Вышки мобильной связи – принцип действия и влияние на здоровье человека

принцип действия и влияние на здоровье человека

Анекдоты бытуют разные. Говорят, кошки перестают рожать, однако ученые испытывали влияние электромагнитных волн, последовательно отыскивая новые аспекты. Одна группа догадалась посадить таракана внутрь микроволновой печи… Насекомое сумело, отыскав укромный угол, выжить. Найдет ли человек безопасное место от антенны на жилом доме?

Технический прогресс мобильной связи

По всей планете строят вышки, оборудуя мачты, крыши домов, утробы зданий. Точное значение частот определено поколением сотовой связи (GPS, EDGE, UMTS, LTE, CDMA2000). Типовые мощности базовых станций разнятся. Вышки США высотой 15..50 метров, бытует установка на крыши жилых домов. Направление фронта практически параллельно поверхности почвы. Имеющая форму лопастей вентилятора диаграмма направленности обусловливает низкие значения сигнала непосредственно ниже области монтажа. Типовые значения плотности мощности в 100 раз ниже установленных комиссиями (например, ARPANSA), примеры:

1. Kathrein 80010292 (GSM-900, 1800, UMTS-2100) – 1739 Вт, высота – 12,7 метра. Напряженность поля (50 метров до вышки) в направлении главного лепестка диаграммы направленности – 0,98 мкВт/кв. см (высота измерения 1,5 метра). Вдесятеро ниже российских норм.
2. Kathrein 742241 (GSM-900, 1800, UMTS-2100) – 1428 Вт, высота – 20,5 метров.
3. Kathrein 742241 (GSM-900, 1800, UMTS-2100) – 1329 Вт, высота – 33,3 метра.

Мобильная телефония обрела всемирное значение. Релейная радиосвязь фактически выступает основой технологии. Свыше 1,4 млн. вышек украсило планету. Третье поколение цифровой связи существенно увеличило число конструкций. Точки доступа украсили офисы, стены домов, квартиры. Однако эксперты указывают сравнительно малую опасность сегмента, беря за базу вещание (телевидение, радио). Сегодня медиков продолжают волновать долговременные эффекты, пропущенные торопливыми исследователями ранее. Уже доказано явление повышенной температуры тела жителей (+1 градус).

Тело поглощает впятеро больше энергии вещательных мощностей: 100 МГц – FM-радио; 300-400 МГц – телевидение. Высота человеческого роста делает людей прекрасными вертикальными приемными антеннами. Пятьдесят лет отработали телевизионщики, резкий рост смертности, заболеваемости отсутствует. Особенности модуляции псевдошумовыми сигналами сильно снижают мощность волн сотовой связи последних поколений.

Это интересно! Статистические данные развития рака населения близ базовых станций весьма неубедительны. Исследователи склонны считать факты причудой случая, простым совпадением.

Исследования проблемы дали право делать выводы: отсутствует изменение энцефалограммы, вероятность возникновения рака прежняя. Отдельные личности, обладающие гиперчувствительностью ощущают эффект самовнушения. Наконец, международными комиссиями выработаны меры (IEEE 2005, ICNIRP 1998), обеспечивающие защиту. Правительства государств обязаны локализовать действие документов, внедряя предписания экспертов. icnirp.org продает результаты исследований воздействия частот 100 кГц..300 ГГц (цена – 60 евро).

Общемировые требования

Типичный набор норм включает:

1. Плотность энергии ниже установленной ARPANSA.
2. Запрет возведения низких вышек. Высоту определяет законодательство государства.
3. При необходимости возведения низких вышек объекты удовлетворяют приложению 3, Акта телекоммуникаций и Telecommunications Code of Practice 1997 (1997).
4. Подробности установки уточняет местное законодательство.

Оборудование низких вышек немного отличается. Это сравнительно малые тарелки, антенны. Оборудование занимает высоты уже существующих конструкций.

Воздействие электромагнитных волн

Специфика действия электромагнитного излучения изучена плохо. Простой факт объясняется негуманностью исследований. Аналогично ученые мало знают о распаде крови под действием электрического тока, бьющего человека. Достоверных сведений мало, зато придуманы гипотезы. Согласно предположениям ученых, волна захватывает магнитный момент молекулы, начиная раскачивать. Поэтому жидкости ударно разогреваются силами трения. Твердые тела намного меньше склонны нагреваться. Каждый волен убедиться, положив внутрь микроволновой печки сахар.

Влияние волн определяется частотой. Воду лучше всего нагревает 2,4 ГГц. Имеются другие «удачные» комбинации, связью не используемые. Внимание, вопрос!

• Какова частота функционирования сотовых вышек?

Четвертое поколение находится как раз близ 2,5 ГГц. Птицы избегают вить гнезда близ станций кругового обзора. Отказывающиеся слушаться инстинктов погибают. Государство пытается ограничить мощность излучения вышек. СанПиН 2.1.8/2.2.4 устанавливает драконовские правила (кстати, вышла версия 2017 года):

• Плотность излучения передатчиков 900, 1800, 2100 МГц ниже 0,1 Вт/кв. м.

Зарубежные документы предоставляют больше свободы. Порог выше на порядок. Эксперты Великобритании рекомендуют людям младше 16 лет избегать телефонов. Доказаны (десятые годы XXI столетия) следующие эффекты воздействия излучения:

1. Нарушения иммунной системы.
2. Дисбаланс гормонов.
3. Мозговые изменения млекопитающих.
4. Ухудшение качества спермы.
5. Неврологические синдромы.

