"Методические указания по определению уровней электромагнитного поля и гигиенические требования к размещению ОВЧ-, УВЧ- и СВЧ-радиотехнических средств гражданской авиации"
(утв. Минздравом СССР 14.01.1981 N 2284-81)

"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.

1.1. 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).

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

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.

1.11. 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.

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.

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:

где:

r - расстояние от РТС до точки облучения;

d - размеры антенны РТС в вертикальной плоскости;

лямбда - длина волны.

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.

3.1. 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:

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:

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:

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:

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).

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.

4.1. 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:

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:

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).

6.1. 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.

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.

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

<*> С новой антенной.