Radio viļņu izplatīšanās un vājināšanās

Lasīšanas laiks 3 protokols

Atjaunināts - maijs 11, 2023

Atkal un atkal tiek apspriests jautājums par WLAN, radiācijas iedarbību un ekranēšanu. Izpratne par radioviļņu izplatīšanos un vājināšanos palīdz arī darbā ar radiotehnoloģijām. Šā iemesla dēļ turpmāk sniegta sīkāka informācija, lai gan vispirms ir nepieciešama pamatzināšanas. Tāpēc sākumā nedaudz sausas teorijas.

Vēsture

1886. gadā Heinrihs Hercs (Heinrich Hertz), kura vārdā tika nosaukta frekvences mērvienība (Hz), pirmais eksperimentāli pierādīja, ka pastāv elektromagnētiskie (radio) viļņi, kurus 1867. gadā teorētiski paredzēja Džeimss Klērks Maksvels.

1900. gada 20. martā Nikola Tesla saņēma savu pirmo patentu bezvadu enerģijas pārraidei - radio tehnoloģijai.

Brauns un Markoni ir citi vārdi, kas saistīti ar telegrāfa attīstību, kas, izmantojot elektromagnētisko telegrāfu un Morzesa alfabētu, kuru jau 1837. gadā izgudroja Samuels Finlijs Brīzs Morze (Samuel Finley Breese Morse), ļāva pārsūtīt ziņojumus līdz pat 3600 kilometru attālumā.

Izplatīt

Elektromagnētisko viļņu izplatīšanās ir atkarīga no frekvences, topoloģiskajiem un atmosfēras apstākļiem.

Jonosfēras slāņi (vidējais augstums aptuveni 1000 km), kas atrodas aiz troposfēras (17.. 17 km augstumā) un stratosfēras (8.. 50 km augstumā) tuvu zemei, var atstarot elektromagnētiskos viļņus, pateicoties to jonizācijas pakāpei, kas ir atkarīga no Saules aktivitātes. Ekstrēmos gadījumos tikko pārraidīto signālu var atkal uztvert tajā pašā vietā, atkārtoti atstarojot to ap zemeslodi (apkārtmērs aptuveni 40 000 km), kas aizkavējas par tranzīta laiku (300 000 km/s).

Virs aptuveni 60 MHz radio viļņi izplatās kā gaisma. Šķēršļi tos var atstarot un atstarot. Jo īpaši virs 100 MHz radioviļņu izplatīšanos aizvien vairāk traucē atstarojumi. Visnelabvēlīgākajā gadījumā viļņu viļņi un viļņu viļņu viļņi var viens otru izjaukt.

Amortizēšana

Vājinājums ir signāla vājinājums. Vājinājumu mēra decibelos (dB) vai decibelos milivatos (dBm), vai, ja jauda ir lielāka, decibelos vatos (dBW) logaritmiskā formā, lai varētu praktiski vizualizēt augstākus līmeņus.

Ir svarīgi atšķirt vājinājuma rādītājus procentos un dB, skaņas db(A) gadījumā "A" nozīmē cilvēka dzirdes līknei pielāgotu skaļumu (ņemot vērā to, ka augstas un zemas skaņas pie vienāda skaļuma tiek uztvertas atšķirīgi).

Decibeli parasti norāda uz pastiprinājuma vērtību, t. i., šī vērtība ir pozitīva. Tāpēc negatīva zīme raksturo vājināšanos.
100 dB apzīmē 100 000 reižu lielāku skaņas spiedienu nekā 0 dB jeb skaņas spiedienu 2 pa (paskāli).

Trokšņi	db(A)	Ekranēšana (dB)	%
Cirkulārais zāģis	90	10	90
Autoceļu dienas	80	20	99
Galvenā iela dienas laikā	70	30	99,9
Galvenais ceļš naktī	60	40	99,99
Sānu iela dienas laikā	50	50	99,999
Blakusceļš naktī	40	60	99,999.9
Pulksteņa izšuvumi	30	70	99,999.99
Lapu troksnis	20	80	99,999.999
Elpošanas skaņa	10	90	99,999.999.9
Klusums	0	100	99,999.999.99

Lai gūtu priekšstatu par to, cik liela ir radio viļņu caurlaidības spēja, tiek salīdzināti ēkas griesti, kuru biezums nepārsniedz 30 cm (70%), ar stiepļu sietu, kura biezums nepārsniedz 1 mm (100%), vai ģipškartona starpsienu, kuras biezums nepārsniedz 10 cm (10%).