Однако механизмы воздействия остаются неясными. Иранские исследователи (5 октября 2017) показали прямую взаимосвязь ухудшения самочувствия с близость вышек (пределы 300 метров), найдена корреляция проживания ближе 5300 метров. Симптомы:

1. Головокружения.
2. Тошнота.
3. Раздражительность.
4. Мигрени.
5. Нервозность.
6. Потеря памяти.
7. Нарушения сна.
8. Изменение либидо.
9. Депрессия.
10. Общий дискомфорт.

Эксперты рекомендуют удалять антенны на 300 метров. Однако упускается порядок используемой мощности. Выше упоминалось: западными странами применяются уровни в 100 раз ниже ограничений стандартов. Апрельские исследования (2017) пополнили список научно обоснованными сведениями об изменении состава крови, истощении уровня глутатиона, изменении уровня ферментов. Подозревают влияние базовых станций на ДНК (ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28777669). Существуют сообщения о разрыве молекулярных связей мобильными телефонами.

Это интересно! Исследованиями доказан вред, приносимый излучением, растительности. Кроны деревьев, подвергшихся многолетней экзекуции, сильно повреждены. Результат заметен невооруженным глазом. Ежегодно исследователи делали снимки деревьев.

Что делать

Желающим проверить законность действий провайдеров адвокаты дают совет посетить несколько организаций:

1. Прокуратура.
2. Суд.
3. Роспотребнадзор.

Плотность мощности излучения устанавливает экспертиза. Видите возможность круговой поруки – тревожьте частного эксперта, обладающего нужным оборудованием (стоимость типичного измерителя напряженности поля измеряется тысячами долларов). Иногда чиновники предупреждают испытуемых. Оператор снизит временно мощность излучения. Самостоятельно проверить соответствие нормам пространства перед жилым зданием чрезвычайно сложно.

Имеется прецедент в Бресте: обитатели района Граевки оккупировали строительную площадку, собирали подписи против возведения на дворовой территории вышки сотовой связи. Мотивация проста: волны повредят здоровью детей, жизням жителей прилегающих домов. Действительный вред обсуждается, однако чаще стали умирать вполне известные люди. Причина – рак:

• Жанна Фриске.
• Михаил Задорнов.
• Певец Хворостовский.

Лишь малый перечень. Ранее отсутствовала столь обескураживающая смертность среди не старых людей. Всемирная организация здравоохранения заявила:

• Нет предпосылок видеть вред. Слабые радиосигналы неспособны оказать пагубное влияние.

Итоги

Написанное выше ясно свидетельствует: вред для здоровья вышки связи сильно недооценивали ученые эпохи предыдущих поколений пчелиных сот. Последние исследования ясно указывают пагубный радиус действия (пик – 80 метров), увеличение расстояния (свыше 300 метров) постепенно ослабляет эффект. Вначале европейские комиссии говорили: рядом с домом безопасно, поздние исследования начали опровергать устоявшееся мнение. Одновременно излучение от вышки в развитых странах много ниже предписываемого.

Первыми отсутствие влияния на человека стали оспаривать арабские, азиатские государства. Последовали повальные проверки наличия вреда от вышек. Радиация незаметна, редкий человек может описать, как выглядит фотон микроволн.

Фотон микроволн

Доклады исследователей

1. Камилла Риз, МВА, Нью-Йорк (2016), исследования заказаны клиентом, почувствовавшим недомогание: «Первым делом провела измерения на первом этаже, в помещении, где человек получил рак горла. Затем обследовала спальню, уровень излучения непрерывно повышался. Эмпирическим путем установлен наружный источник. След вел вдоль улицы к группе зданий, разместивших антенну. Местные сказали: из жителей девяти квартир восемь нажили рак, в оставшейся случилось 3 выкидыша».
2. Доклад инициативной группы Bio-initiative 2012 (2014): «Биоэффект провоцируют сравнительно малые дозы излучения. Достаточно нескольких минут облучения типовыми уровнями сотовых операторов, радиотелефонов. Хронический эффект провоцирует болезнь.»
3. Руководство EUROPEAEM 2105 для предотвращения поражения радиоволнами: «Люди, живущие близ базовых станций демонстрируют явную корреляцию с усталостью, депрессией, мигренями, нарушением концентрации внимания.»

Шведские исследователи заявили: проведено множество исследований действия единственной частоты, однако человека окружает уйма станций. Необходимо оценить воздействие результирующего поля спектра электромагнитных колебаний. Ученые исследовали опасность стокгольмского метро (stopsmartmetersbc.com/wp-content/uploads/2016/08/Hardell-RFR-Stockholm-Central-Railway-Station-some-medical-aspects-on-public-exposure-July2716.pdf), сделав определенные выводы: излучение несет опасность. Уровень канцерогенности, согласно выводам, соперничает с радиацией, асбестом.

Доктор философии Роберт Кейн, изрядно поработавший на Моторолу, заявил:

• Вера в безвредность микроволн касательно разрушения ДНК, прочих проблем, скорее рождена недостаточным понимаем вопроса. Механизм поглощения излучения загадочен, процесс разрушения молекул явно не описывается простой картиной ионизации молекул воздуха. Очевиден урон хромосомам. Обнаружение урона сопутствует всем используемым человечествам частотам: радио, телевидение, беспроводная связь, вплоть до 9 ГГц.

setinoid.ru

Вышка сотовой связи рядом с домом, вред для организма человека

Ограничить и обезопасить себя от действия данного вредоносного фактора мы можем, уменьшив пользование прибором. Но остается вопрос, точного ответа на который ещё не известно «Как снизить влияние вышек сотовой связи на здоровье человека и опасно ли такое воздействие вообще?».

Насколько опасно излучение от вышки сотовой связи

Любая сотовая вышка рядом с домом (вред такой конструкции обусловлен ранее) оказывает негативное влияние на здоровье человека. Однако интенсивность такого воздействия зависит от количества производимого ей сигнала. 

