Nghiên cứu và xây dựng quy trình đo phơi nhiễm (tt)

Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Nguyễn Ngọc San (Ghi rõ học hàm, học vị) Phản biện 1: ……………………………………………………………… Phản biện 2: ……………………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - VŨ TIẾN LỰC NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM Chuyên ngành: Điện tử viễn thông Mã số: 60.52.70 Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Nguyễn Ngọc San TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội, 2012 -4- MỞ ĐẦU Số liệu thống kê cho thấy, tính đến tháng năm 2010 hệ thống điện thoại di động toàn cầu khai thác 200 nước toàn giới, phục vụ tỷ thuê bao Công nghệ thông tin di động mà Việt Nam sử dụng hoàn toàn dựa công nghệ sử dụng tồn giới Trong mơi trường xung quanh ln tồn sóng điện từ trường Sóng điện từ trường sinh từ nhiều nguồn khác nhau, từ hoạt động máy móc cơng nghiệp, thiết bị điện, va chạm vật thể, nguồn điện, máy phát sóng radio Năng lượng vơ tuyến thể hấp thụ tạo thành nhiệt Các ảnh hưởng sóng vơ tuyến đến sức khoẻ liên quan đến sinh nhiệt Nhưng mức lượng sóng vơ tuyến q thấp khơng thể gây tăng nhiệt chưa thấy có nghiên cứu thơng báo ảnh hưởng có hại cho sức khoẻ mức phơi nhiễm giới hạn theo hướng dẫn tổ chức y tế giới (WHO) Điều với sóng điện từ trạm thu phát thông tin di động Trên sở đó, Việt Nam có văn dẫn áp dụng Tuy nhiên, sóng điện từ có phổ từ đến vơ nên tùy theo lượng, tần số, khoảng cách, mức độ che chắn… -5Nên biên độ phổ sóng điện từ giải phổ chất phóng xạ, hạt lượng cao đủ lớn ảnh hưởng định đến sức khoẻ người Điều đòi hỏi nghiên cứu cần thiết để xác định mức độ an toàn (gọi mức phơi nhiễm trường điện từ an toàn) khu vực sinh sống người dân, khu vực làm việc khuyến nghị cần có biện pháp quản lý để đảm bảo an toàn cho khu dân cư Nhiệm vụ cần triển khai: - Nghiên cứu phơi nhiễm tham số phơi nhiễm - Nghiên cứu ảnh hưởng trường điện từ trạm thu phát thông tin di động đến sức khỏe người - Xây dựng quy trình đo phơi nhiễm thực tế Với lý chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm” Luận văn xây dựng với nội dung sau: Chương 1: Khái quát phơi nhiễm nhu cầu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm, tiêu chuẩn Chương 2: Mơ hình truyền sóng đặc trưng sóng Chương 3: Áp dụng quy trình đo phơi nhiễm -6Luận văn hoàn thành sau thời gian nghiên cứu, làm việc với tinh thần nghiêm túc nỗ lực, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Do tơi mong muốn nhận bảo, góp ý thêm thầy cô bạn bè đồng nghiệp nhằm hồn thiện luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TSKH Nguyễn Ngọc San, người tận tình hướng dẫn, định hướng góp lý cho tơi nhiều điều vơ q báu q trình tơi thực đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2012 Học viên: Vũ Tiến Lực Lớp cao học ĐTVT khóa 2009-2011 -7- Chương - KHÁI QUÁT VỀ PHƠI NHIỄM VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM, TIÊU CHUẨN Chương xét vấn đề liên quan đến trường điện từ tổng hợp toán phơi nhiễm để đưa nhu cầu cần thiết phải xây dựng toán đo phơi nhiễm Thứ phân