Έλεγχος Ασφάλειας Και Διαχείριση Συστημάτων Ραδιοεπικοινωνιών

Abstract

Η ανάπτυξη των ασύρματων επικοινωνιών οδηγεί στην εγκατάσταση ολοένα και πυκνότερων ασύρματων δικτύων. Παράλληλα αυξάνεται και η ανησυχία για τους πιθανούς κινδύνους από την έκθεση στην ακτινοβολία των κεντρικών σημείων πρόσβασης αυτών των δικτύων. Tα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται διάφορες μέθοδοι για τον ακριβή και γρήγορο υπολογισμό του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στη γειτονία τέτοιων εγκαταστάσεων. Στη διατριβή αυτή μελετάται το κοντινό πεδίο κεραιών ανακλαστήρα και σταθμών βάσης κινητής τηλεφωνίας. Αρχικά περιγράφονται τα χαρακτηριστικά του κοντινού πεδίου κεραιών ανοίγματος κυκλικής και ελλειπτικής διατομής μεγάλων ηλεκτρικά διαστάσεων. Ακολούθως δίνεται μία προσεγγιστική γρήγορη μέθοδος για την εκτίμηση του κοντινού τους πεδίου. Η μέθοδος στηρίζεται στον προσδιορισμό μίας ισοδύναμης κεραίας ανοίγματος όμοιου σχήματος με τη μελετώμενη, αλλά με μικρότερες διαστάσεις και με ίσα ανοίγματα μισής ισχύος στα δύο κύρια επίπεδα του διαγράμματος ακτινοβολίας. Η ισοδύναμη κεραία έχει ομοιόμορφη εξώθηση, ώστε το πεδίο της να υπολογίζεται ταχύτατα με ημιαναλυτικές μεθόδους. Η ορθότητα του μοντέλου επιβεβαιώνεται με την παρουσίαση διαγραμμάτων ισοεντατικών στα δύο κύρια επίπεδα στον κοντινό χώρο. Η ίδια μέθοδος εφαρμόζεται ακολούθως με τροποποιημένη μορφή σε κεραίες μικρότερων ηλεκτρικά διαστάσεων, όπως αυτές των σταθμών βάσης κινητής τηλεφωνίας. Προκειμένου να επιτευχθεί ικανοποιητικότερη ακρίβεια, αλλά και εξαιτίας της γεωμετρική τους διαίρεσης σε στοιχειώδεις κυψελίδες, οι κεραίες αναλύονται σε διακριτά κέντρα ακτινοβολίας. Αυτό κρίθηκε απαραίτητο, καθώς τα διαγράμματα ακτινοβολίας έχουν φαρδύτερο κύριο λοβό και υψηλότερους πλευρικούς. Για κάθε διακριτό κέντρο υπολογίζεται μία ισοδύναμη κεραία ανοίγματος, χρησιμοποιώντας και πάλι ως κριτήριο της εξίσωση των ανοιγμάτων ημίσειας ισχύος. Δείχνεται επίσης πως οι λοβοί μακρινού πεδίου προκύπτουν από τη συμβολή των σωλήνων ροής ενέργειας του κοντινού χώρου. Η μέθοδος εφαρμόζεται σε μία πραγματική κεραία σταθμού βάσης (Powerwave 7721.00) και τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τη λύση της Μεθόδου των Ροπών και με μετρήσεις. Τέλος δίνονται αποτελέσματα από την προσομοίωση της εκτίμησης του πεδίου σταθμών βάσης κινητής τηλεφωνίας χρησιμοποιώντας ως αισθητήρες πρόμπες από ένα και δύο ομόκεντρα κάθετα δίπολα. Εξάγονται συμπεράσματα όσον αφορά το μέγιστο επιτρεπόμενο μήκος των χρησιμοποιούμενων δίπολων και το βέλτιστο τρόπο συνδυασμού των ρευμάτων αυτών, ώστε να επιτευχθεί η πιο αξιόπιστη εκτίμηση του πεδίου στον κοντινό χώρο.