Распространение импульса на то или иное расстояние зависит от многих факторов, среди которых выделяют такие:

• Нагрузка на саму конструкцию, то есть количество подобных вышек вблизи
• Аппаратура, используемая оператором при построении самой вышки и при получении сигнала пользователями мобильной связи
• Количество зданий вблизи, то есть плотность коммуникаций возле вышки. Чем их больше, тем хуже распространяется сигнал, поэтому при таком строительстве большое значение имеет не только территория, но и объекты, которые находятся рядом

Физические характеристики излучения от вышек

Операторы мобильной связи говорят, что работа вышки действует на человека очень косвенно и фактически не может нанести вреда здоровью. Это обусловлено тем, что сигнал, который распространяется идет на большой высоте от поверхности земли (поскольку он генерируются фактически на самой высокой точке конструкции), вниз излучения доходит примерно в 700-1000 раз меньше, чем идет основным путем по принципу сотового построения. Однако по физическим законам, рассеяние энергии прямо пропорционально квадрату расстояния. То есть чем ближе расстояние к источнику излучения, тем большее влияние он будет осуществлять на живой организм, даже принимая во внимание тот факт, что на землю доходит гораздо меньше энергии, чем есть в воздухе.

Антенны сотовой связи на жилых домах также наносят вред здоровью человека. Такие конструкции производят гораздо меньшее количество излучения, однако размеры их также пропорционально уменьшаются. В результате, расстояние между помещением, где находятся люди и точкой пространства в которой генерируется больше вредной энергии сокращается. Излучения в таких местах значительно превышает разрешенные 10 мкВт /см для безопасного воздействия на человеческий организм. К этому добавляется электромагнитная энергия от других устройств домашнего обихода и приборы общественного использования, которые также служат источником опасного воздействия. 

Поэтому вредное воздействие электромагнитного излучения, которое производит вышка сотовой связи рядом с домом (вред такого соседства бесспорно доказан) с точки зрения биологии, влияет на человеческое тело крайне негативно, поскольку может стать причиной возникновения многих заболеваний внутренних органов.

Закажите бесплатно консультацию эколога

Влияние вышки сотовой связи на здоровье человека

Чем ближе находится человек, тем большее количество энергии поглощает его тело, что в свою очередь может привести к следующим последствиям:

1. Ухудшение работы центральной нервной системы, что проявляется общей слабостью, сонливостью, головными болями, проблемами со сном и т.д.
2. Увеличение риска развития нарушений сердечно-сосудистой системы, включая патологии кровеносного русла, миокарда, эпикарда, перикарда, вплоть до возникновения инфаркта
3. Изменение гормонального фона, на фоне этого возможно развитие заболеваний мочеполовой системы, что со временем при крайних формах может привести к развитию импотенции или невозможности оплодотворять у мужчин или не вынашивания ребенка у женщин
4. Ухудшение самочувствия, развитие острых состояний при хронических заболеваниях вплоть до развития бронхиальной астмы у людей, страдающих аллергическими заболеваниями различного генеза
5. Нарушение работы организма путем изменения его гомеостаза, что ведет к воспалительным заболеваниям во внутренних органах

Также остерегаться влияния излучения от вышек сотовой связи следует беременным и женщинам, которые кормят грудью. Ребенок, находясь в утробе матери, особенно на первых месяцах беременности, очень восприимчив к действию негативных факторов влияния как эндогенного, так и экзогенного происхождения. Излучение выступает в этом случае в роли тератогенного фактора, который может вызывать различные патологии развития плода или даже быть причиной прерывания беременности вследствие замирания плода в особо тяжелых случаях. Кормящим матерям также следует опасаться излучения, поскольку негативная энергия может вызвать изменение структуры молока, что в свою очередь приведет к нарушениям развития нервной или пищеварительной систем детского организма.

Как обезопасить себя от влияния вышки сотовой связи рядом с домом?

Стоит также помнить, что излучение от вышки сотовой связи (безопасное расстояние при этом будем считать условно нарушенным, как это часто бывает при строительстве таких конструкций) можно уменьшить с помощью некоторых строительных материалов. Например, стекло уменьшает вредное воздействие в 2-3 раза, а бетонные конструкции пропускают в 30 раз меньше излучения. Можно сделать вывод, что, находясь в помещении, человек уменьшает вредное воздействие вышки сотовой связи на свой организм.

Уменьшить воздействие излучения частично поможет уборка в квартире или доме. Влияние влаги относительно нивелирует вредную энергию, которая за определенное время аккумулировалась в доме.

Если изначально есть возможность выбора строительства дома, желательно не начинать его в местах, где располагаются вышки или в ближайшем будущем планируется их сооружения. При обстоятельствах, когда нет выбора места расположения будущего построения, нужно максимально уменьшить вредное воздействие на организм. Стоит опасаться излучения такого генеза и его попадания на тело, так как это может привести к негативным последствиям таких как развитие патологий или заболеваний, вызванных данным внешним фактором.

ecotestexpress.ru

Расположение вышек сотовой связи на карте

Вышки сотовой связи на карте помогают определить территорию покрытия мобильной связи конкретного оператора. Чем таких станций больше, тем в округе лучше сотовая связь.

