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

Luận văn được 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 sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc
sĩ tại Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng
Vào lúc:

....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm

...............

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn
thơng


HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
---------------------------------------

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 5 năm 2010
các hệ thống điện thoại di động toàn cầu được khai thác ở trên
200 nước trên toàn thế giới, phục vụ hơn 5 tỷ thuê bao. Công
nghệ thông tin di động mà Việt Nam đang sử dụng hiện nay
hồn tồn dựa trên các cơng nghệ đang được sử dụng trên tồn
thế giới.
Trong mơi trường xung quanh chúng ta ln tồn tại
sóng điện từ trường. Sóng điện từ trường có thể sinh ra từ rất
nhiều nguồn khác nhau, như từ sự hoạt động của máy móc
cơng nghiệp, thiết bị điện, va chạm các vật thể, nguồn điện,
máy phát sóng radio.... Năng lượng vô tuyến được cơ thể hấp
thụ và tạo thành nhiệt. Các ảnh hưởng của sóng vơ tuyến đến
sức khoẻ liên quan đến sự sinh nhiệt này. Nhưng nếu mức năng
lượng sóng vơ tuyến q thấp thì khơng thể gây ra sự tăng

nhiệt và chưa thấy có nghiên cứu nào thơng báo về ảnh hưởng
có hại cho sức khoẻ tại các mức phơi nhiễm dưới các giới hạn
theo hướng dẫn của các tổ chức y tế thế giới (WHO). Điều này
cũng đúng với sóng điện từ của các trạm thu phát thơng tin di
động Trên cơ sở đó, Việt Nam cũng đã có những văn bản chỉ
dẫn áp dụng .
Tuy nhiên, vì sóng điện từ có phổ từ 0 đến vô cùng nên
tùy theo năng lượng, tần số, khoảng cách, mức độ che chắn….


-5Nên biên độ phổ của sóng điện từ tại giải phổ của các chất
phóng xạ, hoặc các hạt năng lượng cao có thể đủ lớn ảnh
hưởng nhất định đến sức khoẻ con người. Điều này đòi hỏi
những nghiên cứu cần thiết để xác định được mức độ an toàn
(gọi là mức phơi nhiễm trường điện từ an toàn) đối với khu vực
sinh sống người dân, khu vực làm việc và khuyến nghị cần có
các biện pháp quản lý để đảm bảo an toàn hơn cho khu dân cư.
Nhiệm vụ cần triển khai:
- Nghiên cứu về phơi nhiễm và các tham số phơi
nhiễm.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của trường điện từ do các
trạm thu phát thông tin di động đến sức khỏe con
người.
- Xây dựng được quy trình đo phơi nhiễm trong thực
tế.
Với những lý do trên tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu và
xây dựng quy trình đo phơi nhiễm”. Luận văn được xây dựng
với các nội dung chính như sau:
Chương 1: Khái quát về phơi nhiễm và nhu cầu xây
dựng quy trình đo phơi nhiễm, tiêu chuẩn.

Chương 2: Mơ hình truyền sóng và đặc trưng sóng.
Chương 3: Áp dụng quy trình đo phơi nhiễm.


-6Luận văn đã được hoàn thành sau một thời gian nghiên
cứu, làm việc với tinh thần nghiêm túc và nỗ lực, nhưng chắc
chắn khơng tránh khỏi thiếu sót. Do vậy tơi rất mong muốn
nhận được sự chỉ bảo, góp ý thêm của các thầy cô và bạn bè
đồng nghiệp nhằm hồn thiện hơn nữa luận văn của mình.
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cô và bạn bè đồng
nghiệp đã động viên, giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và
nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TSKH.
Nguyễn Ngọc San, người đã tận tình hướng dẫn, định hướng
và góp lý cho tơi nhiều điều vơ cùng q báu trong q trình
tơi thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 2 năm 2012
Học viên: Vũ Tiến Lực
Lớp cao học ĐTVT khóa 2009-2011


