CALCOLO
DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI CON "CAMPI.EXE"
Solo
al sentirne parlare vi si rizzano i capelli, immagino !
Questo e' cio' che e' capitato a me quando e' entrato in vigore il famigerato D.M. 381
del 10-09-1998.
Il
motivo era piu' che comprensibile, perche', con le mie normali attrezzature, non
ero in grado ne' di misurare ne' di calcolare questi campi elettromagnetici
diventati improvvisamente famosi, purtroppo, in senso negativo per la nostra
categoria.
Avevo
gia' letto parecchi articoli sull'argomento, messimi gentilmente a
disposizione da IK2YRA ex LU4AE, Carlos Wenzel, esperto nel settore, ma non
sapevo da che parte iniziare.
Il
colpo di fortuna mi venne dall'amico Gianluigi, I1POR, che era riuscito a
trovare in Internet un listato in Qbasic di un programma fatto da N6NB.
Traduco
tutte le descrizioni e successivamente anche le misure, purtroppo ancora in
pollici e piedi, fino ad ottenere un programma adatto alla nostra lingua ed al
sistema metrico decimale.
Purtroppo
il programma si basa sulla legislazione USA, diversa dalla nostra, decido quindi
di farne uno nuovo che rispetti il D.M. 381.
Quando
vedo che funziona abbastanza bene dispongo di fonderli assieme per poter fare un
confronto tra la legislazione italiana e quella americana.
Il
risultato e' questo programma che illustrero' sotto facendo un esempio.
Prima
di eseguire i calcoli con il programma consultare le tabelle sotto riportate
:
TABELLA 1
Fattori di Rendimento
per Modo
Modo
Fattore di Rendimento
SSB di conversazione
20% Nota 1
SSB di
conversazione
40% Nota 2
Voce FM
100%
FSK/ RTTY
100%
AFSK
100%
CW di conversazione
40%
Portante
100% Nota 3
Nota 1: Include le
caratteristiche della voce e fattore di rendimento sillabico. Nessun speech
processing.
Nota 2: Moderato
speech processing.
Nota 3: Piena Portante
usata comunemente per motivi di tune-up.
TABELLA 2
Tipici Guadagni di
Antenna in Spazio Libero
Antenna
Guadagno
dBi
dBd
Ground Plane - un
quarto d'onda
o verticale
1,00 -1,1
Dipolo-
mezz'onda
2,15
0,0
2-elementi
Yagi
6,00 3,9
3-elementi
Yagi
7,20
5,1
5-elementi
Yagi
9,40
7,3
8-elementi
Yagi
13,20 11,1
10-elementi Yagi
14,80
12,7
17-elementi Yagi
16,80
14,7
ESEMPIO
:
Potenza
trasmettitore: 250 W - Modo di emissione SSB o CW :con fattore di rendimento
40% = 100 W di potenza media
Guadagno antenna: 7.2 dBi -Distanza dall'antenna:
21 metri -Frequenza: 28 MHz - senza riflessioni di terra
*************************************************************************************************************************************************************
PROGRAMMA
DI STIMA DELLA DENSITA' DI POTENZA NEL RAGGIO PRINCIPALE PER
LA
NORMALE PROCEDURA DI VALUTAZIONE DELLA R.F. IN CONFORMITA' DI
SICUREZZA
Questo e' un programma di pubblico dominio fatto da Wayne Overbeck, N6NB - 1996
tradotto
e rielaborato da Flaviano Moro I2MOV
25 febbraio 1999
*************************************************************************************************************************************************************
Questo
programma usa le formule date da FCC OET Bulletin No. 65
per
stimare la densita' di potenza nel lobo principale di un'antenna
con
l'uso consigliato di EPA, fattore di riflessione di terra, come opzione.
Questo
programma e' inteso per calcoli di campi lontani.
Esso puo'
sovrastimare
l'attuale forza di campo di antenne ad alto guadagno nel
campo
vicino (entro diverse lunghezze d'onda dell'antenna).
Tuttavia,
esso puo' pure sottostimare la forza di campo che puo'
essere
incontrata in "punti caldi" nel campo vicino. Nessun programma
di
computer puo' predire dove l'impianto od oggetti riflettenti possono
creare
punti caldi nella tua particolare installazione.
SONO
STATI INTRODOTTI I LIMITI PIU' RESTRITTIVI DEL D.M. n. 381 del 10-09-1998
*************************************************************************************************************************************************************
QUAL
E' LA POTENZA MEDIA IN ANTENNA (W)
?
100
*************************************************************************************************************************************************************
QUAL
E' IL GUADAGNO D'ANTENNA (dBi) ?
(Mettere
2.2 per dipoli; aggiungere 2.2 per antenne indicate in dBd):
7.2
*************************************************************************************************************************************************************
QUAL
E' LA DISTANZA DAL CENTRO ANTENNA ALL'AREA INTERESSATA (metri)
?
21
*************************************************************************************************************************************************************
QUAL
E' LA FREQUENZA (MHz) ?
28
*************************************************************************************************************************************************************
DESIDERI
INCLUDERE GLI EFFETTI DI RIFLESSIONE DI TERRA ?