Зачем знать, где расположены вышки сотовой связи

Эта информация может пригодиться в таких жизненных ситуациях:

• При покупке дома или дачи в экологически чистом районе расположение вышек важно, чтобы знать, насколько качественной будет сотовая связь и интернет.
• При нахождении в горах или лесу нужно знать, в какую сторону идти, чтобы поймать сигнал от вышки и в случае необходимости, попросить о помощи по телефону.
• Во время поиска пропавших людей. Если работы ведутся в отдалённых районах с плохой связью, часто привозят переносное оборудование для установления нормальной связи в поисковом лагере и близлежащей местности.
• Если планируется использование беспроводного роутера или домашнего усилителя сигнала – нужно знать, в какую сторону его направить, чтобы получить наилучший результат.
• При использовании нескольких сим-карт важно знать, вышка какого оператора находится ближе всего – так можно выбрать более качественную связь, чтобы разговор не прерывался и не возникало помех.

Карта базовых станций вызывает огромный интерес у радиолюбителей. С её помощью они определяют, насколько велика вероятность помех в каждом районе. Знать расположение станций необходимо также самим техническим сотрудникам оператора для проведения работ по установке и обслуживанию оборудования.

Карты покрытия операторов

Самая полная карта станций имеется только у сотовых операторов. С её помощью они проводят работы по установке новой аппаратуры и поддержанию качественной связи. Точное расположение вышек не попадает в открытый доступ, чтобы защитить станции от действий злоумышленников и вандалов.

Официальные сайты операторов

Эти сервисы показывают зону покрытия сети. На карте выделяется цветом интенсивность сигнала и зоны распространения сетей LTE, 4G и 3G. По ним можно найти интересующую местность и понять, насколько хорошей там будет связь. Точные координаты станций здесь не указываются по вышеприведённым причинам.

Специальные программы и приложения

Для выявления базовых станций есть удобные приложения для мобильных устройств, а также более мощные программы для компьютеров:

• Одно из самых популярных приложений – OpenSignal. Оно показывает на карте местоположение вышек, а также открытые точки доступа Wi-Fi. Ещё здесь есть встроенный компас и сервис для расчёта скорости трафика.
• Другое приложение – Нетмонитор (Netmonitor), оно часто упоминается на тематических форумах. Этот ресурс имеет базу станций мобильных операторов, выполняет поиск сетей GSM и CDMA, работает на устройствах с двумя сим-картами.
• Есть специальные сайты, такие как xinit.ru. Но местоположение вышки можно узнать только тем, кто владеет данными базовых станций – идентификатор соты, Location area code и другие.

В Google Play и AppStore много приложений с похожими функциями. Их легко найти, введя в поиске запрос «Карта вышек». В поисковых системах можно найти карты станций Билайн, МТС или Мегафон, которые составляются самими абонентами – это актуально для больших городов. Самая подробная «народная» карта создана для Москвы и области.

Насколько опасно находиться рядом с вышкой

Сотовая связь работает благодаря передаче электромагнитных волн от базовых станций к принимающим устройствам. Этот сигнал передаётся в ультравысокочастотном диапазоне. Радиус его распространения зависит от разных факторов:

• Стандарта связи конкретного оператора;
• Нагрузки на сеть;
• Плотности застройки;
• Качества оборудования.

Технология системы позволяет направлять максимум излучения в противоположную сторону от зданий, на которых установлены антенны сотовой связи. Мощность станции непостоянная величина – она приспосабливается к загруженности сети.

Базовые станции строятся за городом. Часто они оснащаются усилителями сигнала — так увеличивается радиус распространения радиоволн. Поэтому уровень электромагнитного излучения в этих местах выше обычно. Однако он находится в пределах нормы и не оказывает значительно воздействия на организм. Проживать в местности рядом с базовой вышкой безопасно, если передающее оборудование установлено выше жилых построек и соответствует техническим нормативам.

В городах операторы устанавливают свои антенны на крышах многоэтажных домов. Это не запрещено по закону, но предусмотрены обязательные требования:

• Определённый уровень электромагнитного поля (не более 10 мВт/см2).
• Высота над поверхностью крыши – 1,5-5 метров, в зависимости от мощности.
• Расстояние от других домов – 10-25 метров.
• Людям закрыт доступ на крышу.

Оператору для установки оборудования требуется разрешение проверяющих органов. Если все требования по санитарным и техническим нормам соблюдены, то вышки не несут вред для здоровья человека.

Для поиска базовых станций придумано несколько способов. При использовании сайтов операторов можно увидеть интенсивность сигнала. Другие сервисы помогают более точно определить местонахождение вышек. Часто абоненты находят ближайшие от себя вышки и расстояние до них по простым приложениям из Google Play.

kakoperator.ru

Вышка сотовой связи около дома. Стоит ли бояться?

Недавно в СМИ прошла новость о том, что жители Бреста не разрешили строить вышку связи во дворе домов на Граевке. Собрали больше сотни подписей, а также дежурили возле строительных материалов, чтобы не дать возвести базовую станцию. Причина — «вышка может оказать отрицательное влияние как на здоровье детей, что учатся в школе, так и на жителей ближайших домов». Одни считают, что жители поступают правильно, другие же называют это «борьбой с ветряными мельницами». Опасны ли вышки сотовой связи на самом деле? Какой вред они могут принести рядом с жилым домом и как сильно излучают?

Базовая станция сотового оператора около дома в Бресте (микрорайон «Ковалево»)

Перерыв в интернете не один десяток статей, понял, что единого мнения на этот счет нет. Так бояться или нет излучения? Для себя я выделил одну статью, более-менее доходчиво рассказывающую о принципе работы базовой станции мобильного оператора в России. Не претендуя на истину в последней инстанции, но ознакомиться читателям brestcity.com будет нелишне. Особенно, если вас этот вопрос волнует.
Итак.
Блог компании ВымпелКом (Билайн)

Очень часто случается, что как только на крышу жилого дома будет установлена антенна сотовой сети, тут же начинаются жалобы от жильцов. Бывают стандартные вроде «Начала болеть голова!», а бывают такие интересные как «Перестали рожать кошки», «Вымерли все тараканы» и даже «За мной начали следить!».

