"Методические указания по определению уровней электромагнитного поля и гигиенические требования к размещению ОВЧ-, УВЧ- и СВЧ-радиотехнических средств гражданской авиации" // Технорма.RU

Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

14 января 1981 г. N 2284-81

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УРОВНЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАЗМЕЩЕНИЮ ОВЧ-, УВЧ

И СВЧ-РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

"Методические указания по определению уровней электромагнитного поля и гигиенические требования к размещению ОВЧ-, УВЧ- и СВЧ-радиотехнических средств гражданской авиации" составлены сотрудниками:

Киевского научно-исследовательского института общей и коммунальной гигиены им. А.Н. Марзеева;

Главного санитарно-эпидемиологического управления Минздрава СССР;

Главного санитарно-эпидемиологического управления Минздрава УССР;

Научно-исследовательского центра автоматизации управления воздушным движением (НЭЦ АУВД) Министерства гражданской авиации;

Киевского научно-исследовательского и проектного института градостроительства, реконструкции и развития городов.

1. Общие положения

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

РЛС ГА служат для обнаружения воздушных судов и определения их местоположения (локации, опознавания и получения дополнительной информации с борта).

В ГА применяются пассивные (первичные) радиолокаторы, работающие по принципу приема отраженных сигналов, и активные (вторичные), принимающие сигналы, переизлученные бортовым ответчиком.

Большинство используемых в ГА РЛС относятся к первичным. В настоящей методике основное внимание уделено первичным РЛС и тем из них, которые, главным образом, определяют электромагнитную обстановку в районах аэропортов ГА.

1.2. По назначению наземные РЛС ГА подразделяются на:

обзорные радиолокаторы трассовые (ОРЛ-Т);

трассовые радиолокационные комплексы (ТРЛК);

обзорные радиолокаторы аэродромные (ОРЛ-А);

радиолокационные станции обзора летного поля (РЛС ОЛП);

посадочные радиолокаторы (ПРЛ);

метеорологические радиолокаторы (МРЛ).

1.3. Радиолокационная станция состоит из следующих основных устройств: передающего, приемного, антенно-фидерного (антенно-волноводного) тракта (АФТ) и устройств обработки и отображения информации (рис. 1.1).

/_ /\

/ /_

\/ /

─┬─

───┼───

┌────┴────┐

Передающее ┌───>┤ АФТ ├─────┐ Приемное

устройство │ └─────────┘ │ устройство

__________ │ │ __________

\ │ │ /

┌─ -\─┼ - - ─┐ ┌─ - - \/- - - - - -/- - - - - ┐

┌────┴─────┐ ┌───────────────┐

││Передатчик││ ││ Усилитель │ │

│ │ │высокой частоты│

│└──────────┘│ │└──────┬────────┘ │

/\ \/

│┌────┴─────┐│ │┌───────────────┐ ┌─────────┐│

│Модулятор │ │ Смеситель │<─┤Гетеродин│

│└──────────┘│ │└──────┬────────┘ └─────────┘│

└─ - -/\- - ─┘ \/

│ │┌───────────────┐ │

│ │ Усилитель │

│ ┌─────────>│ промежуточной │ │

│ │ ││ частоты │

│ │ └──────┬────────┘ │

\/ │ │ \/

┌───────┴───┐ ┌───────────────┐ │

│Устройство │ ││ Детектор │

│обработки и│ └──────┬────────┘ │

│отображения│ └─ - - ─┼─ - - - - - - - - - - ┘

│информации │ │

└───────────┘ │

/\ │

└────────────────────┘

Рис. 1.1

1.4. Электромагнитное поле (ЭМП) в основном определяется передающим устройством и антенно-фидерным трактором РЛС.

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

1.5. Антенна как элемент АФТ служит для излучения и приема радиоволн. В РЛС используется одна и та же антенна для излучения и приема. Это возможно благодаря импульсной работе РЛС, при которой излучение и прием происходят в разное время. В течение короткого промежутка времени, когда передатчик работает, высокочастотная энергия поступает в антенну и излучается в окружающую среду. Во время паузы, когда передатчик не работает, той же антенной принимается отраженный радиоимпульс, и высокочастотная энергия поступает в приемник.

1.6. Излучаемая антенной электромагнитная энергия (ЭМЭ) оценивается мощностью P излучения - величиной ЭМЭ, излученной в единицу времени.

Показателем интенсивности излученной ЭМЭ в СВЧ- и УВЧ-диапазонах является плотность потока энергии (ППЭ; П), определяемая величиной мощности, приходящейся на единицу поверхности, то есть измеряется в Вт/кв. м и соответственно в мВт/кв. см, мкВт/кв. см.

1.7. Антенны РЛС, как правило, обладают высокой направленностью излучения и приема, оцениваемой диаграммой направленности (ДН), которую принято изображать в виде графиков в полярной (рис. 1.2 - не приводится) или в прямоугольной (рис. 1.3 - не приводится) системах координат для вертикальной и, аналогично, для горизонтальной плоскостей. Угол в вертикальной ТЭТА и в горизонтальной плоскости ФИ определяет направление относительно фокальной оси антенны, а расстояние от центра диаграммы до ее кривой - величину ППЭ, излучаемой в данном направлении.