cực sóng vơ tuyến điện, việc sử dụng phân cực khác sóng điện từ có ý nghĩa lớn việc sử dụng cách hiệu qủa tần số thông tin vô tuyến Thứ hai cách phân chia băng sóng vơ tuyến ứng dụng Cuối chương nêu khái niệm phơi nhiễm, mối quan hệ sóng điện từ trạm thu phát sóng thơng tin di động sức khỏe người Đồng thời tổng hợp lại toàn quy chuẩn, tiêu chuẩn toán đo phơi nhiễm, đưa mức an tồn mơi trường phơi nhiễm nghề nghiệp không nghề nghiệp Trước vào tìm hiểu thêm phơi nhiễm , cần hiểu mơ hình hệ thống thơng tin di động đặc trưng sóng trình bày chương Nội dung chương là: 1.1 Trường điện từ -8- - Một số tính chất sóng điện từ - Sự phân cực sóng vơ tuyến điện - Phân chia sóng vơ tuyến điện theo tần số bước sóng - Về mối quan hệ sóng điện từ trạm thu phát sóng điện thoại di động sức khoẻ người 1.2 Về toán đo phơi nhiễm - Phơi nhiễm - Phơi nhiễm phần thể - Phơi nhiễm không nghề nghiệp - Phơi nhiễm nghề nghiệp - Tỷ lệ phơi nhiễm - Tỷ lệ phơi nhiễm tổng cộng 1.3 Yêu cầu thực tiễn tiêu chuẩn đo phơi nhiễm Ở Việt Nam, Bộ Khoa học Công nghệ ban hành Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3718-1:2005 “Quản lý an toàn trường xạ tần số rađiô - Phần 1: Mức phơi nhiễm lớn dải tần từ kHz đến 300 GHz” Bộ Bưu chính, Viễn thơng (nay Bộ Thơng tin Truyền thơng) có Quyết định số 19/2006/QĐ-BBCVT ngày 15/6/2006 quy định bắt buộc áp dụng TCVN 3718-1:2005 trạm thu phát thông tin di động -9Công bố bắt buộc áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3718-1:2005 quản lý an toàn trường điện từ tần số vô tuyến (Quyết định số 19/2006/QĐ-BBCVT Bộ trưởng Bộ Bưu chính, Viễn thơng) Với việc bắt buộc áp dụng TCVN này, giá trị mật độ dòng lượng (S) quy định trạm BTS W/m2 Giá trị nghiêm ngặt so sánh với giới hạn số tổ chức số nước (ước tính trạm BTS, hoạt động tần số 900 MHz): tổ chức ICNIRP 4,5 W/m2; Mỹ, Nhật W/m2; Anh 32 W/m2 (riêng Trung Quốc quy định giá trị thấp 0,4 W/m2) -10- Chương - MƠ HÌNH TRUYỀN SĨNG VÀ ĐẶC TRƯNG SÓNG Trong chương tìm hiểu kỹ q trình truyền sóng vật chất hệ thống anten Đây yếu tố ảnh hưởng lớn đến q trình sóng điện từ tác động đến sức khỏe cộng đồng Đề cập đến phương pháp truyền lan sóng, có bốn phương pháp truyền lan sóng mơi trường thực là: truyền lan sóng bề mặt, truyền lan sóng khơng gian, truyền lan sóng trời truyền lan sóng tự Mỗi phương thức truyền sóng sử dụng để truyền lan cho băng sóng định để đạt hiệu lớn Trong chương đưa cơng thức tính tốn thơng số q trình truyền sóng mật độ cơng suất, cường độ điện trường, công suất nhận điểm thu, tổn hao truyền sóng.Chương xét vấn đề chung lý thuyết anten Anten thiết bị thiếu hệ thống thông tin vô tuyến Anten phát làm nhiệm vụ xạ sóng điện từ (tức chuyển đổi sóng điện từ ràng buộc thành sóng điện từ tự do) để truyền đến điểm thu Anten thu thu nhận sóng điện từ khơng gian tự để chuyển thành sóng điện từ ràng buộc đưa máy thu Để đánh giá, lựa chọn sử dụng tốt anten phải dựa đặc tính -11tham số Do đó, chương xem xét tất tham số đặc trưng cho anten hàm tính hướng, đồ thị phương hướng, độ rộng búp sóng, cơng suất