-7-

Chương 1 - KHÁI QUÁT VỀ PHƠI NHIỄM VÀ
NHU CẦU XÂY DỰNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI
NHIỄM, TIÊU CHUẨN
Chương 1 đã xét các vấn đề chính liên quan đến trường
điện từ và tổng hợp bài toán phơi nhiễm để đưa ra được nhu
cầu cần thiết phải xây dựng bài toán đo phơi nhiễm. Thứ nhất

là về phân cực của sóng vơ tuyến điện, việc sử dụng các phân
cực khác nhau của sóng điện từ có ý nghĩa rất lớn trong việc sử
dụng một cách hiệu qủa tần số trong thông tin vô tuyến. Thứ
hai là về cách phân chia các băng sóng vơ tuyến và ứng dụng.
Cuối cùng chương cũng đã nêu được những khái niệm cơ bản
nhất về phơi nhiễm, mối quan hệ giữa sóng điện từ của các
trạm thu phát sóng thơng tin di động và sức khỏe con người
như thế nào. Đồng thời cũng tổng hợp lại toàn bộ những quy
chuẩn, tiêu chuẩn của bài toán đo phơi nhiễm, và đưa ra những
mức an tồn đối với mơi trường phơi nhiễm nghề nghiệp và
không nghề nghiệp. Trước khi đi vào tìm hiểu thêm về phơi
nhiễm , cần hiểu mơ hình hệ thống thơng tin di động và đặc
trưng sóng sẽ được trình bày trong chương 2. Nội dung chính
của chương là:

1.1 Trường điện từ.


-8-

- Một số tính chất cơ bản của sóng điện từ
- Sự phân cực của sóng vơ tuyến điện
- Phân chia sóng vơ tuyến điện theo tần số và bước sóng
- Về mối quan hệ giữa sóng điện từ của các trạm thu
phát sóng điện thoại di động và sức khoẻ con người.

1.2 Về bài toán đo phơi nhiễm
- Phơi nhiễm.
- Phơi nhiễm từng phần cơ thể
- Phơi nhiễm không do nghề nghiệp

- Phơi nhiễm do nghề nghiệp
- Tỷ lệ phơi nhiễm
- Tỷ lệ phơi nhiễm tổng cộng

1.3 Yêu cầu thực tiễn và các tiêu chuẩn về đo phơi
nhiễm
Ở Việt Nam, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3718-1:2005 “Quản lý an toàn
trong trường bức xạ tần số rađiô - Phần 1: Mức phơi nhiễm lớn
nhất trong dải tần từ 3 kHz đến 300 GHz”. Bộ Bưu chính, Viễn
thơng (nay là Bộ Thơng tin và Truyền thơng) cũng đã có Quyết
định số 19/2006/QĐ-BBCVT ngày 15/6/2006 quy định bắt
buộc áp dụng TCVN 3718-1:2005 đối với các trạm thu phát
thông tin di động.


-9Công bố bắt buộc áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
3718-1:2005 về quản lý an toàn trong trường điện từ tần số vô
tuyến (Quyết định số 19/2006/QĐ-BBCVT của Bộ trưởng Bộ
Bưu chính, Viễn thơng). Với việc bắt buộc áp dụng TCVN này,
giá trị mật độ dòng năng lượng (S) quy định đối với các trạm
BTS là 2 W/m2. Giá trị này nghiêm ngặt hơn khi so sánh với
các giới hạn của một số tổ chức và một số nước (ước tính đối
với các trạm BTS, hoạt động tại tần số 900 MHz): tổ chức
ICNIRP là 4,5 W/m2; Mỹ, Nhật là 6 W/m2; Anh là 32 W/m2
(riêng Trung Quốc quy định giá trị thấp 0,4 W/m2).


-10-

Chương 2 - MƠ HÌNH TRUYỀN SĨNG VÀ ĐẶC
TRƯNG SĨNG
Trong chương 2 chúng ta đã tìm hiểu kỹ hơn về q trình
truyền sóng trong vật chất và hệ thống anten. Đây là những
yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sóng điện từ tác động
đến sức khỏe của cộng đồng. Đề cập đến các phương pháp
truyền lan sóng, có bốn phương pháp truyền lan sóng trong
mơi trường thực đó là: truyền lan sóng bề mặt, truyền lan sóng
khơng gian, truyền lan sóng trời và truyền lan sóng tự do. Mỗi
phương thức truyền sóng sẽ được sử dụng để truyền lan cho
băng sóng nhất định để đạt được hiệu quả lớn nhất. Trong
chương cũng đưa ra các cơng thức tính tốn các thơng số cơ
bản của q trình truyền sóng đó là mật độ cơng suất, cường
độ điện trường, cơng suất nhận được tại điểm thu, và tổn hao
truyền sóng.Chương cũng đã xét các vấn đề chung về lý
thuyết anten. Anten là thiết bị không thể thiếu trong các hệ
thống thông tin vô tuyến. Anten phát làm nhiệm vụ bức xạ
sóng điện từ (tức là chuyển đổi sóng điện từ ràng buộc thành
sóng điện từ tự do) để truyền đến điểm thu. Anten thu sẽ thu
nhận sóng điện từ trong khơng gian tự do để chuyển thành
sóng điện từ ràng buộc đưa về máy thu. Để đánh giá, lựa chọn
hoặc sử dụng tốt một anten phải dựa trên những đặc tính và