В практике пользуются нормированными ДН:

в вертикальной плоскости

2 П(ТЭТА)

F (ТЭТА) = -------; (1.1)

в горизонтальной плоскости

2 П(ФИ)

F (ФИ) = -----, (1.2)

где П - значение ППЭ в максимуме излучения.

Вид нормированной ДН в вертикальной плоскости в прямоугольной и

полярной системах координат показан соответственно на рис. 1.3 и 1.4 (не

приводятся).

1.8. Количественные характеристики направленности действия антенны:

ширина ее ДН, определяемая на уровне половинной мощности 2 ТЭТА либо

0,5

2 ФИ (см. рис. 1.3 и 1.4);

0,5

коэффициент усиления антенны (g ), который показывает, во сколько раз

данная антенна увеличивает ППЭ (П ) по сравнению с ППЭ (П ), создаваемой

m из

антенной ненаправленного действия в виде изотропного излучателя, т.е.

g = ---. (1.3)

m П

из

1.9. По особенностям АФТ и функциональной схеме наземные РЛС ГА подразделяются на одночастотные, создающие одну диаграмму направленности антенны (например, тип ДРЛ-7С); двухчастотные, создающие практически одну диаграмму направленности антенны (например, тип ОРЛ-А для автоматизированных систем); двухчастотные, создающие две раздельные диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости (например, тип "Утес"); многочастотные, создающие многолучевые диаграммы направленности антенны в вертикальные плоскости (например, тип П-35М).

При этом необходимо отметить, что большинство одночастотных и двухчастотных РЛС ГА создают в вертикальной плоскости диаграмму направленности, так называемую косеканс квадратного вида.

1.10. Все РЛС ГА используют импульсный метод радиолокации. Длительность

импульсов имеет порядок от долей до единиц микросекунд, а периоды

повторения (посылок) импульсов - приближенно в 10 раз больше.

1.11. РЛС ГА работают в диапазоне ультравысоких и сверхвысоких частот (УВЧ и СВЧ), то есть частот больше 300 МГц (или длин волн от дециметровых до миллиметровых). В окружающем пространстве эти волны распространяются почти прямолинейно, как лучи света. На характер их распространения значительное влияние оказывает поверхность земли. Часть падающего на нее потока ЭМЭ рассеивается в пространство, а часть отражается. В связи с этим поле в любой точке пространства получается как результат наложения (интерференции) поля падающей и отраженной от земли волн.

В гигиенической практике плотность потока энергии (ППЭ) результирующего

поля определяется умножением величины ППЭ в падающем потоке ЭМЭ на

множитель Ф , учитывающий влияние земли. Величина последнего определяется

статистически с учетом результатов экспериментальных исследований.

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

Степень функциональных нарушений и тяжести патологических изменений зависит от уровня ППЭ и длительности облучения, а также от индивидуальных особенностей организма. Кроме этого, эффект действия электромагнитного поля зависит от его частоты и параметров прерывистости. Данные литературы свидетельствуют о том, что к действию этого фактора более чувствительны больные люди, дети и лица пожилого возраста.

В целях охраны человека от воздействия электромагнитной энергии, излучаемой радиолокационными средствами гражданской авиации, необходимо осуществлять как предупредительный санитарный контроль при проектировании и строительстве, так и текущий при эксплуатации РТС.

1.13. Действие на человека электромагнитного поля, создаваемого РЛС ГА в зоне их размещения, носит прерывистый характер, который обусловлен:

перемещением в пространстве диаграммы направленности за счет вращения антенны РЛС вокруг своей оси;

различным временем пребывания человека в зоне действия фактора.

Параметрами этого воздействия являются: интенсивность поля П,

скважность импульсного излучения, период прерывистости, продолжительность

ее, определяемая шириной ДН антенны в горизонтальной плоскости 2 ФИ и

0,5

скоростью вращения антенны.

1.14. В местах размещения РТС ГА и на прилегающих к ним территориях при несоблюдении санитарно-гигиенических требований к размещению РТС могут создаваться повышенные уровни энергии электромагнитных волн. Уровень энергии прежде всего зависит от технико-эксплуатационных характеристик РТС, высоты установки антенны над уровнем земли и рельефа местности.

1.15. Использование настоящих Методических указаний возможно лишь при выполнении условия:

r >= ------, (1.4)

лямбда

где:

r - расстояние от РТС до точки облучения;

d - размеры антенны РТС в вертикальной плоскости;

лямбда - длина волны.

2. Гигиенический норматив

2.1. Ввиду изложенного выше плотность потока энергии ЭМП, создаваемого РТС ГА на территориях населенных мест и аэропорта, не должна превышать ПДУ, установленного действующими санитарными нормами и правилами.

Примечание. В настоящее время ПДУ установлены СН 1823-78, ГОСТом 12.1.006-76 и др.

3. Методика расчета плотности потока ЭМЭ

в УВЧ- и СВЧ-диапазонах

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

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

3.2. Основными техническими характеристиками РЛС, определяющими в основном электромагнитную обстановку в районе аэропорта, которые необходимы для выполнения расчета плотности потока энергии электромагнитного поля в окружающей среде, являются:

импульсная излучаемая мощность P ;

коэффициент усиления антенны g ;

период посылки (частота посылки) импульсов Т , F ;

п п

длительность импульса тау ;

ширина диаграммы направленности в вертикальной и в горизонтальной

плоскостях 2 ТЭТА ; 2 ФИ ;

0,5 0,5

длина волны лямбда;

скорость вращения антенны n.

