ITU-R BS 1698 SPANISH-2005 Evaluating fields from terrestrial broadcasting transmitting systems operating in any frequency band for assessing exposure to non-ionizing radiation《在任何.pdf

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1、 Rec. UIT-R BS.1698 1 RECOMENDACIN UIT-R BS.1698 Evaluacin de los campos procedentes de los sistemas de transmisin de radiodifusin terrenal que funcionan en cualquier banda de frecuencias para determinar la exposicin a radiaciones no ionizantes (Cuestin UIT-R 50/6) (2005) Cometido Esta Recomendacin

2、pretende ser la base para la obtencin y estimacin de los valores de la radiacin electromagntica procedente de una estacin de radiodifusin que se producen a distancias particulares del emplazamiento transmisor. Utilizando dicha informacin, los organismos responsables son capaces de desarrollar normas

3、 adecuadas que se pueden utilizar para proteger al ser humano de exposiciones indeseables a la radiacin perjudicial. Los valores reales que han de aplicarse en toda reglamentacin dependern naturalmente de las decisiones adoptadas por las instituciones sanitarias responsables, a nivel nacional y mund

4、ial. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la energa de radiofrecuencia puede tener efectos perjudiciales en el cuerpo humano; b) que la energa de radiofrecuencia puede crear potenciales elctricos perjudiciales en los materiales conductores; c) que la energa de radiofrecu

5、encia puede tener efectos perjudiciales en los equipos (tales como los de radiocomunicacin, los instrumentos de navegacin, los marcapasos de cardiologa, el equipo cientfico o mdico, etc.); d) que la energa de radiofrecuencia puede dar lugar a la ignicin no deseada de materiales inflamables o explosi

6、vos; e) que las autoridades competentes estn efectuando determinaciones de los niveles perjudiciales de radiacin y de los potenciales elctricos, en trminos de contenido espectral, intensidad, efectos acumulados, etc.; f) que las autoridades competentes estn determinando las zonas en que los campos d

7、e radiofrecuencia y los potenciales elctricos rebasan los niveles de seguridad; g) que el personal no asociado a dichos sistemas puede resultar expuesto sin su conocimiento a dicha radiacin (incluyendo los viajeros del transporte areo) o a dichos potenciales elctricos; h) que las personas que explot

8、an y mantienen los sistemas de transmisin radioelctrica pueden tener que trabajar en las cercanas de la fuente de dichas exposiciones de radiofrecuencia, recomienda 1 que se utilice el Anexo 1 de la presente Recomendacin para evaluar los campos electro-magnticos generados por los sistemas de transmi

9、sin terrenal de radiodifusin que funcionan en toda banda de frecuencia, a fin de evaluar la exposicin a la radiacin no ionizante. 2 Rec. UIT-R BS.1698 Anexo 1 Evaluacin de los campos procedentes de los sistemas de transmisin de radiodifusin terrenal que funcionan en cualquier banda de frecuencias pa

10、ra determinar la exposicin a radiaciones no ionizantes NDICE Pgina 1 Introduccin 3 2 Caractersticas de los campos electromagnticos. 4 2.1 Caractersticas generales del campo . 4 2.1.1 Componentes del campo 4 2.1.2 Campo lejano . 5 2.1.3 Campo cercano. 7 2.1.4 Polarizacin 8 2.1.5 Modulacin 8 2.1.6 Con

11、figuraciones de la interferencia . 14 2.2 Niveles de intensidad de campo cerca de las antenas de radiodifusin 14 2.2.1 Bandas de ondas kilomtricas/hectomtricas (150-1 605 kHz) 14 2.2.2 Bandas de ondas decamtricas (3-30 MHz). 14 2.2.3 Bandas de ondas mtricas/decimtricas (30 MHz-3 GHz) 15 2.2.4 Bandas

12、 de ondas centimtricas (3-30 GHz). 15 2.3 Campo de frecuencias combinado 17 2.4 EMF en el interior de edificios . 18 Rec. UIT-R BS.1698 3 Pgina 3 Clculo 18 3.1 Procedimientos . 18 3.1.1 Soluciones cerradas 19 3.1.2 Procedimientos numricos . 19 4 Mediciones . 22 4.1 Procedimientos . 22 4.1.1 Bandas d