Ясное дело, во всём виновата новая штука. В ряде случаев из-за таких жалоб до непосредственного включения базовой станции не доходит, и смонтированные, но ещё не запущенные в работу антенны, приходится снимать и переносить.

Ниже я расскажу как излучает базовая станция и приложу расчёты.

Опасность радиоволн для организма человека исследована в данный момент не до конца, но исследования проводятся, прочитать про них можно, например, здесь в разделе «Как действует ЭМП на здоровье». В целом, если проанализировать исследования, становится понятно, что таки да, опасно!

Что делается для того, чтобы этой опасности избежать? В нашей стране есть стандарт, по которому, в частности, производится строительство базовых станций. В СаНПиН 2.1.8/2.2.4 написано, что предельно допустимая плотность потока энергии для частот, на которых работают наши БС (900, 1800, 2100 МГц) равна 10 мкВт/см2, или же 0,1 Вт/м2. Вот от этого числа и будем дальше отталкиваться при оценке.

Справедливости ради, стоит сказать, что во многих западных странах подобные нормы позволяют облучать местное народонаселение плотностью потока энергии на пару порядков выше, примерно по 1мВт/см2, то есть 10Вт/м2.

• Оценка реального облучения

Итак, у нас есть число, выше которого прыгать нельзя ни в коем случае. Каким образом можно понять, будет ли излучение конкретно в вашей квартире/офисе выше или ниже этой величины?
Во-первых, что такое эта самая плотность потока энергии? Это сколько излучённой антенной энергии будет проходить через определённую площадь (см2 в СаНПиНе). Если бы антенна излучала во все стороны одинаково, то вся энергия бы размазывалась по сфере вокруг антенны. Ну, такие антенны оператору сотовой связи особо не нужны, у нас чаще всего используются направленные секторные панельные антенны, которые излучают в определённом направлении (диаграммы направленности можно посмотреть в каталогах антенн производителей, например, здесь).

Вот типовая диаграмма направленности:

Горизонтальная (слева) и вертикальная диаграммы направленности в логарифмическом масштабе.

Горизонтальная (слева) и вертикальная диаграммы направленности в обычном линейном масштабе.

Ну а саму плотность потока энергии можно посчитать, если заглянуть в любую книжку по радиотехнике.

• А теперь на примерах

Первым делом самый простой вариант – антенну поставили на доме напротив, что будет, если она смотрит прямо на вас, незащищённого ничем (даже шапочкой из фольги)?

У обычных антенн усиление в главном лепестке диаграммы направленности составляет, например, 18dBi (это 63 раза). На вход антенны, предположим, с БС идёт целых 40 Вт (редко такое используется, обычно не выше 20 Вт, но для оценки можно и преувеличить).

Тогда плотность потока энергии с расстоянием будет падать как на картинке:

Возьмём более реальный случай, когда БС устанавливается на доме напротив, но на пути между вами и антенной есть оконное стекло (в нём сигнал затухает на 4dB, то есть в 2,5 раза). Даже конкретизируем, возьму свой пример – дом через дорогу, на котором стоит БС, согласно Google Earth между ним и моими окнами 110 метров. В этом случае, получим, что ужиная, я получаю 0,0066 мВт/м2. Это в 15 раз меньше, чем предельный уровень – можно смело есть, не прячась за холодильником!

Чаще бывает, что вас и антенну разделяет не стекло, а стена. В железобетонных стенах сигнал затухает ещё сильнее, чаще всего это примерно 15dB (почти 32 раза).

Это мы посмотрели, что будет, если антенну направили прямо на вас, то есть специально целились в вашу квартиру/офис.

Ещё чаще вы находитесь не в главном лепестке диаграммы направленности, где излучение максимально, а где-нибудь сбоку, там коэффициент усиления антенны уже заметно ниже 18dBi. В этих случаях, естественно, излучение будет ещё ниже, например:

Ну а теперь вернёмся к нашему примеру из самого начала: что если антенну установили на крыше вашего дома?

Тогда коэффициент усиления антенны в направлении квартиры на верхнем этаже будет равен примерно -5dBi (затухание в 3 раза), потолок даст затухание на 15dB (32 раза). Если посчитать, то получим, что кошки, которые перестали рожать и умирающие тараканы на расстоянии 2х метров от антенны получают по 0.0078 Вт/м2, то есть немногим больше меня, ужинающего в 110 метрах от антенны.

• Что это значит, кэп?

Если базовая станция у вас над головой на крыше — к вам не попадает почти ничего. С другой стороны, если вы решите полазить по крыше и повернуть на себя секторную антенну, а потом позагорать под ней, вас ждёт очень неприятный сюрприз.

• Параноикам на заметку

Не стоит обниматься со включённой базовой станцией. По крайней мере, продолжительное время — точно.
Не держите фемтосоту у себя на коленях и на рабочем столе. Гарантированно безопасное расстояние от неё до вас — 1 метр с любой стороны.
Категорически не стоит попадать в фокус РЛС на различных военных объектах: мощности там в разы выше.
Излучение от БС на соседнем доме в разы менее опасно сказывается на здоровье в сравнении с периодическим излучением китайской микроволновки (где бьёт изо всех щелей). Сравнимые по мощности факторы с излучением БС прямо на крыше над вами — это обычный домашний Wi-Fi и Bluetooth-гарнитуры.

• О наших сотрудниках

Что касается наших сотрудников, то при плановых работах, когда они подходят непосредственно к антеннам и могут получить уже ощутимый вред — у нас принято отключать БС на время работ.