Гигиеническая оценка уровня интенсивности импульсно-модулированного ЭМП

производится по средней ППЭ за период посылки Т импульсов. При этом

усреднению подвергается ППЭ в импульсе П . Следовательно, связь между

обеими величинами ППЭ определяется формулой:

П = --------- = П тау F . (3.1)

ср Т / тау и и п

п и

В силу этого существует аналогичная связь между импульсной излучаемой

мощностью P и средней за период посылки импульсом излучаемой мощностью

P .

ср

P = P тау F . (3.2)

ср и и п

Обычно величина P среди технических параметров РЛС не указывается. Ее

ср

приходится определять, пользуясь формулой (3.2).

3.3. Расчет ППЭ, ЭМП, создаваемого РЛС, производится по формуле:

8P [Вт] g Ф F (ТЭТА)

ср m з

П [мкВт/кв. см] = ------------------------, (3.3)

r [м]

где:

Ф - множитель, учитывающий влияние земли;

ТЭТА - угол в вертикальной плоскости между направлением максимума

излучения антенны и направлением в точку облучения, град.;

F (ТЭТА) - множитель нормированной диаграммы направленности в

направлении объекта облучения;

r - расстояние до точки облучения, принимается приближенно равным его

проекции на линию горизонта (r ~= r'), м.

Другие величины в формуле (3.3) обозначены в п. 3.2. Иллюстрации к

расчету ППЭ даны на рис. 3.1 (не приводится).

Величина множителя, учитывающего влияние земли, составляет:

для ОРЛ-Т типа П-35М Ф = 1,5;

для ОРЛ-Т и ТРЛК всех остальных типов Ф = 1,2;

для ОРЛ-А всех типов Ф = 1,1.

3.4. Угол ТЭТА определяют по формуле:

ТЭТА = ЭПСИЛОН + ДЕЛЬТА, (3.4)

где:

ЭПСИЛОН - угловое положение максимума излучения по углу места;

ДЕЛЬТА - угол облучения:

ДЕЛЬТА = arctg -, (3.5)

h - разность между высотами расположения электрического центра

излучения антенны и точки облучения:

h = h - H, (3.6)

h - высота установки антенны над поверхностью земли;

H - высота точки облучения над поверхностью земли.

При этом, если направление в точку облучения оказывается ниже линии

горизонта, ДЕЛЬТА следует брать со знаком плюс (+), а если выше, то со

знаком минус (-).

3.5. Разность высот h - H определяется относительно уровня

расположения основания эстакады или насыпи, на которой установлена антенна,

как показано на рис. 3.2 (не приводится). С этой целью используются

теодолит и другие приборы подобного типа, с помощью которых определяют

повышение или понижение h основания объекта относительно основания

антенны, и с учетом высоты объекта h определяют высоту точки облучения

об

(при понижении величина h берется со знаком минус):

H = h +/- h . (3.7)

об m

Таким образом, искомая величина разности высот:

h = h - H = h - (h +/- h ). (3.8)

а а об m

В случае отсутствия прямой видимости между основаниями антенны и

объекта высота точки облучения должна определяться по графическим отметкам

этих оснований (точки О , О на рис. 3.2) по формуле:

об m

H = h - (О +/- О ). (3.9)

об а б

Пример. В ситуации, показанной на рис. 3.2, РЛС П-35М установлена на

эстакаде высотой 9 м. Рабочий угол наклона нижнего зеркала

ЭПСИЛОН = -0,5°.

Объект облучения (трехэтажный дом) удален на r = 2 км с понижением

относительно основания эстакады на 2 м (h = -2 м).

Требуется определить разность h между высотами антенны и объектом

облучения, угол ТЭТА и значение ДН F (ТЭТА).

Решение. Определяем разность высот, учитывая, что окна верхнего этажа

трехэтажного дома расположены на высоте порядка h = 9 м, а высота центра

об

излучения антенны h = 11 м. Поэтому:

h = h - (h +/- h ) = 11 - (9 - 2) = 4 м.

а об m

Вычисляем угол облучения:

h 4

ДЕЛЬТА = arctg - = arctg ---- [рад] ~= 0,1°

r 2000

и угол ТЭТА = ДЕЛЬТА + ЭПСИЛОН ,

где: ЭПСИЛОН - положение максимума излучения 1-го (нижнего) луча по

углу места; при ЭПСИЛОН = -0,5° он равен 1° (1,5 - 0,5°).

Следовательно, ТЭТА = 0,1 + 1 = 1,1°, а при нормировании его значение

ТЭТА / ТЭТА = 1, так как ширина ДН в вертикальной плоскости 2 ТЭТА

0,5 0,5

составляет от 2 до 2,2°.

По табл. 3.1 или по графику рис. 3.3 (не приводится) находим:

2 2

F (ТЭТА/ТЭТА ) = F (1) = 0,5.