13、e ondas kilomtricas/hectomtricas. 22 4.1.2 Banda de ondas decamtricas 22 4.1.3 Bandas de ondas mtricas y decimtricas 22 4.1.4 Bandas de ondas centimtricas 23 4.2 Instrumentos . 23 4.2.1 Introduccin . 23 4.2.2 Caractersticas de los instrumentos de medicin del campo elctrico y magntico 24 4.2.3 Tipos

14、y especificaciones de instrumentos de banda estrecha 25 4.3 Comparacin entre predicciones y mediciones 26 5 Precauciones en las estaciones transmisoras y sus proximidades 26 5.1 Precauciones para controlar los efectos directos de las radiaciones de RF sobre la salud 26 5.1.1 Medidas de precaucin par

15、a los empleados (personal de servicio) . 27 5.1.2 Medidas de precaucin para el pblico en general 28 5.2 Precauciones para controlar los peligros de la radiacin RF indirecta. 29 Apndice 1 al Anexo 1 Ejemplos de clculos de intensidades de campo en las proximidades de las antenas de radiodifusin 30 Apn

16、dice 2 al Anexo 1 Comparaciones entre predicciones y mediciones . 43 Apndice 3 al Anexo 1 Lmites y niveles . 63 Apndice 4 al Anexo 1 Los mtodos de evaluacin adicional . 72 Apndice 5 al Anexo 1 Dispositivos de electromedicina . 77 Apndice 6 al Anexo 1 Referencias Bibliogrficas 78 1 Introduccin Durant

17、e muchos aos se ha considerado el tema de los efectos de la radiacin electromagntica y se ha intentado cuantificar los lmites particulares que podran aplicarse para proteger a los seres humanos contra los efectos indeseables. Los estudios realizados en diversos pases por diferentes organismos han da

18、do lugar a varias regulaciones administrativas. Es sorprendente e incomprensible que no se haya establecido hasta ahora una norma nica a pesar de todos los esfuerzos realizados a este respecto. 4 Rec. UIT-R BS.1698 La presente Recomendacin tiene por objeto proporcionar una base para la obtencin y es

19、timacin de los valores de la radiacin electromagntica procedente de una estacin de radiodifusin que se producen a distancias concretas del emplazamiento del transmisor. Utilizando dicha informacin, los organismos responsables pueden elaborar las normas adecuadas que se utilizarn para proteger a los

20、seres humanos contra la exposicin indeseable a la radiacin perjudicial. Los valores reales que deben aplicarse en cualquier reglamentacin dependern, naturalmente, de las decisiones que hayan tomado los organismos responsables de la salud pblica, a escala nacional y a escala mundial. Obsrvese que est

21、a Recomendacin UIT-R y las Recomendaciones UIT-T tratan de asuntos similares poniendo de relieve distintos aspectos del mismo tema general. Por ejemplo, la Recomendacin UIT-T K.52 (Orientacin sobre el cumplimiento de los lmites de exposicin de las personas a los campos electromagnticos) y la Recomen

22、dacin UIT-T K.61 (Gua sobre la medicin y la prediccin numrica de los campos electromagnticos para comprobar que las instalaciones de telecomunicaciones cumplen los lmites de exposicin humana) aportan directrices respecto a la conformidad con los lmites des exposicin de los sistemas de telecomunicaci

23、ones. Las informa-ciones de referencia correspondientes estn incluidas en el Apndice 6. 2 Caractersticas de los campos electromagnticos 2.1 Caractersticas generales del campo Este punto presenta una exposicin general de las caractersticas especiales de los campos electro-magnticos (EM) importantes p

24、ara esta Recomendacin y hace especialmente la distincin entre campo cercano y campo lejano. Se obtienen ecuaciones sencillas para calcular la densidad de potencia y la intensidad de campo en el campo lejano y concluye definiendo los trminos polarizacin y configuraciones de la interferencia. 2.1.1 Co