Из изложенного выше можно понять, что практически любой реально осуществимый вариант установки антенн базовых станций является безвредным для человека (если верить СаНПиН). Если вспомнить о том, что 40 Вт мощности на антенну подаются очень редко, то на душе становится ещё легче. Плюс стоит вспомнить о нормах в большинстве западных стран, где опасный уровень начинается значительно выше.

P.S. На сайте мобильного оператора МТС в Беларуси есть даже целый раздел, посвященный здоровью. Вот несколько ответов из категории «Мобильная связь и здоровье: правда и вымысел»:

— Если базовая станция установлена на крыше дома, где я живу (работаю), насколько это опасно для моего здоровья?
В этом случае вы находитесь в «мертвой зоне» — т.е. излучение антенн не затрагивает вас вообще, т.к. распространяется оно в стороны, а вертикально вниз или вверх антенны практически не излучают. Вообще же даже в самой «опасной» зоне — т.е. при нахождении с БС примерно на одном уровне горизонтально — опасная зона составляет не более 30 метров. Излучение имеет свойство угасать пропорционально квадрату расстояния (если расстояние от источника излучения увеличилось в 2 раза, излучение ослабилось в 4 раза и т.д.). Таким образом, несколько десятков метров удаления от базовой станции — это практически 100-процентная гарантия отсутствия какого-либо способного влиять на здоровье излучения.

— Что по мнению специалистов может больше влиять на здоровье человека — базовая станция или сам сотовый телефон?
Ответ специалистов однозначен: сам телефон! Дело в том, что телефон мы обычно прижимаем к уху при разговоре, он максимально «близок к телу». Базовая же станция всегда удалена хотя бы на несколько десятков метров, что практически сводит к нулю воздействие излучения от нее. Сотовый телефон излучает определенное электромагнитное излучение в моменты установления соединения с ближайшей БС (таких попыток делается несколько в минуту). В моменты, когда БС удалена либо поблизости вообще нет БС, телефон посылает сигнал максимальной мощности.

— Каковы действующие в РБ нормативы ЭМИ и какой нормативный документ их регламентирует?
Согласно Санитарным нормам и правилам РБ (СанПиН) 2.2.4/2.1.8.9-36-2002 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)» предельно допустимый уровень поверхностной плотности потока мощности в диапазоне частот, в котором работает оборудование сотовых операторов, составляет 10 мкВт/кв.см (10 микроватт на квадратный сантиметр).

По этой же теме:

Вам будет интересно

brestcity.com

Базовые станции сотовой связи и их антенная часть

И вновь немного общеобразовательного материала. На этот раз речь пойдет о базовых станциях. Рассмотрим различные технические моменты по их размещению, конструкции и дальности действия, а также заглянем внутрь самого антенного блока.

Базовые станции. Общие сведения

Так выглядят антенны сотовой связи, установленные на крышах зданий. Эти антенны являются элементом базовой станции (БС), а конкретно – устройством для приема и передачи радиосигнала от одного абонента к другому, и далее через усилитель к контроллеру базовой станции и другим устройствам. Являясь наиболее заметной частью БС, они устанавливаются на антенных мачтах, крышах жилых и производственных зданий и даже дымовых трубах. Сегодня можно встретить и более экзотические варианты их установки, в России их уже устанавливают на столбах освещения, а в Египте их даже «маскируют» под пальмы.

Подключение базовой станции к  сети оператора связи может производиться по радиорелейной связи, поэтому рядом с «прямоугольными» антеннами блоками БС можно увидеть радиорелейную тарелку:

С переходом на более современные стандарты четвертого и пятого поколений, для удовлетворения их требований подключать станции нужно будет исключительно по волоконной оптике. В современных конструкциях БС оптоволокно становится неотъемлемой средой передачи информации даже между узлами и блоками самой БС. К примеру, на рисунке ниже показано устройство современной базовой станции, где оптоволоконный кабель используется для передачи данных от RRU (выносные управляемые модули) антенны до самой базовой станции (показано оранжевой линией).

Оборудование базовой станции располагается в нежилых помещениях здания, либо устанавливается в специализированные контейнеры (закрепленные на стенах или столбах), ведь современное оборудования выполняется довольно компактно и может запросто поместиться в системный блок серверного компьютера. Часто радиомодуль устанавливают рядом с антенным блоком, это позволяет уменьшить потери и рассеивание передаваемой в антенну мощности. Так выглядят три установленных радиомодуля оборудования базовой станции Flexi Multiradio, закрепленные прямо на мачте:

Зона обслуживания базовых станций

Для начала следует отметить, что бывают различные типы базовых станций: макро, микро, пико и фемтосоты. Начнем с малого. И, если кратко, то фемтосота не является базовой станцией. Это, скорее, Access Point (точка доступа). Данное оборудование изначально ориентируется на домашнего или офисного пользователя и владельцем такого оборудования является частное или юр. лицо, не относящееся к оператору. Главное отличие такого оборудования заключается в том, что оно имеет полностью автоматическую конфигурацию, начиная от оценки радиопараметров и заканчивая подключением к сети оператора. Фемтосота имеет габариты домашнего роутера:

Пикосота – это БС малой мощности, принадлежащая оператору и использующая в качестве транспортной сети IP/Ethernet. Обычно устанавливается в местах возможной локальной концентрации пользователей. Устройство по размерам сравнимо с небольшим ноутбуком:

Микросота – это приближенный вариант реализации базовой станции в компактном виде, очень распространено в сетях операторов. От «большой» базовой станции ее отличает урезанная емкость поддерживаемых абонентом и меньшая излучающая мощность. Масса, как правило, до 50 кг и радиус радиопокрытия — до 5 км. Такое решение используется там, где не нужны высокие емкости и мощности сети, или нет возможности установить большую станцию:

И наконец, макросота – стандартная базовая станция, на базе которой строятся мобильные сети. Она характеризуется мощностями порядка 50 W и радиусом покрытия до 100 км (в пределе). Масса стойки может достигать 300 кг.