0,5

Таблица 3.1

┌─────────────┬──────────────────┬────────────┬──────────────────┐

│ │ 2 │ │ 2 │

│ТЭТА/ТЭТА │ F (ТЭТА/ТЭТА ) │ТЭТА/ТЭТА │ F (ТЭТА/ТЭТА ) │

│ 0,5 │ 0,5 │ 0,5│ 0,5 │

├─────────────┼──────────────────┼────────────┼──────────────────┤

│0 │1 │1,8 │0,11 │

│ │ │ │ -2 │

│0,25 │0,96 │2,0 │6,3 х 10 │

│ │ │ │ -2 │

│0,5 │0,84 │2,25 │3,05 х 10 │

│ │ │ │ -2 │

│0,7 │0,72 │2,5 │1,32 х 10 │

│ │ │ │ -3 │

│1,0 │0,5 │2,75 │5,27 х 10 │

│ │ │ │ -3 │

│1,1 │0,44 │3,0 │2,0 х 10 │

│ │ │ │ -4 │

│1,2 │0,37 │3,25 │6,5 х 10 │

│ │ │ │ -4 │

│1,4 │0,26 │3,5 │2,1 х 10 │

│ │ │ │ -4 │

│1,6 │0,17 │3,5 │2,1 х 10 │

└─────────────┴──────────────────┴────────────┴──────────────────┘

3.6. В качестве нормированной диаграммы направленности целесообразно использовать экспериментально снятую зависимость. Если такой нет, главный лепесток диаграммы следует аппроксимировать (описать приближенно) посредством кривой Гаусса, которая определяется формулой:

-0,69 (ТЭТА/ТЭТА )

2 0,5

F (ТЭТА/ТЭТА ) = е , (3.10)

0,5

где:

2 ТЭТА - ширина ДН на уровне 0,5;

0,5

е - основание натурального логарифма.

Зависимость F (ТЭТА/ТЭТА ), рассчитанная по формуле (3.10),

0,5

оформляется в виде таблицы (табл. 3.1) либо в виде графика (рис. 3.3).

При расчете распределений ППЭ для РЛС, имеющих антенны с косекансными ДН, по (3.10) или табл. 3.1 аппроксимируется нижний участок этой ДН, расположенный под линией максимума излучения.

3.7. При расчете ППЭ по (3.3) для двухчастотных РЛС, создающих одну диаграмму направленности, величина средней мощности берется суммарной для обоих каналов.

Для многочастотных РЛС, а также для двухчастотных РЛС, создающих две диаграммы направленности в вертикальной плоскости, приближенный расчет ППЭ ведется для нижнего (первого) луча антенны. Более точные расчеты выполняются с учетом ЭМЭ, излучаемой первым и вторым лучами антенны (каналами). Расчет ППЭ в этом случае выполняется по формуле:

8P [Вт] g Ф

ср m з 2 2

П [мкВт/кв. см] = --------------- х [F (ТЭТА) + F (ТЭТА + дельта)], (3.11)

r [м]

где дельта - пространственный сдвиг по углу места максимумов излучения

первого и второго частотных каналов (для РЛС П-35М дельта = 2°).

3.8. С помощью перечисленных формул (3.3), (3.11) представляется

возможным рассчитать ППЭ, создаваемой излучением РЛС на различных

расстояниях r, для различных разностей высот h, и на основе этого построить

вертикальные диаграммы излучения, которые используются для прогнозирования

и определения существующей электромагнитной обстановки в районе размещения

РЛС.

Вертикальная диаграмма излучения (ВДИ) представляет собой совокупность кривых в вертикальной плоскости, каждая из которых имеет постоянное значение ППЭ и называется изоплотностной кривой (рис. 3.4 - не приводится). Ее уравнение имеет вид:

П = f(r, h) = const. (3.12)

Кроме кривых равных плотностей, на график ВДИ наносятся линии положения

максимума излучения антенны по углу места (ЭПСИЛОН ).

Изоплотностные кривые строятся в прямоугольной системе координат

(r, h), начало которой соответствует расположению электрического центра

излучения антенн, а ось r располагается горизонтально в направлении

излучения антенны.

3.9. В целях упрощения расчета ВДИ формула (3.3) представляется в

следующем виде:

2 r [м] 2

F (ТЭТА) = -------- П [мкВт/кв. см] = F (ТЭТА/ТЭТА ), (3.13)

C [мкВт] 0,5

где

C [мкВт] = 8P [Вт] g Ф . (3.14)

ср m з

3.10. Расчеты ВДИ с помощью (3.13) выполняются следующим образом:

вычисляется значение коэффициента C;

принимаются необходимые для ВДИ уровни ППЭ (П), один из которых должен

быть ПДУ. Применительно к СН 1823-78 этот уровень составляет 5 мкВт/кв. см;

для каждого из уровней определяются значения П / C и величины

максимальных расстояний до этих уровней. Так как это будет иметь место в

максимуме излучения F (ТЭТА) = 1, то указанные расстояния определяются по

формуле (3.13), т.е.

______________

/ C [мкВт]

r' [м] = \/---------------; (3.15)

П [мкВт/кв. см]

принимается шкала значений расстояний r, в которую должны быть включены

и значения r'. Интервал значений шкалы определяется в зависимости от

требующейся подробности определения ВДИ. Обычные в практике значения: 200 м

- для ОРЛ-Т и 50 м - для ОРЛ-А;

дальше выполняется непосредственный расчет ВДИ, для чего на каждом из

принятых значений r для соответствующих уровней П по формуле (3.13)

определяются: значения F (ТЭТА/ТЭТА ); затем по графику (см. рис. 3.3)

0,5

или по таблице (см. табл. 3.1) этой зависимости - величины ТЭТА/ТЭТА ,

0,5

ТЭТА _

а затем - значения ТЭТА ------- ТЭТА и величины разности высот h:

ТЭТА 0,5

0,5

h = r х tg (ТЭТА - ЭПСИЛОН ). (3.16)

В заключение расчета строится график ВДИ - совокупность изоплотностных

кривых для уровней П в координатах r, h каждая по форме графиков,

1, 2, 3

показанных на рис. 3.4 в качестве примера.

