NF C99-123-2008 Basic standard for the calculation and the measurement of human exposure to electromagnetic fields from broadcasting service transmitters in the HF bands (3 MHz - 3.pdf

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1、NF EN 50475aot 2008Ce document est usage exclusif et non collectif des clients Saga Web.Toute mise en rseau, reproduction et rediffusion, sous quelque forme que ce soit,mme partielle, sont strictement interdites.This document is intended for the exclusive and non collective use of Saga Web customers

2、.All network exploitation, reproduction and re-dissemination,even partial, whatever the form (hardcopy or other media), is strictly prohibited.Saga Web Pour SHANGHAI INTERNAT SCIENCE ces missions peuvent comporter des programmes sonores, des programmes de tlvision ou dautres genres dinformations 3.5

3、distance de conformit distance minimale entre lantenne et un point dobservation ou lintensit le niveau de champ est rput tre conforme aux limites EN 50475:2008 6 3.6frontire de conformit surface autour dune antenne au del de laquelle tous les niveaux de champs sont rputs tre conformes aux limites 3.

4、7courant de contact (IC) courant circulant entre le corps humain et un des objets plac dans le champ; il est exprim en (A). Un objet conducteur plac dans un champ lectrique peut tre charg par ce champ 3.8densit de courant (J) la densit de courant est dfinie par le courant circulant dans une unit de

5、section perpendiculaire sa direction dans un volume conducteur par exemple du corps humain ou dune partie de celui-ci, exprime en ampres par mtre carr (A/m) 3.9champ lectrique (E) amplitude dun champ vectoriel un point qui reprsente la force (F) sur une petite charge positive (q)divise par la charge

6、 qFELe champ lectrique est exprim en volt par mtre (V/m) 3.10 valeurs limites dexposition limites lexposition aux champs lectromagntiques telles que donnes dans la Directive 2004/40/CE 2, qui sont bases sur des effets sanitaires et des considrations biologiques tablis. La conformit ces limites assur

7、e que les travailleurs exposs aux champs lectromagntiques sont protgs contre tous les effets sanitaires nocifs connus 3.11 courant induit courant circulant dans le corps humain, rsultant directement dune exposition un champ lectromagntique, exprim en ampre (A) 3.12 installationensemble particulier c

8、onstitu de plusieurs types dappareils et si applicable, dautres dispositifs, qui sont assembls, installs pour une utilisation permanente dans un emplacement prdfini. Dans la prsente norme, le terme installation recouvre au moins un metteur dondes courtes 3.13 champ magntique (H) grandeur vectorielle

9、 obtenue par soustraction de laimantation M de la densit de flux magntique Bdivise par la permabilit de lespace libre oBH M0Le champ lectrique est exprim en ampres par mtres (A/m) NOTE Dans le vide, le champ magntique est en tout point gal la densit de flux magntique divise par la permabilit de lesp

10、ace libre: H = B / 0 7 EN 50475:2008 3.14 modulationprocd, ou rsultat de procd, o certaines caractristiques de londe (amplitude, frquence ou phase) varient suivant une autre onde ou un autre signal NOTE Deux modulations en particulier sont utilises dans la prsente norme: AM (Modulation dAmplitude) e

11、t COFDM (Multiplex par division de frquence orthogonale code). Le procd de modulation doit aussi tre considr lors de la ralisation de mesures et de calculs pour dterminer si oui ou non les limites sont dpasses, par lajout du facteur de modulation la valeur efficace de la porteuse.3.15 niveaux de rfr

12、ence les niveaux de rfrence de lexposition sont fournis par le document 1999/519/CE 1 pour comparaison avec des valeurs mesures de grandeurs physiques; la conformit avec tous les niveaux de rfrence assure la conformit avec les restrictions de base. Si les valeurs mesures sont plus leves que les nive

13、aux de rfrence, il ne sen suit pas que la restriction de base est ncessairement dpasse, mais une analyse plus dtaille est ncessaire pour valuer la conformit aux restrictions de base 3.16 valeur efficace (eff) la valeur efficace est obtenue en prenant la racine carre de la moyenne du carr de la valeu

14、r de la fonction priodique prise durant une priode 3.17 radio diffusion en ondes courtes la gamme de frquence entre 3 MHz et 30 MHz est appele bande Ondes Courtes . La radio diffusion dans cette bande de frquence est appele radio diffusion ondes courtes 3.18 siteemplacement incluant une installation

15、 ondes courtes et dont laccs est interdit au public 3.19 dbit dabsorption spcifique (DAS) drive temporelle de lnergie incrmentale (dW)absorbe par (dissipe dans) une masse incrmentale (dm) contenue dans un volume (dV) de densit massique donne ( ):dVdWdtddmdWdtdSARLe DAS est exprim en watt par kilogra

