Ocena brak

Wykorzystanie pola elektromagnetycznego

Autor /Jerry Dodano /04.10.2011

Gwałtowny rozwój technik radiokomunikacyjnych spowodował opracowanie na początku lat siedemdziesiątych nowego sposobu komunikacji bezprzewodowej, łączącej w sobie cechy klasycznej łączności radiowej (radiostacja) i telefonu z możliwością wybierania dowolnego abonenta. Zasadnicza różnica pomiędzy stosowanymi do dnia dzisiejszego telefonami bezprzewodowymi, a telefonią komórkową polega na zasięgu. Telefon bezprzewodowy ma zasięg ograniczony do kilkuset metrów od aparatu "matki", natomiast telefon komórkowy zapewnia łączność w zasięgu danej sieci czy też sieci współpracujących w roamingu.

Niezależnie od systemu, kluczową rolę nośnika informacji pomiędzy przenośnym aparatem a "resztą świata" odgrywa pole elektromagnetyczne - PEM.  

Generalnie pola elektromagnetyczne dzielimy na dwa rodzaje - pola jonizujące (zwane częściej promieniowaniem jonizującym) takie jak promieniowanie gamma, Roentgena, nadfiolet - powodujące swym działaniem powstawanie efektu jonizacji cząstek oraz pola niejonizujące - począwszy od fal radiowych, poprzez światło widzialne, skończywszy na płytkim nadfiolecie. Efekt jonizacji pod wpływem promieniowania jonizującego występuje praktycznie zawsze, a jego natężenie zależne jest od gęstości mocy. Pola takie powodują zmiany kumulujące się - każda następna dawka powiększa efekt działania poprzedniej.

Aby wystąpiło zjawisko jonizacji, PEM musi mieć odpowiednio wysoką częstotliwość, a co się z tym wiąże, nieść ze sobą odpowiednią energię. I tak jeden kwant promieniowania nadfioletowego (powodującego obumieranie drobnoustrojów) niesie ze sobą energię od 3,3 do 100 eV (elektronowoltów). Energia potrzebna do zjonizowania atomu tlenu lub wodoru wynosi pomiędzy 10 - 12 eV. Dla porównania, kwant PEM niejonizującego z zakresu radiowego, wykorzystywanego między innymi w telefonii komórkowej GSM, niesie ze sobą energię rzędu 0,000001 eV. Pola niejonizujące generalnie nie wywołują reakcji organizmów żywych pod warunkiem, że nie zostaną przekroczone pewne dopuszczalne granice, powyżej których zaczyna występować efekt mikrofalówki, czyli podgrzewania cząstek wody zawartej w tkankach.

Warunkiem wystąpienia takiego efektu są moce o gęstości tysięcy W/m2. Aby uniknąć takich zjawisk, dla wszystkich źródeł PEM stosowane są normy ochronne. Normy określają poszczególne kraje, i tak dla zakresu GSM dopuszczalna ekspozycja według przepisów USA wynosi 6 W/m2, według IRPA (Unia Europejska) - 4,5 W/m2. Natomiast w Polsce obowiązuje od sierpnia bieżącego roku graniczna strefa ochronna o poziomie 0,1 W/m2 (poprzednio obowiązywała norma 0,025 W/m2; więcej informacji na temat limitów znajdziesz tutaj). Jak widać, polskie przepisy są najbardziej wymagające i do nich muszą się stosować wszyscy operatorzy instalujący swoje urządzenia. Poziom 0,1 W/m2 ma zastosowanie tylko dla obszarów dostępnych normalnie dla ludzi i określony jest ze względu na ochronę środowiska naturalnego, bezpieczeństwo i higienę pracy.

W przypadku telefonii komórkowej mamy do czynienia z dwoma rodzajami źródeł PEM - właściwym aparatem, użytkowanym przez abonenta oraz z polem pochodzącym od tak zwanych stacji bazowych. W świecie nauki prowadzi się badania nad wpływem telefonii komórkowej (nie tylko działania pól elektromagnetycznych) na organizm człowieka. Nie dotyczą one stacji bazowych, ponieważ zainstalowana zgodnie z obowiązującymi (zwłaszcza w Polsce) przepisami taka stacja szkodliwego wpływu po prostu mieć nie może. Dotyczy to zwłaszcza najnowoczesniejszych systemów, takich jak GSM. System ten, projektowany jako system XXI wieku, zawiera w sobie proekologiczne założenia, w maksymalny sposób ograniczające emisję PEM.

Jeden ze sposobów zmniejszenia emisji to zastosowanie modulacji cyfrowej. Moc wyjściowa nadajników ograniczana jest w większości wypadków do około 20 W tak że moc emitowana w rzeczywistości przez antenę jest rzędu kilku - kilkunastu watów. Im gęściejsze rozmieszczenie stacji bazowych na danym obszarze, tym mniejsze moce są emitowane przez anteny (dla zoptymalizowanej sieci moce są rzędu kilku W).

System umożliwia dopasowywanie poziomu sygnału do istniejących w danej chwili potrzeb. Antena stacji bazowej jak i antena aparatu emituje PEM o natężeniu nie większym niż niezbędne w danej chwili do zapewnienia połączenia. Dodatkowo, w nowszych urządzeniach emisja PEM następuje tylko w momencie, kiedy ktoś mówi do mikrofonu - przy odbiorze aparat nie emituje pola. Zwykle stosuje się anteny kierunkowe, emitujące pole elektromagnetyczne "przed siebie", a nie dookoła - wynika to z potrzeby zapewnienia łączności w wybranych kierunkach. Emisja dookólna mogłaby spowodować przekroczenie dopuszczalnych norm oraz jest w takich wypadkach zwykłą stratą energii. Anteny stacji bazowych instalowane są na wysokich wspornikach, tworząc w ten sposób strefy ochronne. Stacje takie nie mogą pracować bez posiadania urzędowych opinii o braku szkodliwego ich wpływu na otoczenie.

Badania prowadzone w wielu krajach, a dotyczące aparatów przenośnych (między innymi radiotelefonów, aparatów analogowych i cyfrowych telefonów komórkowych, telefonów bezprzewodowych), głównie mają na celu określenie, czy może zaistnieć sytuacja, że długotrwałe korzystanie z takiego urządzenia wpłynie na organizm człowieka i w jaki sposób. Prowadzone są one również w celu dalszego precyzowania norm dla tego typu urządzeń. Pola elektromagnetyczne towarzyszą człowiekowi od zarania dziejów (pole elektromagnetyczne Ziemi, promieniowanie kosmiczne, wiatr słoneczny, wszelkiego rodzaju nadajniki radiowe, telewizyjne etc.). I są najczęściej używanym nośnikiem informacji w komunikacji ruchomej. Wszystko wskazuje na to, że w następnym stuleciu większość form łączności będzie realizowanych poprzez eter, co wydaje się być wykładnikiem postępu cywilizacyjnego - komunikacja osobista dostępna dla każdego i w każdym miejscu.

Podobne prace

Do góry