3.11. Определение ППЭ в отдельных точках и на объектах облучения

(зданиях и т.п.) выполняется с помощью (3.3) в следующем порядке:

определяется разность высот расположения h антенны и точки облучения;

рассчитывается угол облучения по (3.5);

по известной величине угла ЭПСИЛОН находится угол ТЭТА = ДЕЛЬТА +

ЭПСИЛОН и его нормированная величина ТЭТА/ТЭТА ;

о 0,5

определяется значение F (ТЭТА/ТЭТА ) по графику (см. рис. 3.3) или

0,5

по табл. 3.1, которое подставляется в (3.3) как величина F (ТЭТА);

по (3.3) определяется величина ППЭ.

3.12. Расчет ВДИ производится для идеализированных условий. В качестве идеализированных приняты следующие условия:

3.12.1. Технические параметры и характеристики РЛС берутся из технического описания РЛС. Параметры, определяющие направленность действия антенн РЛС, не зависят от расстояния. ДН антенны в вертикальной плоскости, если она не задана, соответствует зависимости, принятой для ее аппроксимации.

3.12.2. Поверхность земли считается ровной, гладкой, а диэлектрические параметры почвы, ее покров не зависят от географических, сезонно-климатических и погодных условий. Их воздействию на распределение ЭМП соответствуют множители, учитывающие влияние земли, указанные в п. 3.3.

3.12.3. Прерывистость действия ЭМП соответствует прерывистости, для которой СН 1823-78 установлена гигиеническая норма ППЭ.

3.13. Величина ППЭ в отдельных точках на различных расстояниях от электрического центра антенны может быть также найдена с помощью так называемой радиальной диаграммы излучения (РДИ).

РДИ представляет собой зависимость П = f(r) при постоянных типовых для

конкретного типа РЛС значениях высоты расположения антенны h , высоты

расположения объекта облучения H, разности высот h и углового положения

максимума излучения по углу места ЭПСИЛОН .

Расчет РДИ может быть произведен также по (3.3). На рис. 3.5 (не приводится) в качестве примера приведена РДИ.

3.14. В прил. 2 (не приводится) приведены ВДИ ряда РЛС ГА, относящихся к классам ОРЛ-Т, ТРЛК и ОРЛ-А, которые в основном определяют электромагнитную обстановку в районе аэропортов ГА в УВЧ- и СВЧ-диапазонах.

Приведенные в прил. 2 ВДИ являются усредненными для каждого типа РЛС. Они рассчитаны с помощью настоящей методики и уточнены в результате экспериментальных измерений в различных аэропортах страны.

Примечание: По мере получения и накопления расчетных и экспериментальных данных Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. Л.Н. Марзеева будет дополнять приложение 2 ВДИ и РДИ для других находящихся в эксплуатации и вновь разрабатываемых РТС ГА. При этом будут учитываться данные о характеристиках РТС, представляемые организациями-разработчиками.

4. Методика расчета уровней электромагнитного поля

в ОВЧ-диапазоне

4.1. Величина ЭМЭ в диапазоне от 30 до 300 МГц очень высоких частот (ОВЧ), по старой классификации именуемая также диапазоном ультракоротких волн (УКВ), должна оцениваться напряженностью электромагнитного поля.

4.2. Расчетной единицей напряженности поля для ее электрической составляющей являются В/м или его производные мВ/м и мкВ/м.

4.3. В районе аэропортов ГА в диапазоне ОВЧ источниками изучения являются в основном радиосвязные средства (РСС) передающих радиоцентров.

4.4. Расчет напряженности ЭМП РСС производится по формуле:

________ F(ТЭТА) х K

Е = \/30P g -----------, (4.1)

ср m r

где:

Е - напряженность поля, В/м;

P - средняя мощность излучения, Вт;

ср

g - коэффициент усиления антенны;

F(ТЭТА) - множитель нормированной диаграммы направленности антенны РСС

в направлении объекта облучения;

K - коэффициент, учитывающий неравномерность диаграммы направленности

антенны в горизонтальной плоскости (обычно принимается равным K = 1,4);

r - расстояние от электрического (фазового) центра антенны до объекта

облучения, м;

ТЭТА - угол в вертикальной плоскости между горизонталью и направлением

из электрического центра антенны на объект облучения, град.

В случае если коэффициент усиления антенны неизвестен, то он может быть

найден по формуле:

g = 1,64g', (4.2)

m m

где g' - коэффициент усиления антенны относительно полуволнового

вибратора.

В случае когда сохраняется неравенство r >> h, для нахождения величин r

и h целесообразно пользоваться методикой, подробно изложенной в разделе 3.

Если максимум диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости

практически параллелен поверхности земли, а величины r и h соизмеримы, то

целесообразно использовать формулу:

r = --------.

sin ТЭТА

Необходимо отметить, что в большинстве практических случаев РСС ГА ОВЧ-диапазона имеют слабо направленные антенны, для которых величину F(ТЭТА) можно принять равной единице (F(ТЭТА) = 1).

