5G: sieci telekomunikacyjne nowej generacji

Niestety te najprostsze, względnie tanie mierniki nie potrafią „odróżnić” PEM pochodzącego np. ze stacji bazowej czy routera Wi-Fi od PEM pochodzącego np. od różnych urządzeń elektrycznych dołączonych do sieci zasilającej 50 Hz, a do tego są wrażliwe na PEM o częstotliwości 50 Hz. Pamiętaj, że PEM wytwarza każde urządzenie zasilane energią elektryczną, a nie tylko urządzenia radiowe. Warto wiedzieć, że PEM o częstotliwości 50 Hz, uwzględniając fizykę zjawiska propagacji, może osiągać znacznie wyższe poziomy od PEM o częstotliwościach radiowych. Znajduje to bezpośrednie odzwierciedlenie w poziomach dopuszczalnych: dla częstotliwości 50 Hz dopuszczalny poziom składowej elektrycznej dla terenów przeznaczonych pod zabudowę mieszkaniową wynosi 1000 V/m, a np. dla częstotliwości radiowych od 10 MHz do 400 MHz – tylko 28 V/m. Używając miernika, który reaguje na częstotliwość 50 Hz, narażamy się na ekstremalne zafałszowanie wyniku pomiaru. Wówczas wyciąganie wniosków nt. poziomów PEM w radiowym zakresie częstotliwości może prowadzić do nieporozumienia. Dlatego koniecznie upewnij się, w jakim zakresie częstotliwości możesz używać miernika. Pamiętajmy, że typowe pasma częstotliwości dla stacji bazowych i telefonów komórkowych to 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz oraz 2600 MHz, natomiast urządzenia Bluetooth oraz Wi-Fi używane są w zakresie częstotliwości od 2400 MHz do 2483,5 MHz.

Wykonanie pomiaru to nie wszystko. Należy prawidłowo odczytać jego wynik, który składa się z liczby oraz odpowiedniej jednostki, zależnej od mierzonej wielkości. W przypadku pomiaru natężenia pola elektrycznego E stosuje się jednostkę wolt na metr [V/m], a w przypadku natężenia pola magnetycznego H – amper na metr [A/m]. Mierniki pozwalają również na określenie gęstości mocy S wyrażanej w watach na metr kwadratowy [W/m²]. Gęstość mocy S jest jednak miarą wyliczaną przez miernik na podstawie zmierzonych wartości natężenia pola, zazwyczaj elektrycznego E, z zależności: S = E² / 377.

Przykład wyniku pomiaru natężenia pola elektrycznego E: 12,56 V/m. Tej wartości natężenia pola E odpowiada obliczona gęstość mocy S: 0,42 W/m².

Tak, więc w przypadku uzyskiwania bardzo małych wartości można stosować przedrostki do tworzenia jednostek podwielokrotnych, takie jak np. "mili" (oznaczenie m), czy "mikro" (oznaczenie µ). I tak "mili" oznacza część tysięczną (czyli 0,001), a "mikro" – część milionową (czyli 0,000001). Tak naprawdę jednostek podwielokrotnych używamy w życiu codziennym, czasem nawet nie zdając sobie z tego sprawy (np. wymiar 24 mm = 0,024 m, co oznacza 24 tysięczne metra). Jednostki podwielokrotne powinny być jednak używane w określony sposób, w celu prawidłowego określenia wartości liczbowej. Jeśli mierzymy długość stołu to zdroworozsądkowo wynik pomiaru podamy np. jako 1,6 m lub zwyczajowo 160 cm, a nie jako 1600 mm lub 1600000 µm, co dodatkowo zaburza czytelność przekazywanej informacji. W przypadku PEM jest podobnie, a ponadto podanie wyniku w jednostkach podwielokrotnych utrudnia odniesienie do obowiązujących poziomów dopuszczalnych PEM.

Po wykonaniu pomiaru, uzyskany wynik porównuje się z odpowiednimi, obowiązującymi prawnie, czuli "legalnymi" poziomami dopuszczalnymi. W zakresie częstotliwości radiowych zazwyczaj odnosimy się do poziomów dopuszczalnych wyrażonych w V/m, więc wynik pomiaru natężenia pola elektrycznego również powinien być wyrażony w V/m. W przypadku gęstości mocy poziomy dopuszczalne wyrażone są w W/m², więc wynik pomiaru także należy wyrażać w W/m². Uzyskany wynik natężenia pola elektrycznego porównuje się z dopuszczalnym poziomem ustalonym dla pola elektrycznego, ewentualnie wynik gęstości mocy – z dopuszczalnym poziomem ustalonym dla gęstości mocy. Jeżeli uzyskany wynik pomiaru jest wyrażony w jednostce podwielokrotnej (mV/m, µW/m²), należy ją przeliczyć na jednostkę podstawową (V/m, W/m²) i dopiero wówczas porównać z poziomem dopuszczalnym. W innym przypadku ocena wyniku zostanie przeprowadzona nieprawidłowo. Posłużmy się przykładem: uzyskana w wyniku pomiaru gęstość mocy S = 147000 µW/m² jest liczbowo równa S = 0,147 W/m². Prawidłowo podany wynik, po zaokrągleniu, wynosi S = 0,15 W/m² i dopiero tą wartość porównuje się z poziomem dopuszczalnym, np. 2 W/m².

Choć obydwie miary (natężenie i gęstość mocy) dotyczą tego samego zjawiska, nie wolno ich ze sobą mylić i odnosić do niewłaściwych poziomów dopuszczalnych. Zmierzonego natężenia pola elektrycznego w V/m nie można porównywać z dopuszczalnym poziomem ustalonym dla gęstości mocy w W/m² i vice versa. Przykład: zmierzonego natężenia pola elektrycznego E = 12,56 V/m nie można porównywać np. z poziomem dopuszczalnym 2 W/m² ustalonym dla gęstości mocy.

Wspomnianych wcześniej poziomów dopuszczalnych nie należy mylić z funkcjonującą w przestrzeni publicznej, lecz nie mającą żadnego umocowania prawnego, tzw. "normą biologiczną", która wskazuje, aby PEM ograniczać do poziomu nie tylko uniemożliwiającego rozwój telekomunikacji i energetyki, ale nie pozwalającego nawet na funkcjonowanie obecnie wykorzystywanych systemów łączności, np. ratunkowej.

Autor: Rafał Pawlak - Instytut Łączności - Państwowy Instytut Badawczy