Физика в быту

Запуск сетей нового поколения начался, новая технология уже работает в пилотном режиме в 24 странах мира. Базовых станций будет больше из-за уменьшения радиуса их действия (микроволны более высоких частот сильнее поглощаются в окружающей среде), зато и мощность их излучения будет гораздо меньше из-за уменьшения площади покрываемой зоны. Существующие нормы плотности излучения (у нас 10 мкВт/см²) не будут нарушены.

В марте 2021 года компания МТС запустила первую в России сеть 5G в 14 тестовых зонах Москвы, среди которых Лубянская площадь, инновационный центр Сколково, главная аллея и каток ВДНХ, развлекательный центр «Остров мечты» и другие. Сеть работает в полосе частот от 4,4 до 5 ГГц. В ближайшее время будет использован диапазон 24,25–24,65 ГГц.

Сторонники исключительно теплового механизма воздействия микроволн убеждают, что никакого вредного воздействия не было и не будет. Сторонники нетеплового механизма воздействия опасаются возрастания рисков для населения. Единства мнений здесь не было и нет.

Жертвами поколения 5G могут стать пчёлы и другие насекомые. Излучения с частотами от 12 до 24 ГГц сильнее всего поглощаются телом пчелы и оказывают на него тепловое воздействие. Массовая гибель пчёл, которая уже идёт с начала 2000-х, вызвана различными причинами (пестициды, климатические изменения и другие), среди которых важную роль играют техногенные электромагнитные поля. К такому выводу пришли американские учёные.

Излучение антенн базовых станций

На одной и той же башне базовой станции имеются как передающие, так и приёмные антенны. Приёмные антенны, по определению, не излучают, а только принимают. Передающие антенны находятся на самом верху башни. Под ними расположены радиоблоки, преобразующие цифровой сигнал в аналоговый. В самом низу – «мозг» базовой станции (оборудование, обрабатывающее цифровой сигнал, и элементы питания); источником шума являются вентиляторы систем охлаждения, размещённые тут же.

Передающая антенна не «светит» равномерно во все стороны. В направлении собственной оси (по вертикали) она вообще не излучает. Максимально антенна излучает в направлении, перпендикулярном своей оси, то есть в горизонтальной плоскости, причём основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в довольно узком секторе – его называют главным лепестком. По своей конструкции антенны бывают разные. Всенаправленные антенны излучают равномерно по всем направлениям, перпендикулярным оси антенны. На рисунке 20 схематически изображена диаграмма, которая даёт представление о сравнительной интенсивности излучения по разным направлениям от антенны. Мысленно вращайте эту картинку вокруг оси, совпадающей с антенной, – примерно такую форму в пространстве будет иметь опасная зона, в которой плотность излучения превышает ПДУ. Протяженность опасной зоны по горизонтали зависит от мощности антенны и для антенн базовых станций обычно составляет не более 40 метров. Эта величина зависит не только от мощности излучателя, но и от принятого ПДУ для плотности излучения. К примеру, в Украине принят ПДУ 2,5 мкВт/см² (в 4 раза ниже, чем в России), поэтому расстояния от базовых станций до линии застройки должны быть примерно в 2 раза больше. Но гораздо чаще на базовых станциях применяют направленные антенны, основное излучение которых сосредоточено в одном горизонтальном секторе шириной 30, 60 или 120 градусов. Антенну устанавливают так, чтобы главный лепесток её излучения был направлен в сторону от прилегающих построек. Это необходимо не только для охраны нашего здоровья, но и для нормального качества передаваемого сигнала.

Рис. 20. Упрощённый вид диаграммы направленности излучения всенаправленной антенны. Возможно также наличие более слабых дополнительных боковых лепестков