xạ, hệ số hướng tính, hệ số khuếch đại … Nội dung chương bao gồm: 2.1 Mơ hình truyền sóng vật chất - Các phương pháp truyền lan sóng mơi trường thực - Cơng thức truyền sóng khơng gian tự 2.2 Các kiểu cấu trúc anten - Vị trí anten thơng tin vơ tuyến - Q trình vật lý xạ sóng điện từ - Các tham số anten -12- Chương - ÁP DỤNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM Chương tập trung làm rõ mục đích luận án này, phương pháp đo truyền thống theo quy định Bộ thông tin truyền thông đo tỉ lệ phơi nhiễm sử dụng thiết bị đo phơi nhiễm, chương nêu hướng đo đo tỉ lệ phơi nhiễm dựa vào thiết bị đo mức thu sóng thơng tin di động Đồng thời đưa sử dụng máy đo kết thực tế thu Nội dung chương: 3.1 Phương pháp tính phơi nhiễm - Đánh giá toàn diện tỷ lệ phơi nhiễm tổng cộng - Phương pháp xác định vùng + Vùng tuân thủ + Vùng liên quan + Vùng thâm nhập + Vùng đo -13- Hình minh họa vùng đo 3.2 Xây dựng kết đo 3.2.1 Đo tỉ lệ phơi nhiễm sử dụng thiết bị đo phơi nhiễm - Các yêu cầu bản: + Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể phép đo sử dụng thiết bị đo băng thông rộng chọn tần Thông thường phép đo chọn tần cho kết đo tỷ lệ phơi nhiễm xác Kết đánh giá tỷ lệ phơi nhiễm sử dụng thiết bị đo băng thông rộng + Khoảng cách đầu đo người thực đo vật phản xạ tối thiểu phải 1m - Điều kiện để áp dụng phép đo chọn tần: -14+ Cường độ trường đo liên quan đến nguồn xạ vô tuyến phải bao hàm tổng cơng suất tín hiệu Do băng thông phân giải thiết bị đo phải rộng băng thơng chiếm dụng tín hiệu + Trong trường hợp tín hiệu có phổ tần số rộng băng thơng phân giải áp dụng phương pháp cộng tích lũy tổng cơng suất, có tính đến hình dạng lọc băng thông phân giải (thường gọi chế độ đo cơng suất) + Đối với tín hiệu có hệ số gợn sóng lớn khơng nên sử dụng sử dụng tách sóng đỉnh gây sai lệch lớn - Xác định tổng giá trị tỷ lệ phơi nhiễm: + Nếu sử dụng phương pháp băng thông rộng để đo tỷ đo lệ phơi nhiễm thu trực tiếp giá trị ER Trong trường hợp có N nguồn xạ đơn tần, Tỷ lệ phơi nhiễm nguồn đo theo phương pháp chọn tần ERi giá trị ER đo là: N ER đo   ERi i 1 3.2.2 Đo tỉ lệ phơi nhiễm thiết bị đo mức thu tín hiệu sóng thơng tin di động -15- Bắt đầu Xác định vùng tuân thủ Vùng thâm nhập có giao với vùng tn thủ khơng? Có Khơng Xác định vùng liên quan, vùng thâm nhập có giao hay khơng? Có Dùng máy đo vùng phủ đo mức thu vùng đo Khơng Tính tốn tỉ lệ phơi nhiễm Kết thúc Lưu đồ trình đo tỉ lệ phơi nhiễm thiết bị đo mức thu thông tin di động -16Cũng giống phương pháp đo truyền thống sử dụng máy đo phơi nhiễm, với phương pháp phải xác định rõ vùng: vùng tuân thủ, vùng liên quan, vùng đo, vùng thâm nhập Khi xác định vùng đo dùng máy đo vùng phủ sóng đo lại tồn mức thu vùng đo Sau áp dụng cơng thức 3.13 để tính tốn tỉ lệ phơi nhiễm Việc tính tốn tỉ lệ phơi nhiễm hãng Rohde&Schwarz hãng cung cấp hàng đầu thiết bị đo phổ tần (chính hãng cung cấp máy đo phơi nhiễm TSEMF Bộ thông tin truyền thông chứng nhận sử dụng) áp dụng công thức 3.13 đưa phần mềm “R&S Fieldstrength and Power Estimator” đơn giản hóa việc tính