4.5. Особенностью электромагнитной обстановки в районе связного радиоцентра аэропорта ГА является возможность применения в ОВЧ-диапазоне сравнительно большого количества (до нескольких десятков) одновременно работающих наземных передатчиков. В этом случае необходимо оценивать суммарную напряженность поля, создаваемую всеми одновременно работающими передатчиками ОВЧ-диапазона, по формуле:

________________

/ 2 2 2

E = \/ E + E + ... + E ,

SUM 1 2 n

где E , E , ..., E - напряженности поля, создаваемые каждым отдельным

1 2 n

передатчиком, в месте расположения объекта облучения.

5. Методика измерения уровней ЭМЭ

5.1. Измерения плотности потока энергии, как правило, производятся в порядке текущего санитарного надзора за источниками излучения с целью контроля соблюдения санитарно-гигиенических требований эксплуатации этих источников, обеспечивающих условия пребывания людей на территориях, прилегающих к РТС.

5.2. Для измерения ППЭ в УВЧ- и СВЧ-диапазонах рекомендуется применять измеритель плотности потока энергии ПЗ-9. Этот прибор представляет собой комплект аппаратуры, предназначенной для контроля интенсивности излучения от различных радиотехнических СВЧ-устройств в местах нахождения людей и лабораторных, производственных и полевых условиях. Для измерения напряженности ЭМП в ОВЧ-диапазоне рекомендуется применять приборы типа ПЧ-5А, ПЗ-2, ИЭМП-1 и BSM ф. RFT, ГДР. Указанные приборы должны иметь в паспорте отметку о прохождении обязательной поверки в Государственном комитете стандартов Совета Министров СССР.

5.3. При определении ППЭ аппаратура устанавливается в месте измерений и подготавливается к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

5.4. В период измерений вращающиеся антенны должны быть зафиксированы в положении излучения энергии в точку измерения. Угол наклона антенны должен соответствовать оптимальному режиму работы радиолокатора.

Проведение измерений при подвижной антенне РЛС не допускается.

5.5. Определение уровней ЭМП производится следующим образом. Вначале составляется план-схема расположения контрольных точек, в которых намечается определить уровень поля. Контрольные точки выбираются в направлении одной, а при необходимости двух, трех радиальных трасс, условно отходящих от места расположения РТС. Выбранные трассы должны соответствовать наиболее характерным условиям рельефа местности, прилегающей к РТС. Протяженность их для трассовых радиолокационных станций и комплексов должна быть не менее 3 км, а для аэродромных радиолокационных станций - не менее 1,0 км. Точки, в которых производятся измерения ППЭ на избранных трассах, должны размещаться одна по отношению к другой на расстоянии 50 - 200 м.

На план-схему также наносятся населенные пункты, отдельно стоящие здания и другие объекты, находящиеся в зоне предполагаемого действия РТС. После составления плана-схемы антенна РТС при оптимальном угле излучения фиксируется (закрепляется) в направлении трассы, избранной для измерения ППЭ (напряженности ЭМП). Для наводки антенны в направление выбранной трассы рекомендуется пользоваться теодолитом, который устанавливается на трассе в точке измерения и наводится вертикальной визирной нитью на электрический центр антенны РТС. Затем медленным вращением антенны добиваются, чтобы юстированные точки зеркала и облучателя антенны совпали с указанной нитью теодолита. После этого в избранной точке, где должно производиться измерение ППЭ (напряженности ЭМП), устанавливается измерительная антенна и производится соответствующее измерение.

5.6. Для выполнения измерений ППЭ на точках трассы необходимо взаимодействие оператора РЛС с измерительной группой, работающей на трассе. Оно должно осуществляться с помощью переносных портативных радиостанций.

5.7. Контрольные измерения на точках трассы должны производиться на уровне от 0,3 до 2,0 м от поверхности земли в местах наибольших значений интерференционного поля. При наличии в зоне действия РЛС многоэтажной застройки контрольные измерения производят в помещениях каждого этажа при открытых и закрытых окнах. В том случае, если в точке измерения обнаруживается не только прямое, но и отраженное излучение от различных металлических и других элементов конструкций зданий, измерения производятся в точках наибольших интерференционных максимумов.

5.8. При измерении ЭМП в каждой точке снимается не менее трех показаний прибора. В качестве результата принимается среднее арифметическое значение полученных данных.

5.9. Контрольные измерения ЭМП производятся в плановом порядке один раз в год. Кроме того, контрольные измерения производятся после изменений ситуационной обстановки:

при вводе в эксплуатацию новых РТС;

после реконструкции существующих РТС;

после модернизации АФТ и передающих устройств;

при изменении ситуационных условий размещения РТС (перенесения на другую территорию, установки антенны на более высокие эстакады, изменения положения максимумов излучения по углу места, застройки прилегающей территории, появления в зоне расположения естественных и искусственных препятствий для распространения ЭМП и пр.);

после ввода в действие защитных мероприятий и средств, обеспечивающих необходимое снижение уровней ЭМП.

5.10. Измерения ЭМП на территориях населенных мест производятся соответствующими специалистами санитарно-эпидемиологических станций МЗ СССР с участием представителей от санитарно-эпидемиологической службы УГА (ГПО) и базы ЭРТОС.