-11tham số của nó. Do đó, trong chương cũng xem xét tất cả các
tham số cơ bản đặc trưng cho một anten như hàm tính hướng,
đồ thị phương hướng, độ rộng búp sóng, cơng suất bức xạ, hệ
số hướng tính, hệ số khuếch đại ….
Nội dung chính của chương 2 bao gồm:
2.1 Mơ hình truyền sóng trong vật chất

- Các phương pháp truyền lan sóng trong mơi trường
thực
- Cơng thức truyền sóng trong khơng gian tự do
2.2 Các kiểu cấu trúc anten
- Vị trí của anten trong thơng tin vơ tuyến
- Q trình vật lý của sự bức xạ sóng điện từ
- Các tham số cơ bản của anten


-12-

Chương 3 - ÁP DỤNG QUY TRÌNH ĐO PHƠI
NHIỄM
Chương 3 đã tập trung làm rõ mục đích chính của luận
án này, ngoài phương pháp đo truyền thống theo đúng quy định
của Bộ thông tin truyền thông đo tỉ lệ phơi nhiễm sử dụng thiết
bị đo phơi nhiễm, chương đã nêu ra được hướng đo mới đo tỉ lệ
phơi nhiễm dựa vào thiết bị đo mức thu sóng thơng tin di động.
Đồng thời cũng đưa ra được các sử dụng máy đo như thế nào
và những kết quả thực tế thu được.
Nội dung chính của chương:

3.1 Phương pháp tính phơi nhiễm
- Đánh giá toàn diện tỷ lệ phơi nhiễm tổng cộng
- Phương pháp xác định các vùng
+ Vùng tuân thủ.
+ Vùng liên quan.
+ Vùng thâm nhập
+ Vùng đo

-13-

Hình minh họa vùng đo

3.2 Xây dựng và kết quả đo
3.2.1 Đo tỉ lệ phơi nhiễm sử dụng thiết bị đo phơi nhiễm
- Các yêu cầu cơ bản:
+ Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phép đo thì có thể sử
dụng thiết bị đo băng thông rộng hoặc chọn tần. Thông
thường các phép đo chọn tần cho kết quả đo tỷ lệ phơi nhiễm
chính xác hơn. Kết quả đánh giá tỷ lệ phơi nhiễm sử dụng
thiết bị đo băng thông rộng.
+ Khoảng cách giữa đầu đo và người thực hiện đo hoặc các
vật phản xạ tối thiểu phải là 1m.
- Điều kiện để áp dụng phép đo chọn tần:


-14+ Cường độ trường đo được liên quan đến một nguồn
bức xạ vô tuyến phải bao hàm tổng công suất của tín hiệu. Do
vậy băng thơng phân giải của thiết bị đo phải rộng hơn băng
thơng chiếm dụng của tín hiệu
+ Trong trường hợp tín hiệu có phổ tần số rộng hơn
băng thơng phân giải thì áp dụng phương pháp cộng tích lũy
tổng cơng suất, có tính đến hình dạng của bộ lọc băng thông
phân giải (thường được gọi là chế độ đo cơng suất)
+ Đối với tín hiệu có hệ số gợn sóng lớn thì khơng nên
sử dụng sử dụng bộ tách sóng đỉnh vì có thể gây ra sự sai lệch
lớn
- Xác định tổng các giá trị tỷ lệ phơi nhiễm:

+ Nếu sử dụng phương pháp băng thông rộng để đo tỷ
đo
lệ phơi nhiễm sẽ thu được trực tiếp giá trị ER .

