NMT-450, CDMA-450, GSM-900, GSM-1800, GSM-1900.

Дан обзор видов электромагнитного излучения и рассмотрены способы защиты от него.

Список использованной литературы и источников

1. Баскаков С.И «Радиотехнические цепи и сигналы» Справ. Пособие.-М., 2000. - 276 с.

2. Петров Б.Е. Романюк В.А Радиопередающие устройства на п/п приборах. Справ. Пособие.-М., 2003.. 487 с.

3. www.stanfordmicro.com

4. Богачев В.М. Транзисторные усилители мощности.-СПб.:Полигон 1996.

5. Типовые методические рекомендации по планированию, учету и калькулированию себестоимости научно-технической продукции (утв. Миннауки от 15.06.1994 РФ №ОР-22-2-46)

6. Шелонина О. А., Литвак И. И. Санитарно-гигиенический контроль за безопасным использованием компьютерных технологий в учебном процессе образовательных учреждений. Учебное пособие для врачей по гигиене детей и подростков. М., 2002 г.. 76 с.

7. Аксеев С. В., Усенко В. Р. Гигиена труда. - Медицина, 1988. - 576 с.: ил.

8. Экология и безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для вузов/ Д.А.Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н.Роева и др.; Под ред. Л.А.Муравья. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 447с.

9. Т.А.Хван, П.А.Хван. Основы экологии. Серия "Учебники и учебные пособия". Ростов н/Д: "Феникс", 2003. - 256с.

10. ГОСТ 20532 - 83. Радиопередатчики телевизионные 1 - 5 диапазонов. Основные параметры, технические требования и методы измерений. - М.: Издательство стандартов, 1984. - 34 с.

11. ГОСТ Р 50890 - 96. Передатчики телевизионные маломощные. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений. - М.: Издательство стандартов, 1996. - 36 с.

12. www.chipinfo.ru

13. www.datachit.com

Размещено на Allbest.ru