16、mme (W/kg) 3.20 metteurdispositif gnrant des puissances de frquence radio dans le but de la communication EN 50475:2008 8 4 Grandeurs physiques et units Les units SI internationalement reconnues sont utilises dans toute cette norme.Grandeur Symbole Unit DimensionsDensit de courant J ampre par mtre c

17、arr A/mChamp lectrique E volt par mtre V/mFrquence f hertz HzChamp magntique H ampre par mtre A/mDbit dabsorption spcifique DAS watt par kilogramme W/kgLongueur donde mtre mConductivit lectrique siemens par mtre S/m Densit de masse kilogramme par mtre cube kg/m35 Applicabilit des mthodes dvaluation

18、de conformit Dans les applications de radiodiffusion en ondes courtes, polarises horizontalement, il existe au niveau du sol deux rgions de champs (la rgion de champ lointain nexiste pas au niveau du sol): la rgion de champ ractif proche est dfinie par r /4, o r est la distance entre lantenne et le

19、point dobservation; la rgion de champ rayonnant proche est dfinie par r /4 o r est la distance entre lantenne et le point dobservation. La prsente norme dcrit des mthodes de mesure et de calcul pour dfinir les zones dexposition et les tableaux suivants (Tableau 1 et Tableau 2) aidera slectionner une

20、 mthode approprie. La conformit du rsultat de lvaluation aux niveaux de rfrence ou aux valeurs dactions appropries assurera la conformit la rglementation applicable (restriction de base ou valeurs limites). Cependant, il est toujours possible de vrifier directement la conformit la restriction de bas

21、e ou aux valeurs limites exprimes respectivement en DAS et en densit de courant. 9 EN 50475:2008 5.1 Niveau de rfrence ou valeurs de niveau daction Tableau 1 Mthodes dvaluation pour chaque rgion dantenne Mthodes dvaluation pour chaque rgion dantenne Champ ractif proche Champ rayonnant procheCalcul d

22、es champs E et H Calcul du champ H Calcul des courants induits a Calcul des courants induits aCalcul du courant de contact Mesure des champs E et H Mesure du champ H Mesure des courants induits a Mesure des courants induits aMesure du courant de contact a La conformit de la valeur maximale du champ

23、E or H vis-vis du niveau pertinent, et sans moyennage spatial de la mesure, implique la conformit du courant induit.5.2 Densit de courant et DAS Tableau 2 Mthodes dvaluation pour chaque rgion dantenne Mthodes dvaluation pour chaque rgion dantenneChamp ractif proche Champ rayonnant procheDAS et densi

24、t de courant a DAS et densit de courant a Aucune mthode normalise nest disponible pour lvaluation du DAS dans le champ ractif proche. Lvaluation du DAS et de la densit de courant peut tre base sur soit des niveaux de champs calculs, soit des niveaux de champs mesurs. 6 Mesure et calcul de DAS (DAS l

25、ocalis et DAS moyen) 6.1 Mthode dapproximation pour le calcul du DAS pour des frquences infrieures la frquence de rsonance du corps Hors de la rgion de champ ractif proche, une approche par une mthode quasi-statique est approprie pour lestimation de DAS quand la frquence de londe est infrieure la fr

26、quence de rsonance du corps humain (environ 70 MHz en espace libre et 35 MHz quand il est reli la terre). Cette approche est particulirement applicable lanalyse de lexposition dans la rgion de champ proche des grandes antennes de radiodiffusion AM. Les techniques de mesure et de calcul permettent lv

27、aluation du champ lectrique E et du champ magntique H dans le champ proche et dans le champ lointain dune antenne de radiodiffusion (gamme de frquence de 3 MHz 30 MHz). Pour nombre de configurations dantennes de radiodiffusion, la distance de scurit rsultant des niveaux de rfrence conduit un rsultat

28、 trop prudent puisque labsorption du corps humain est bien plus faible du fait du champ proche ou des effets de polarisation. En principe, les valeurs de DAS pour un modle de corps humain peuvent tre dduites par une analyse FDTD (Diffrences finies dans le Domaine Temporel) quand les composantes tang

29、entielles des champs lectriques et magntiques dune limite ferme autour du corps sont connues (Principe de Huygens). Cependant, il est trs coteux dvaluer le champ complet autour dun volume appropri du modle du corps humain, et cela en plusieurs endroits. Cest pourquoi, une approche pratique doit mett

30、re en oeuvre certaines simplifications. EN 50475:2008 10 En gnral, les champs lectriques et magntiques variables dans le temps sont des vecteurs et ont des valeurs de composantes par rapport aux trois axes de coordonnes. Cependant, aux frquences infrieures la frquence de rsonance o lespace libre de

31、la longueur donde du champ est bien suprieur aux dimensions du corps humain, un calcul quasi-statique peut tre utilis pour lvaluation du DAS. Quand les champs lectrique et magntique peuvent tre considrs comme indpendants lun de lautre, la contribution au DAS est dtermine par des composantes spares d