Зона покрытия каждой БС зависит от высоты подвеса антенной секции, от рельефа местности и количества препятствий на пути до абонента. При установке базовой станции далеко не всегда на первый план выносится радиус покрытия. По мере роста абонентской базы может не хватить максимальной пропускной способности БС, в этом случае на экране телефона появляется сообщение «сеть занята». Тогда оператор со временем на этой территории может сознательно уменьшить радиус действия базовой станции и установить несколько дополнительных станций в местах наибольшей нагрузки.

Когда нужно увеличить емкость сети и снизить нагрузку на отдельные базовые станции, тогда и приходят на помощь микросоты. В условиях мегаполиса зона радиопокрытия одной микросоты может составлять всего 500 метров.

В условиях города, как ни странно, встречаются такие места, где оператору нужно локально подключить участок с большим количеством трафика (районы станций метро, крупные центральные улицы и др.). В этом случае применяются маломощные микросоты и пикосоты, антенные блоки которых можно располагать на низких зданиях и на столбах уличного освещения. Когда возникает вопрос организации качественного радиопокрытия внутри закрытых зданий (торговые и бизнес центры, гипермаркеты и др.) тогда на помощь приходят пикосотовые базовые станции.

За пределами городов на первый план выходит дальность работы отдельных базовых станций, так установка каждой базовой станции в удалении от города становится все более дорогостоящим предприятием в связи с необходимостью построения линий электропередач, дорог и вышек в сложных климатических и технологических условиях. Для увеличения зоны покрытия желательно устанавливать БС на более высоких мачтах, использовать направленные секторные излучатели, и более низкие частоты, менее подверженные затуханию.

Так, например, в диапазоне 1800 МГц дальность действия БС не превышает 6-7 километров, а в случае использования 900–мегагерцового диапазона зона покрытия может достигать 32 километров, при прочих равных условиях.

Антенны базовых станций. Заглянем внутрь

В сотовой связи чаще всего используют секторные панельные антенны, которые имеют диаграмму направленности шириной в 120, 90, 60 и 30 градусов. Соответственно для организации связи во всех направлениях (от 0 до 360) может потребоваться 3 (ширина ДН 120 градусов) либо 6 (ширина ДН 60 градусов) антенных блоков. Пример организации равномерного покрытия во всех направлениях показан на рисунке ниже:

А ниже вид типовых диаграмм направленности в логарифмическом масштабе.

Большинство антенн базовых станций широкополосные, позволяющие работать в одном, двух или трех диапазонах частот. Начиная с сетей UMTS, в отличие от GSM, антенны базовых станций умеют изменять площадь радиопокрытия в зависимости от нагрузки на сеть. Один из самых эффективных методов управления излучаемой мощностью – это управление углом наклона антенны, таким способом изменяется площадь облучения диаграммы направленности.

Антенны могут иметь фиксированный угол наклона, либо имеют возможность дистанционной регулировки с помощью специального программного обеспечения, располагаемого в блоке управления БС, и встроенных фазовращателей. Существуют также решения, позволяющие изменять зону обслуживания, от общей системы управления сети передачи данных. Таким образом, можно регулировать зону обслуживания всего сектора базовой станции. 

В антеннах базовых станций применяется как механическое управление диаграммой, так и электрическое. Механическое управление проще реализуется, но часто приводит к искажению формы диаграммы направленности из-за влияния конструктивных частей. Большинство антенн БС имеет систему электрической регулировки угла наклона.

Современный антенный блок представляет собой группу излучающих элементов антенной решетки. Расстояние между элементами решетки выбирается таким образом, чтобы получить наименьший уровень боковых лепестков диаграммы направленности. Наиболее часто встречаются длины панельных антенн от 0,7 до 2,6 метров (для многодиапазонных антенных панелей). Коэффициент усиления варьируется от 12 до 20 dBi.

На рисунке ниже (слева) представлена конструкция одной из наиболее распространенных (но уже устаревающих) антенных панелей. 

Здесь излучатели антенной панели представляют собой полуволновые симметричные электрические вибраторы над проводящим экраном, расположенные под углом 45 градусов. Такая конструкция позволяет формировать диаграмму с шириной главного лепестка 65 или 90 градусов. В такой конструкции выпускаются двух- и даже трехдиапазонные антенные блоки (правда, довольно крупногабаритные). Например, трехдиапазонная антенная панель такой конструкции (900, 1800, 2100 МГц) отличается от однодиапазонной, примерно в два раза большим размером и массой, что, конечно же, затрудняет ее обслуживание.

Альтернативная технология изготовления таких антенн предполагает выполнение полосковых антенных излучателей (металлические пластины квадратной формы), на рисунке выше справа.

А вот еще один вариант, когда в качестве излучателя используются полуволновые щелевые магнитные вибраторы. Линия питания, щели и экран выполняются на одной печатной плате с двухсторонним фольгированным стеклотекстолитом:

С учетом современных реалий развития беспроводных технологий, базовые станции должны поддерживать работу 2G, 3G и LTE сетей. И если блоки управления базовых станций сетей разных поколений удается вместить в один коммутационный шкаф без увеличения габаритного размера, то с антенной частью возникают значительные трудности.

Например, в многодиапазонных антенных панелях количество коаксиальных соединительных линий достигает 100 метров! Столь значительная длина кабеля и количество паяных соединений неизбежно приводит к потерям в линиях и снижению коэффициента усиления:

С целью снижения электрических потерь и уменьшения точек пайки часто делают микрополосковые линии, это позволяет выполнить диполи и систему запитки всей антенны по единой печатной технологии. Данная технологиях проста в производстве и обеспечивает высокую повторяемость характеристик антенны при ее серийном выпуске.