(Non e' necessario includere effetti di terra nella maggior parte dei calcoli
del
raggio principale, ma, includendoli puo' produrre risultati piu' accurati
con
antenne molto basse, con antenne non direttive, e, calcolare sotto il lobo
principale
delle antenne direttive).
INCLUDI
GLI EFFETTI DI TERRA (S/N)
N
*************************************************************************************************************************************************************
I
LIMITI PIU' RESTRITTIVI DEL D.M. n. 381 del 10 Settembre 1998 SONO I
SEGUENTI:
L'ESPOSIZIONE
MASSIMA PERMESSA IN EDIFICI CON PERMANENZA > DI 4 ORE
=
6
V/m
L'ESPOSIZIONE
MASSIMA PERMESSA IN EDIFICI CON PERMANENZA > DI 4 ORE =
0.016 A/m
L'ESPOSIZIONE MASSIMA PERMESSA IN EDIFICI CON PERMANENZA > DI 4 ORE
=
0 .1
W/m2
VALORI
NORMALI DEL D.M. n. 381: da 3 a 3000 MHz --> 20 V/m ; 0.05 A/m ; 1 W/m2
**************************I
RISULTATI DEL CALCOLO SONO I SEGUENTI
******************************************************************************
CON
100 W
E
GUADAGNO IN dBi =
7.2 , SENZA
RIFLESSIONI DI TERRA,
A
21
metri
DAL
CENTRO ANTENNA, LA DENSITA' DI POTENZA STIMATA E'
0.095
W/m2
*********************
DI CONSEGUENZA I LIVELLI RISULTANO I SEGUENTI
***************************************************************************
L'INTENSITA'
DI CAMPO ELETTRICO E' =
5.985
V/m
SEI NELLA NORMA
L'INTENSITA'
DI CAMPO MAGNETICO E' = 0.016
A/m
SEI NELLA NORMA
*********************
NORMATIVA FCC OET Bulletin n. 65 (Ente U.S.A.)
*****************************************************************************
A
28
MHz,
L'ESP. MASSIMA PERMESSA (MPE) IN "ZONE CONTROLLATE"
E'
11.5
W/m2
LA
(MPE) IN "ZONE NON CONTROLLATE"
(PROPRIETA' DEI VICINI)
E'
2.3
W/m2
QUESTA
INSTALLAZIONE HA AVUTO IL LIMITE DI MPE --> CONTROLLATO
A
1.91
metri
QUESTA
INSTALLAZIONE HA AVUTO IL LIMITE DI MPE NON CONTROLLATO A
4.26
metri
****************************
METODO ALTERNATIVO DI CALCOLO *************************************************************************************
1)
L'esposizione verra' mediata su 6 minuti in zone controllate e su 30
minuti
in zone non controllate. Per calcolare la densita' di potenza nella
tua casa,
se non trasmetti mai per piu' di 3 minuti in ogni periodo di 6
minuti si puo'
dimezzare la densita' di potenza sopra indicata. Si dimezza anche
per i vicini
quando non trasmetti mai per piu' di 15 minuti in ogni periodo di
30 minuti.
DESIDERI
RIFARE IL CALCOLO COL METODO ALTERNATIVO (S/N)
?
S
**************************************************************************************************************************************************************
I
LIMITI PIU' RESTRITTIVI DEL D.M. n. 381 del 10 Settembre 1998 SONO I
SEGUENTI:
L'ESPOSIZIONE
MASSIMA PERMESSA IN EDIFICI CON PERMANENZA > DI 4 ORE
=
6
V/m
L'ESPOSIZIONE
MASSIMA PERMESSA IN EDIFICI CON PERMANENZA > DI 4 ORE =
0.016 A/m
L'ESPOSIZIONE MASSIMA PERMESSA IN EDIFICI CON PERMANENZA > DI 4 ORE
=
0 .1
W/m2
VALORI
NORMALI DEL D.M. n. 381: da 3 a 3000 MHz --> 20 V/m ; 0.05 A/m ; 1 W/m2
**************************
I RISULTATI DEL CALCOLO SONO I SEGUENTI
*****************************************************************************
CON
100 W
E
GUADAGNO IN dBi =
7.2 , SENZA RIFLESSIONI
DI TERRA,
A
21
metri
DAL
CENTRO ANTENNA, LA DENSITA' DI POTENZA STIMATA E'
0.0475
W/m2
*********************
DI CONSEGUENZA I LIVELLI RISULTANO I SEGUENTI
***************************************************************************
L'INTENSITA'
DI CAMPO ELETTRICO E' =
4.232
V/m
SEI NELLA NORMA
L'INTENSITA'
DI CAMPO MAGNETICO E' = 0.011 A/m
SEI NELLA NORMA
*********************
NORMATIVA FCC OET Bulletin n. 65 (Ente U.S.A.)