25、mponentes del campo El campo EM radiado por una antena est formado por varias componentes de campo elctrico y magntico, que se atenan con la distancia, r, a partir de la fuente. Las componentes principales son las siguientes: el campo lejano (de Fraunhofer), tambin llamado campo de radiacin, cuya ma

26、gnitud disminuye segn el factor 1/r; el campo cercano radiante (de Fresnel), tambin llamado campo inductivo. La estructura del campo inductivo depende en gran medida de la forma, el tamao y el tipo de antena aunque se han establecido varios criterios que se utilizan normalmente para especificar este

27、 comportamiento; el campo cercano reactivo (de Rayleigh), tambin denominado campo cuasiesttico, que disminuye segn el factor 1/r3. Rec. UIT-R BS.1698 5 Como las componentes inductiva y cuasiesttica se atenan rpidamente al aumentar la distancia desde la fuente de radiacin, slo son significativas en l

28、as proximidades de la antena transmisora, en la denominada regin de campo cercano. El campo de radiacin, por otro lado, es el elemento dominante de la denominada regin de campo lejano. Es el campo de radiacin quien transporta realmente la seal de radiodifusin sonora o de televisin desde el transmiso

29、r a un receptor distante. 2.1.2 Campo lejano En la regin de campo lejano, el campo EM toma el carcter predominantemente de una onda plana. Ello significa que los campos elctrico y magntico estn en fase y que sus amplitudes presentan una relacin constante. Adems, los campos elctrico y magntico forman

30、 ngulos rectos entre s y se encuentran en un mismo plano perpendicular a la direccin de propagacin. Se considera a menudo que las condiciones de campo lejano se aplican para distancias superiores a 2D2/, siendo D la mxima dimensin lineal de la antena. Sin embargo, en el caso de las antenas de radiod

31、ifusin esta condicin debe aplicarse con precaucin por las siguientes razones: se ha obtenido a partir de consideraciones relativas a antenas planas; se supone que D es un valor elevado en comparacin con . Cuando las condiciones anteriores no se satisfacen debe utilizarse como condicin de campo lejan

32、o una distancia superior a 10 . 2.1.2.1 Densidad de potencia El vector de densidad de potencia, vector de Poynting S, de un campo electromagntico viene dado por el producto vectorial de las componentes de campo elctrico, E, y magntico, H: S = E H (1) En el campo lejano, y en condiciones ideales dond

33、e no es significativa la influencia del suelo o de los obstculos, esta expresin puede simplificarse porque los campos elctrico y magntico y la direccin de propagacin son mutuamente ortogonales. Adems, la relacin entre las amplitudes de intensidad de campo elctrico, E, y magntico, H, es una constante

34、, Z0, conocida como impedancia caracterstica en el espacio libre1y toma un valor aproximado de 377 (o 120 ). Por consiguiente, en el campo lejano, la densidad de potencia, S, en el espacio libre viene dada por la siguiente ecuacin no vectorial: S = E2/Z = H2Z0 (2) La densidad de potencia a una dista

35、ncia determinada y en cualquier direccin, puede calcularse en el campo lejano utilizando la siguiente ecuacin: S = P Gi /(4 r2) (3) 1Generalmente, la impedancia caracterstica de un medio viene dada por la frmula )/( =z siendo la permeabilidad magntica (= 1,2566 106F/m en espacio libre) y la permitiv

36、idad (= 8,85418 1012H/m en el espacio libre). HES rrr =6 Rec. UIT-R BS.1698 siendo: S : densidad de potencia (W/m2) en una direccin determinada P : potencia (W) suministrada a la fuente de radiacin, suponiendo un sistema sin prdidas Gi: factor de ganancia de la fuente de radiacin en la direccin pert

37、inente, con respecto a un radiador istropo r : distancia (m) desde la fuente de radiacin. El producto PGide la ecuacin (3) se conoce como p.i.r.e. que representa la potencia que un radiador istropo ficticio debera emitir para producir la misma intensidad de campo en el punto de recepcin. Para determ