Trong trường hợp có N nguồn bức xạ đơn tần, Tỷ lệ phơi
nhiễm của mỗi nguồn đo được theo phương pháp chọn tần là

ERi thì giá trị ER đo sẽ là:
N

ER đo   ERi
i 1

3.2.2 Đo tỉ lệ phơi nhiễm bằng 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 tại
vùng đo
Khơng
Tính tốn tỉ lệ
phơi nhiễm

Kết thúc

Lưu đồ quá trình đo tỉ lệ phơi nhiễm bằng thiết bị đo mức thu
thông tin di động


-16Cũng giống như phương pháp đo truyền thống sử dụng
máy đo phơi nhiễm, với phương pháp này cũng phải xác định
rõ các vùng: vùng tuân thủ, vùng liên quan, vùng đo, vùng
thâm nhập. Khi đã xác định được vùng đo dùng máy đo vùng
phủ sóng đo lại tồn bộ mức thu tại vùng đo. Sau đó áp dụng
cơng thức 3.13 để tính tốn ra tỉ lệ phơi nhiễm
Việc tính tốn tỉ lệ phơi nhiễm cũng đã được hãng
Rohde&Schwarz hãng cung cấp hàng đầu thiết bị đo về phổ
và tần (chính hãng cũng cung cấp máy đo phơi nhiễm TSEMF và đã được Bộ thông tin truyền thông chứng nhận sử
dụng) đã áp dụng công thức 3.13 đưa ra phần mềm “R&S

Fieldstrength and Power Estimator” đơn giản hóa việc tính
tốn giữa mức thu và cường độ điện trường.
3.3 Thiết bị đo

Máy đo TS-EMF thực tế
Tiến hành đo:


-17Sau khi thực hiện cấu hình phần cứng và chỉnh option, có
thể thực hiện đo:
Vào menu Measurement: chọn một trong 3 phép đo: Single
Meas, Peak/Average Meas, Long-term Meas, hoặc chọn ngay
một trong 3 phép đo trên cửa sổ giao diện chính của chương
trình
Trong đó:
- Single Meas: Là phép đo nhanh, mỗi gói đo sẽ được thực
hiện một lần
- Peak/Average Meas: Thực hiện đo trong một khoảng thời
gian, sau đó chương trình sẽ tổng hợp ra giá trị trung bình và
giá trị đỉnh của phép đo vừa thực hiện
- Long-term Meas: Thực hiện đo trong một thời gian dài
Chọn các gói đo muốn thực hiện, sau đó chọn menu Start
Measurement
Khi phép đo được thực hiện xong, kết quả sẽ được xuất ra báo
cáo dạng Excel.
Để kết quả đo được chính xác cần kiểm tra các kết nối, các
tham số hiệu chuẩn của anten, cáp nối trước khi đo.
3.4 Kết quả đo
Kết quả đo tại vị trí trạm BTS Quán Gánh, huyện
Thường Tín, TP Hà Nội bằng máy đo TS-EMF vào ngày

-1810/12/2011 với các gói đo 900 và 1800Mhz của 3 nhà mạng
Mobifone, Vinaphone và 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:

<none>
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 đã tìm hiểu, nghiên
cứu và xây dựng quy trình đo phơi nhiễm, luận văn đã hồn
thành đúng nhiệm vụ đã đề ra:
Nghiên cứu về phơi nhiễm và các tham số phơi
nhiễm.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của trường điện từ do các
trạm thu phát thông tin di động đến sức khỏe con
người.
- Xây dựng được quy trình đo phơi nhiễm trong thực

tế.
Song song với quy trình đo phơi nhiễm đã được Bộ thông
-

tin và truyền thông áp dụng vào thực tế hiện nay ở Việt Nam,
luận văn dựa trên quy trình đo của Bộ đã xây dựng quy trình
đo mới gần gũi, thân thiện với người dân hơn.

Kiến nghị
Với những kết quả đãđạt được, đề tài có ý nghĩa thực tiễn
trong lãnh vực đo kiểm trường điện từ đối với ngành viễn
thơng. Luận văn giúp người dân có những nhận thức sâu sắc
hơn về ảnh hưởng của sóng điện từ đối với sức khỏe con
người đặc biệt là ảnh hưởng của các trạm thông tin di động.
Hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn:


- Tập trung đi sâu vào nghiên cứu ảnh hưởng của
trường điện từ do các trạm thu phát sóng thơng tin di động đến
sức khỏe con người.
- Hoàn thiện phương pháp đo tỉ lệ phơi nhiễm bằng
phương pháp sử dụng thiết bị đo tín hiệu thu sóng thơng tin di
động.