Kabeļa / savienotāja / vājināšanas zudumi

Ja radioviļņi, piemēram, ceļā no radioaparāta uz antenu, iet cauri kabeļiem, kontaktiem, savienojumiem u. c., arī šeit rodas vājināšanās zudumi. Izmantotā antenas kabeļa veids un garums, kā arī kontaktdakšu savienojumi nosaka kopējo vājināšanās zudumu lielumu.

Parasti vājināšanās zudumu summa nedrīkst pārsniegt antenas pastiprinājumu. Atsevišķi komponenti jāizvēlas atbilstoši.

Izvēloties antenas kabeli, jāņem vērā arī kabeļa veids - vītņvads vai ciets vads, ekranējums, apvalka konstrukcija, garums un izmantojamā frekvence. Izšķiroša nozīme ir arī strukturālajam lietojumam: halogēna kabeļi ir karstumizturīgi un ugunsdroši, rievotie kabeļi tiek izmantoti uzstādīšanai tuneļos.

WLAN/radioreleja

WLAN ir pieejamas 2,4 GHz, 5 un 6 GHz, kā arī 24 un 60 GHz frekvences. Ja vēlaties, lai tālvadības diapazons caur sienām un griestiem būtu liels, izvēlieties zemākās frekvences, t. i., 2,4 GHz. Tām ir diapazons savrupmājas iekšienē. Ja māja ir divstāvu māja, paturiet prātā, ka tas ir pietiekams arī kaimiņam. Ja vēlaties augstu datu pārraides ātrumu nelielos attālumos, izmantojiet 5 GHz frekvenci, jo tā tik tikko iespiežas grīdā vai griestos. Tas pats attiecas uz 6 GHz joslu.
Savukārt 24 un 60 GHz frekvenču diapazons nodrošina 200 ... 1.000 m. Redzamības līnija šeit ir priekšnoteikums. Lietus, migla, snigšana u. c. var radīt caurlaidspējas zudumus, ko daļēji var kompensēt ar tehniskiem piesardzības pasākumiem.

Radio lauka stiprums

Elektroiekārtu radio lauka intensitāte ir 1 ... 2 mW, radiolīnijas aptuveni 10 mW, WLAN 2,4 GHz frekvencē - 100 mW, 5 GHz frekvencē - 200 mW, mikroviļņu krāsns - 800 mW un mobilā tālruņa - 2000 mW.

Kopumā augstfrekvences elektromagnētiskajiem laukiem piemēro robežvērtības, kas raksturo tā saukto SAR (Specific Absorption Rate - īpatnējais absorbcijas koeficients), kura enerģijas patēriņš cilvēka audos ir pieļaujams.

Vidēji visam cilvēka ķermenim ir 0,08 W/kg, bet attiecībā uz atsevišķām zonām, piemēram, galvu (mobilais tālrunis) - 2 W/kg.

Mobilais tālrunis uz auss jau pakļauj organismu maksimālajai pieļaujamajai slodzei.

Jutīgiem cilvēkiem elektromagnētiskā starojuma iedarbība var izraisīt asinsspiediena traucējumus, depresiju, hormonālus traucējumus, imūnsistēmas nomākumu, koncentrēšanās traucējumus, galvassāpes, nogurumu, miega traucējumus, reiboni, sliktu dūšu un nemieru.

Aizsardzības pasākumi

1. Izvēlieties WLAN maršrutētāja atrašanās vietu pēc iespējas tālāk no darba vietas.
2. Izmantojiet frekvenču joslu atbilstoši faktiskajām prasībām.
3. Deaktivizēt WLAN, ja tas netiek izmantots.

Ja vēlaties pasargāt sevi no ārējās elektromagnētiskā starojuma iedarbības, varat izveidot savu mājokli kā Faradeja būru. Šādā gadījumā zem sienu paneļiem/tapetēm vai speciālām EMC tapetēm ar metāla pārklājumu tiek novietotas plānas metāla sieta, vara folijas vai, ja nepieciešams, alumīnija folijas loksnes. Ir svarīgi, lai katrai loksnei būtu elektriskais kontakts ar blakus esošo loksni, lai arī logu stikli būtu metalizēti un lai arī šis slānis būtu savienots ar sienas ekranējumu.
Lai nodrošinātu pareizu zemējumu, visa instalācija ir jāpievieno ēkas potenciālu izlīdzināšanas sistēmai.

Tādējādi šī telpa ir pasargāta no ārējās elektromagnētiskās iedarbības; otrādi, WLAN maršrutētāja radiosatiksme šajā telpā būtu pasargāta no ārējiem noklausītājiem.

Elektrosmoga un aizsarglīdzekļu tehnoloģiju tēma ir aplūkota šajā dokumentā. Iemaksas apstrādā atsevišķi.

Visus darbus, kas saistīti ar elektriskajām sistēmām, drīkst veikt tikai kvalificēts personāls!