Многодиапазонные антенны

С развитием сетей связи третьего и четвертого поколений требуется модернизация антенной части как базовых станций, так и сотовых телефонов. Антенны должны работать в новых дополнительных диапазонах, превышающих 2.2 ГГц. Более того, работа в двух и даже трех диапазонах должна производиться одновременно. Вследствие этого антенная часть включает в себя довольно сложные электромеханические схемы, которые должны обеспечивать должное функционирование в сложных климатических условиях.

В качестве примера рассмотрим конструкцию излучателей двухдиапазонной антенны базовой станции сотовой связи Powerwave, работающей в диапазонах 824-960, МГц и 1710-2170, МГц. Ее внешний вид показан на рисунке ниже:

Этот двухдиапазонный облучатель состоит из двух металлических пластин. Та, что большего размера работает в нижнем диапазоне 900 МГц, над ней расположена пластина с щелевым излучателем меньшего размера. Обе антенны возбуждаются щелевыми излучателями и таким образом имеют единую линию запитки.

Если в качестве излучателей используются дипольные антенны, то необходимо ставить отдельный диполь для каждого диапазона волн. Отдельные диполи должны иметь свою линию запитки, что, конечно же, снижает общую надежность системы и увеличивает энергопотребление. Примером такой конструкции является антенна Kathrein для того же диапазона частот, что и рассмотренная выше:

Таким образом, диполи для нижнего диапазона частот находятся как бы внутри диполей верхнего диапазона.

Для реализации трех- (и более) диапазонного режимов работы наибольшей технологичностью обладают печатные многослойные антенны. В таких антеннах каждый новый слой работает в довольно узком диапазоне частот. Такая «многоэтажная» конструкция изготавливается из печатных антенн с индивидуальными излучателями, каждая антенна настраивается на отдельные частоты рабочего диапазона. Конструкция поясняется рисунком ниже:

Как и в любых других многоэлементных антеннах в такой конструкции происходит взаимодействие элементов, работающих в разных диапазонах частот. Само собой это взаимодействие оказывает влияние на направленность и согласование антенн, но данное взаимодействие может быть устранено методами, применяемыми в ФАР (фазированных антенных решетках). Например, одним из наиболее эффективных методов является изменение конструктивных параметров элементов путем смещения возбуждающего устройства, а также изменение размеров самого облучателя и толщины разделительного диэлектрического слоя.

Важным моментом является то, что все современные беспроводные технологии широкополосные, и ширина полосы рабочих частот составляет не менее 0,2 ГГц. Широкой рабочей полосой частот обладают антенны на основе взаимодополняющих структур, типичным примером которых являются антенны типа «bow-tie» (бабочка). Согласование такой антенны с линией передачи осуществляется подбором точки возбуждения и оптимизацией ее конфигурации. Чтобы расширить полосу рабочих частот по согласованию «бабочку» дополняют входным сопротивлением емкостного характера.

Моделирование и расчет подобных антенн производят в специализированных программных пакетах САПР. Современные программы позволяют моделировать антенну в полупрозрачном корпусе при наличии влияния различных конструктивных элементов антенной системы и позволяют тем самым произвести достаточно точный инженерный анализ.

Проектирование многодиапазонной антенны производят поэтапно. Сначала рассчитывают и проектируют микрополосковую печатную антенну с широкой полосой пропускания для каждого рабочего диапазона частот отдельно. Далее печатные антенны разных диапазонов совмещают (наложением друг на друга) и рассматривают их совместную работу, устраняя по возможности причины взаимного влияния.

Широкополосная антенна типа «бабочка» может быть удачно использована как основа для трехдиапазонной печатной антенны. На рисунке ниже изображены четыре различных варианта ее конфигурации.

Приведенные конструкции антенн отличаются формой реактивного элемента, который применяется для расширения рабочей полосы частот по согласованию. Каждый слой такой трехдиапазонной антенны представляет собой микрополосковый излучатель заданных геометрических размеров. Чем ниже частоты – тем больше относительный размер такого излучателя. Каждый слой печатной платы отделен от другого с помощью диэлектрика. Приведенная конструкция может работать в диапазоне GSM 1900 (1850-1990 МГц) – принимает нижний слой; WiMAX (2,5 – 2,69 ГГц)  – принимает средний слой; WiMAX (3,3 – 3,5 ГГц) – принимает верхний слой. Подобная конструкция антенной системы позволит принимать и передавать радиосигнал без использования дополнительного активного оборудования, не увеличивая тем самым габаритных размеров блока антенны.

И в заключении немного о вреде БС

Порой, базовые станции операторов сотовой связи устанавливают прямо на крышах жилых домов, чем конкретно деморализуют некоторых их обитателей. У хозяев квартир перестают «рожать кошки», а на голове у бабушки начинают быстрее появляться седые волосы. А тем временем, от установленной базовой станции жители этого дома электромагнитного поля почти не получают, ибо «вниз» базовая станция не излучает. Да и, к слову сказать, нормы СаНПиНа для электромагнитного излучения в РФ на порядок ниже, чем в «развитых» странах запада, и поэтому в черте города базовые станции никогда на полную мощность не работают. Тем самым, вреда от БС нет, если только вы не устраиваетесь позагорать на крыше в паре метров от них. Зачастую, с десяток точек доступа, установленных в квартирах жителей, а также микроволновые печи и сотовые телефоны (прижатые к голове) оказывают на вас намного большее воздействие, нежели базовая станция, установленная в 100 метрах за пределами здания. 

nag.ru

Как работает сотовая связь | Как это сделано