Измерения ЭМП на территориях аэропортов производятся группой специалистов, представляющих санитарно-эпидемиологическую службу УГА (РПО), технику безопасности, базу ЭРТОС и местную организацию профсоюза авиаработников. Состав этой группы назначается приказом руководителя предприятия ГА.

Результаты измерений ЭМП на территории аэропорта и в населенных местах оформляются протоколом, который подписывается всеми участниками измерений (форма протокола прилагается, Прил. 3).

6. Гигиенические и планировочные требования

к размещению РТС и определение санитарно-защитной зоны

6.1. Площадки под размещение РТС в районах аэропортов должны выбираться в специальных зонах на удалении от жилой застройки. Наиболее удобным в этом отношении являются территории аэропортов, если они находятся на требуемом расстоянии от жилой застройки и не оказывают отрицательного влияния на санитарно-гигиенические условия проживания населения.

6.2. Одной из эффективных средозащитных мер от вредного воздействия энергии СВЧ-поля, излучаемого РТС, является создание санитарно-защитных зон. Последняя представляет собой территорию, в пределах которой уровень ЭМП (ППЭ или напряженности) выше нормативного, а ее радиус есть расстояние от РТС до границы зоны, где уровень поля равен нормативному.

6.3. Санитарно-защитные зоны для РТС устанавливаются в каждом конкретном случае и размеры их зависят:

от принятого (действующего) ПДУ;

от назначения и мощности РТС;

от диаграммы направленности антенны;

от высоты установки антенны РТС над уровнем земли;

от углов излучения антенны;

от рельефа местности.

6.4. Определение радиусов санитарно-защитных зон для РЛС производят с помощью ВДИ, описанных в п. п. 3.8, 3.9 и 3.10 настоящих "Методических указаний". Полученные при этом значения будут справедливы для идеализированных условий размещения, поскольку ВДИ рассчитываются для этих условий. Последующие уточнения указанных величин производятся с учетом реальных условий размещения, а также путем измерений распределений ППЭ в районе размещения РЛС.

Входами в ВДИ для указанного определения являются разность высот

расположения антенны и наиболее высокой точки облучения (h - H) и

положение максимума излучения антенны по углу места (ЭПСИЛОН ). Процесс

определения осуществляется следующим образом:

на оси ординат ВДИ находится точка известной разности высот (h - H);

из этой точки проводится линия, параллельная линии угла ЭПСИЛОН ;

отыскивается точка пересечения этой линии с изоплотностной кривой ВДИ,

соответствующей нормативному уровню ППЭ;

положение этой точки сносится на ось абсцисс расстояний r;

полученное при этом расстояние r и есть величина радиуса

санитарно-защитной зоны.

Методика указанного определения иллюстрируется примером, показанным на

рис. 6.1 (не приводится), по ВДИ типа РЛС П-35М, м. При h - H = 8 м и

ЭПСИЛОН = 1° величина радиуса санитарно-защитной зоны для

идеализированных условий оказалась равной 2750 м.

6.5. Величины радиуса санитарно-защитной зоны ряда основных РЛС, используемых в ГА, приведены в Прил. 1. Они соответствуют идеализированным условиям и ПДУ 5 мкВ/кв. см, установленному санитарными нормами СН 1823-78 для населения.

Примечание. По мере получения и накопления расчетных и экспериментальных данных Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А.Н. Марзеева будет дополнять Прил. 1 данными о радиусах санитарно-защитных зон для других находящихся в эксплуатации и вновь разрабатываемых РТС ГА.

6.6. Величины радиуса санитарно-защитной зоны некоторых одиночных наземных ОВЧ (УКВ)-радиостанций, применяемых в ГА, также представлены в Прил. 1. Они соответствуют идеализированным условиям и ПДУ 2 В/м, установленному санитарными нормами СН 1823-78 для населения.

6.7. Неравномерный по высоте характер распределения интенсивности электромагнитной энергии, излучаемой радиолокаторами и радиостанциями, обуславливает необходимость устанавливать размер санитарно-защитной зоны дифференцированно в зависимости от соотношения высот антенны и объектов облучения.

В связи с этим в проектной документации на установку РТС, а также на строительство жилого массива или отдельно стоящего здания, которые будут размещены в районе действующих РТС, должны быть приведены расчетные данные, характеризующие распределение уровней ЭМП для прилегающей к РТС территории и каждого этажа проектируемого здания. При этом в обязательном порядке должен учитываться рельеф местности, позволяющий определять разность между высотами расположения антенны РТС и объектами облучения.

6.9. В жилой зоне, где обнаружены уровни ЭМП, превышающие нормативные, должны быть проведены защитные мероприятия, обеспечивающие необходимые санитарно-гигиенические условия проживания населения. К таким мероприятиям могут быть отнесены снижение ППЭ за счет экранирующих средств (металлическая сетка, металлизированные стекла, зеленые насаждения и т.д.), увеличение высоты установки антенны РТС, ограничение излучения ЭМЭ в направлении жилой застройки в определенном секторе, ограничение высоты жилой застройки в зоне расположения действующего РТС, вынос РТС за пределы жилой застройки, вынос зданий из зоны вредного влияния РТС, запрещение жилищного строительства вблизи РТС.