tốn mức thu cường độ điện trường 3.3 Thiết bị đo Máy đo TS-EMF thực tế Tiến hành đo: -17Sau thực cấu hình phần cứng chỉnh option, thực đo: Vào menu Measurement: chọn phép đo: Single Meas, Peak/Average Meas, Long-term Meas, chọn phép đo cửa sổ giao diện chương trình Trong đó: - Single Meas: Là phép đo nhanh, gói đo thực lần - Peak/Average Meas: Thực đo khoảng thời gian, sau chương trình tổng hợp giá trị trung bình giá trị đỉnh phép đo vừa thực - Long-term Meas: Thực đo thời gian dài Chọn gói đo muốn thực hiện, sau chọn menu Start Measurement Khi phép đo thực xong, kết xuất báo cáo dạng Excel Để kết đo xác cần kiểm tra kết nối, tham số hiệu chuẩn anten, cáp nối trước đo 3.4 Kết đo Kết đo vị trí trạm BTS Quán Gánh, huyện Thường Tín, TP Hà Nội máy đo TS-EMF vào ngày -1810/12/2011 với gói đo 900 1800Mhz nhà mạng Mobifone, Vinaphone Viettel: A Meas.Printout Printout for Measurement Quan Ganh Thuong Tin Ha Noi on 10/12/2011 10:12:33 AM All Packets Packet Total Field (RMS) Total ER * 1000 [V/m] [‰] FSH GSM1800 Mobifone 0.0185 0.0001 FSH GSM1800 Viettel 0.0186 0.0001 FSH GSM1800 Vinaphone 0.0190 0.0001 FSH GSM900 Mobifone 0.0549 0.0017 FSH GSM900 Viettel 0.0243 0.0003 FSH GSM900 Vinaphone 0.0204 0.0002 Sum 0.0712 0.0025 Limit Line: Tri-axis probe - R&S SerNo 100064 Antenna: RS-44-03-08 TAS- -19- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong thời gian làm luận văn tác giả tìm hiểu, nghiên cứu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm, luận văn hoàn thành nhiệm vụ đề ra: Nghiên cứu phơi nhiễm tham số phơi nhiễm - Nghiên cứu ảnh hưởng trường điện từ trạm thu phát thông tin di động đến sức khỏe người - Xây dựng quy trình đo phơi nhiễm thực tế Song song với quy trình đo phơi nhiễm Bộ thông - tin truyền thông áp dụng vào thực tế Việt Nam, luận văn dựa quy trình đo Bộ xây dựng quy trình đo gần gũi, thân thiện với người dân Kiến nghị Với kết đãđạt được, đề tài có ý nghĩa thực tiễn lãnh vực đo kiểm trường điện từ ngành viễn thông Luận văn giúp người dân có nhận thức sâu sắc ảnh hưởng sóng điện từ sức khỏe người đặc biệt ảnh hưởng trạm thông tin di động Hướng nghiên cứu luận văn: - Tập trung sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng trường điện từ trạm thu phát sóng thơng tin di động đến sức khỏe người - Hoàn thiện phương pháp đo tỉ lệ phơi nhiễm phương pháp sử dụng thiết bị đo tín hiệu thu sóng thơng tin di động  ... tế Với lý chọn đề tài ? ?Nghiên cứu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm? ?? Luận văn xây dựng với nội dung sau: Chương 1: Khái quát phơi nhiễm nhu cầu xây dựng quy trình đo phơi nhiễm, tiêu chuẩn Chương... toán đo phơi nhiễm - Phơi nhiễm - Phơi nhiễm phần thể - Phơi nhiễm không nghề nghiệp - Phơi nhiễm nghề nghiệp - Tỷ lệ phơi nhiễm - Tỷ lệ phơi nhiễm tổng cộng 1.3 Yêu cầu thực tiễn tiêu chuẩn đo phơi. .. VỀ PHƠI NHIỄM VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI NHIỄM, TIÊU CHUẨN Chương xét vấn đề liên quan đến trường điện từ tổng hợp toán phơi nhiễm để đưa nhu cầu cần thiết phải xây dựng toán đo phơi