32、e champs, chacune avec un coefficient dpendant uniquement de la polarisation de londe incidente et de la forme et de la conductivit du corps, et gnralement exprime par: zyxzyx HfHeHdEcEbEaDAS .Pour une valuation gnrale de lexposition, il est ncessaire dadopter un modle moyen du corps pour obtenir de

33、s valeurs reprsentatives du DAS ou mieux, un modle du corps qui conduit des valeurs pire cas du DAS. Ceci est suppos rempli par le modle de lHomme Visible. Lensemble de donnes “Visible Man“ (Homme Visible) est le premier rsultat du “Visible Human Project“ de la National Library of Medicine, 8600 Roc

34、kville Pike, Bethesda, Maryland, USA. Il sagit dun ensemble dimages numriques dun humain de sexe masculin complet constitu de coupes tomographiques, dimages par rsonance magntique, ainsi que dimages de sections congeles. Lvaluation du DAS de lexposition donne des valeurs plus restrictives par rappor

35、te aux valeurs limites, si on fait la comparaison avec la densit de courant pour une bande de frquence suprieure denviron 3 MHz 5 MHz. 6.2 Conditions dexposition Lnergie absorbe par le corps humain dpend de la polarisation et de la direction de londe plane incidente sur le corps. Dans ce qui suit, l

36、hypothse est faite que le modle a 3 demi-axes nomms a, b,et c, avec toujours a b c. Le systme de coordonnes est tel que la longueur a du demi-axe le plus grand correspond toujours laxe de coordonne x; de mme, le demi-axe b est sur laxe de coordonne y traversant le corps ( travers les bras pour un mo

37、dle de corps humain correspondant), et le demi-axe le plus petit c suit laxe de coordonnes z de la poitrine au dos). Les directions du vecteur champ lectrique E, du vecteur champ magntique H et du vecteur de propagation k de londe plane incidente sont toujours nomms par rapport aux axes a, b et c da

38、ns cet ordre. Ainsi par exemple, EHk nomme E parallle laxe x, H parallle laxe y et k parallle laxe z.Pour plus de dtails voir rfrences 3 et 4. Lnergie lectromagntique absorbe dans le corps, exprime par le DAS du corps entier, dpend de la polarisation de londe lectromagntique entrante et pour la pola

39、risation normalise dcrite dans le paragraphe prcdent (voir la rfrence 5, Eq. 7-12): ,SHSEDAS cawbEkH: ,SHSEDAS bawbEHk: ,SHSEDAS cbwbkEH: ,SHSEDAS abwbHEk: ,SHSEDAS bcwbkHE: ,SHSEDAS acwbHkE: 11 EN 50475:2008 o les grandeurs , , , , , et sont des composantes dabsorption dnergie quasi-statiques qui d

40、pendent uniquement des longueurs des demi-axes a, b, et c, de la conductivit du modle de la frquence et du champ effectif de londe lectromagntique incidente (voir rfrences 4 et 5). Le paramtre , par exemple, est la composante dnergie absorbe par le corps et provenant du champ lectrique incident pola

41、ris le long du demi-axe le plus long a, et de mme pour le champ H et les autres directions des demi-axes b et c. Pour chacune des polarisations donde ci-dessus, la contribution au DAS du corps entier est la somme de deux composantes indpendantes, lune du champ lectrique correspondant et lautre du ch

42、amp magntique, qui dans le cas quasi-statique sont considres indpendantes. aSE bSE cSE aSH bSH cSHaSEaECe modle nest applicable que hors de la rgion de champ ractif proche de lantenne. 6.3 Dcomposition polynomiale en frquence, des valeurs de composante quasi-statiques Dans le rgime quasi-statique, p

43、our une onde plane de polarisation et de direction gnrales, nous avons avec une bonne approximation, (voir rfrence 5): .SHSHSHSESESEDAS zyxzyxwbLe DAS et les valeurs de composantes quasi-statiques sont donnes dans les Tableaux A.1 et A.2 pour le modle non homogne de lHomme Visible reli la terre. Les

44、 valeurs des coefficients de la dcomposition polynomiale des ces valeurs de composantes quasi-statiques en fonction de la frquence entre 5 MHz et 30 MHz sont donnes dans le Tableau A.3. Elles permettent de dterminer les valeurs quasi-statiques aux frquences intermdiaires celle du tableau. Les dcompo

45、sitions en frquence ont la forme de (voir rfrence 5, Eq. 21): n30nEn,p paSE f et ,aSHn30nHn,p p fo les composantes quasi-statiques sont exprimes en mW/kg et les frquences en MHz. Lindex p fait rfrence aux directions des demi-axes du modle, a, b ou c correspondant aux axes usuels x, y et zchoisis pour ce problme. Les coefficients de dcomposition et sont dtermins par les moindres carrs correspondants chaque composante statique avec le frquence; ils sont donns dans le Tableau A.3, pour le corps reposant sur un sol conducteur. pEn,apHn,aLes valeurs du D