Приложение 1

Таблица П.1.1

РАДИУСЫ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ДЛЯ ОРЛ-Т ТИПА П-35М, КМ

┌─────────────┬──────────────────────────────────────────────────┐

│ Угол наклона│ Разность высот h - H, м │

│ нижнего │ а │

│ зеркала ├───────┬───────┬────────┬────────┬────────┬───────┤

│ │ 0 м │ 5 м │ 10 м │ 15 м │ 20 м │ 25 м │

├─────────────┼───────┼───────┼────────┼────────┼────────┼───────┤

│+0,5 │1,3 │0,8 │0 │0 │0 │0 │

│0 │2,1 │1,8 │1,4 │0 │0 │0 │

│-0,5 │3,2 │3,0 │2,75 │2,5 │2,0 │0 │

│-1,0 │4,0 │3,9 │3,75 │3,65 │3,5 │3,35 │

│-1,5 │4,2 │4,18 │4,17 │4,12 │4,12 │4,09 │

└─────────────┴───────┴───────┴────────┴────────┴────────┴───────┘

Таблица П.1.2

РАДИУСЫ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ДЛЯ АЭРОДРОМНЫХ

ТИПА "ЭКРАН", ДРЛ-7 СМ, М

┌───────────────────┬────────────────────────────────────────────┐

│Положение максимума│ Разность высот │

│излучения, ЭПСИЛОН ├────────┬────────┬────────┬────────┬────────┤

│ о│ 0 м │ 2 м │ 4 м │ 6 м │ 8 м │

├───────────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│5° │275 │260 │225 │190 │0 │

└───────────────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘

Таблица П.1.3

РАДИУСЫ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ДЛЯ АЭРОДРОМНЫХ ОРЛ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ, М

┌───────────────────┬────────────────────────────────────────────┐

│Положение максимума│ Разность высот │

│излучения, ЭПСИЛОН ├────────┬────────┬────────┬────────┬────────┤

│ о│ 0 м │ 2 м │ 3 м │ 4 м │ 5 м │

├───────────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│5° │210 │200 │0 │0 │0 │

│4° │320 │270 │240 │200 │0 │

└───────────────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘

Таблица П.1.4

РАДИУСЫ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ДЛЯ ТРАССОВЫХ

РАДИОЛОКАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ ТРЛК ТИПА "СКАЛА" И "УТЕС", КМ

┌───────┬─────────────────────┬──────────────────────────────────┐

│ ТРЛК, │ Положение максимума │ Разность высот │

│ тип │ излучения, ЭПСИЛОН ├────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┤

│ │ о │0 м │10 м│20 м│30 м│40 м│50 м│60 м│

├───────┼─────────────────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤

│"Скала"│2° │4,3 │4,15│3,85│3,65│3,2 │2,9 │0 │

│"Утес" │1,5° │4,16│4,0 │3,72│3,4 │2,6 │0 │ │

└───────┴─────────────────────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

Таблица П.1.5

РАДИУСЫ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ОДИНОЧНЫХ

НАЗЕМНЫХ УКВ-РАДИОСТАНЦИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ГА

Тип радиостанции	Р-822	Р-824	Щегол	Спрут	Пальма
Радиус санитарно-защитной зоны, м	13,5	96 250 <*>	12	86	15

--------------------------------

<*> С новой антенной.

Приложение 3

ПРОТОКОЛ

обследования санитарно-гигиенических условий

на территориях, прилегающих к РТС

1. Авиапредприятие ____________________________________________________

2. Тип РТС, заводской N, год выпуска __________________________________

Мощность передатчика (ток магнетрона) ______, частота повторения

______, режим работы в течение суток ______, рабочий угол наклона зеркала

антенны ______, высота установки антенны h над поверхностью земли ________

3. Тип измерительного прибора _________________________________________

дата выпуска и номер __________________________________________________

дата гос. поверки _____________________________________________________

4. Измерения проводили (Ф.И.О., занимаемая должность)

___________________________________________________________________________

5. Название, характеристика исследуемых объектов (отдельные строения,

жилые массивы, здания: кирпичные, блочные, деревянные, этажность) и

разность между высотами расположения антенны РТС и точки облучения, где

проводились измерения.

┌───┬────────────────────┬──────────┬─────────────────┬────────┬──────────┐

│ N │ Название │Расстояние│ Уровень ППЭ │Разность│Примечание│

│п/п│ облучаемого │от РТС, м │ (мкВт/кв. см) │между │ │

│ │ объекта и его │ │ (Е, В/м) │высотами│ │

│ │ характеристика │ ├────────┬────────┤располо-│ │

│ │ │ │ окно │ окно │жения │ │

│ │ │ │открытое│закрытое│ │ │

├───┼────────────────────┼──────────┼────────┼────────┼────────┼──────────┤

│1. │ул. Пирогова, 15, │ │ │ │ │ │

│ │дом кирпичный, │ │ │ │ │ │

│ │5 этаж │ │ │ │ │ │

│ │1 этаж │ │ │ │ │ │

│ │и др. этаж │ │ │ │ │ │

│2. │ул. Садовая, 3, │ │ │ │ │ │

│ │дом деревянный │ │ │ │ │ │

│ │одноэтажный │ │ │ │ │ │

└───┴────────────────────┴──────────┴────────┴────────┴────────┴──────────┘

6. Выводы по результатам измерений: ___________________________________

___________________________________________________________________________

7. Подписи: Начальник объекта (участка)

Председатель ОТБ предприятия

8. Предложения СЭС УГА ________________________________________________

"__" __________ 19__ г. Ответственный врач СЭС УГА ____________________