38、inar las densidades de potencia en otras direcciones debe tenerse en cuenta el diagrama de antena. Para utilizar la ecuacin (3) con un diseo de antena cuya ganancia Gase define con respecto a una antena de referencia de ganancia istropa Gr, tal como un dipolo de media onda o un monopolo corto, el fa

39、ctor de ganancia Gidebe sustituirse por el producto Gr Ga, como se indica en la ecuacin (4). El factor pertinente Graparece en el Cuadro 1. S = P GrGa/(4 r2) (4) Por consiguiente, cuando la ganancia de la antena Gd(Ga= Gd) valor original se expresa con respecto a la del dipolo de media onda: S = 1,6

40、4 PGd /(4 r2) (5) siendo: Gd: ganancia de la antena con respecto a un dipolo de media onda. De forma similar, cuando la ganancia de la antena Ga= Gmse expresa con respecto a la de un monopolo corto: S = 3,0 PGm /(4 r2) (6) siendo: Gm: ganancia de la antena con respecto a un monopolo corto. CUADRO 1

41、Factores de ganancia istropa para distintos tipos de antena de referencia Tipo de antena de referencia Factor de ganancia istropa, GrAplicaciones habituales donde es pertinente el tipo de antena de referencia Radiador istropo 1,0 Radar, sistemas de satlites y de radioenlaces terrenales Dipolo de med

42、ia onda 1,64 Televisin, radiodifusin en ondas mtricas y, a veces, en ondas decamtricas Monopolo corto 3,0 Radiodifusin en ondas kilomtricas, hectomtricas y, a veces, decamtricas Rec. UIT-R BS.1698 7 2.1.2.2 Intensidad de campo Las ecuaciones (2)-(10) suponen condiciones de onda plana (campo lejano)

43、y no son aplicables a los clculos de campo cercano. Si se combinan las ecuaciones (2) y (3) para eliminar S y se introduce un factor C para tener en cuenta las caractersticas directivas de la fuente de radiacin, se obtiene la ecuacin (7) para la intensidad de campo elctrico (E) en el campo lejano de

44、 una fuente de radiacin: iiPGrCCrPGZE 3040= (7) siendo: E : intensidad de campo elctrico (V/m) Z0= 377 , la impedancia caracterstica en el espacio libre P : potencia aplicada a la fuente de radiacin (W) suponiendo un sistema sin prdidas C : factor (0 C 1) que tiene en cuenta las caractersticas direc

45、tivas de la fuente de radiacin (en la direccin principal de radiacin, C = 1). Si la ganancia de la antena se expresa con respecto a un dipolo de media onda o a un monopolo corto, en vez de un radiador istropo, deben utilizarse los factores Gdo Gm, respectivamente, en lugar de Gi, como se indica en l

46、as ecuaciones (8) y (9). ddPGrCCrPGZE 2,4964,140= (8) mmPGrCCrPGZE 90340= (9) Para calcular la intensidad de campo magntico en el campo lejano de una fuente de radiacin, se utiliza la ecuacin (10). H = E/Z0 (10) siendo: E : la intensidad de campo elctrico (V/m) H : la intensidad de campo magntico (A

47、/m) Z0= 377 (120), la impedancia caracterstica en el espacio libre 2.1.3 Campo cercano La estructura del campo en la regin de campo cercano es ms compleja que la descrita anterior-mente para el campo lejano. En el campo cercano, existe una relacin arbitraria de fase y amplitud entre los vectores de

48、intensidad de campo elctrico y magntico y las intensidades de campo varan considerablemente de un punto a otro. En consecuencia, al determinar la naturaleza del campo cercano deben calcularse o medirse tanto la fase como la amplitud de los campos elctrico y magntico. Sin embargo, en la prctica esto puede ser muy difcil de llevar a cabo. 8 Rec. UIT-R BS.1698 2.1.3.1 Densidad de potencia e intensidad de campo No es fcil determinar el vector de Poynting en el campo cercano debido a la relacin arbitraria entre la fase y la amplitud mencionada anteriormente. Las am