*****************************************************************************
A
28
MHz,
L'ESP. MASSIMA PERMESSA (MPE) IN "ZONE CONTROLLATE"
E'
11.5
W/m2
LA
(MPE) IN "ZONE NON CONTROLLATE"
(PROPRIETA' DEI VICINI)
E'
2.3
W/m2
QUESTA
INSTALLAZIONE HA AVUTO IL LIMITE DI MPE --> CONTROLLATO
A
1.91
metri
QUESTA
INSTALLAZIONE HA AVUTO IL LIMITE DI MPE NON CONTROLLATO A
4.26
metri
**********************************
METODO ALTERNATIVO DI CALCOLO *******************************************************************************
1)
L'esposizione e' stata mediata su 6 minuti in zone controllate e su
30 minuti
in zone non controllate. La densita' di potenza, nella tua casa, e'
stata dimez-
zata, tenendo conto che non trasmetti mai per piu' di 3 minuti in
ogni periodo
di 6 minuti. Anche nelle zone non controllate, la densita' di
potenza e' stata
dimezzata, non trasmettendo mai per piu' di 15 min. in ogni periodo
di 30 min.
Ancora (S/N): ? N
Proviamo
ora a fare un altro esempio : un telefonino con potenza: 0.5 W -
guadagno antenna: 1 dBi - distanza: 2 cm dalla testa (attenzione
all'unita' di misura che e' espressa in metri, scrivere 0.02) -
Frequenza: 900 MHz
- senza riflessioni di terra.
Il
risultato e' di 153.6407 V/m
Per
avere un campo di 5.11874 V/m (entro i limiti stabiliti dal D.M.381)
bisognera' collocare il telefonino ad una distanza di 60 cm dalla testa
mentre per la legge USA basterebbero 10 cm.
Spero
che il programma sia di vostro gradimento, 73 a tutti da Flaviano Moro
I2MOV
NB:
Il suddetto programma e' stato fatto per i Radioamatori. Nel mese di
giugno 2002 ho modificato il programma;
essendomi stato richiesto anche da persone
al di fuori della nostra categoria ho pensato
di ricavarne due: uno per coloro che non lo sono ed un altro
rispondente alle nostre esigenze. In quest'ultimo sono state incluse le
tabelle relative ai guadagni delle nostre antenne, i fattori di rendimento
e la possibilita' di togliere le perdite dovute alla linea, al balun ed al
rosmetro. Per aggiungere queste interessanti modifiche mi sono basato
sull'ottima descrizione fatta da I5SXN e pubblicata su Radio Rivista del mese di
gennaio
2001. I5SXN in collaborazione con I5TDJ ha verificato il risultato dei
calcoli sui campi elettromagnetici mediante misurazioni e rilievi effettuati con
precisi strumenti di misura. Secondo queste misure le perdite sui cavi di
alimentazione sono di circa 1 dB mentre all'interno di una costruzione il campo
viene attenuato di almeno 10 dB. In data 22 marzo 2005 ho eseguito un
altro programma molto piu' completo e sofisticato basandomi anche sulla
descrizione di IK0YMZ relativa al calcolo dei campi vicini e pubblicata su
Radio Rivista del mese di
luglio / agosto 2002.
Attualmente
esistono tre versioni del programma :
CAMPIES.EXE
- Destinato ai non Radioamatori, esegue i calcoli relativi alla Legge
italiana tenendo conto dei coefficienti USA e confronta i risultati con le Leggi
USA - e' un programma Freeware.
CAMPIOM.EXE
- Destinato ai Radioamatori, esegue i calcoli relativi alla Legge italiana
tenendo conto dei coefficienti USA, dei fattori di rendimento per modo, dei
guadagni di antenna e perdite linea e confronta i risultati con le Leggi USA - e' un programma Freeware.
CAMPIMOV.EXE
- Esegue i calcoli relativi alla Legge italiana tenendo conto sia dei
coefficienti USA che della formula tradizionale, dei fattori di rendimento per
modo, dei guadagni di antenna e perdite linea, individua le zone di Fresnel e
Fraunhofer ed in base a queste esegue il calcolo scegliendo il metodo per campi
vicini o per campi lontani, inoltre suggerisce la distanza ottimale per entrambe
le formule e confronta i risultati con le Leggi USA - e' un programma per
mio uso personale e non verra' inviato, evitate di richiedermelo.
Chi
mi chiede per la prima volta i programmi
CAMPIES.EXE o CAMPIOM.EXE, e' pregato di specificare chiaramente il nominativo di Radioamatore;
chi non lo e' deve indicarmi il motivo della richiesta del
programma, il nome completo ed il relativo indirizzo. Questi due programmi sono
freeware, ma sono stati fatti esclusivamente per aiutare i Radioamatori.
IL
PROGRAMMA NON VERRA' INVIATO AGLI ANONIMI.
COMMENTI
RICEVUTI:
diversi
colleghi, e non, dopo aver ricevuto il programma mi hanno inviato i loro
commenti. Ho creduto opportuno segnalarne alcuni.
Desidero ricordare a tutti che ho impiegato del tempo per cercare di
capire la materia e tradurla poi in programma; successivamente mi sono
sentito in dovere di metterlo gratuitamente a disposizione dei colleghi
che non erano in grado di conoscere, nemmeno teoricamente, i livelli
relativi ai campi elettromagnetici generati dai loro sistemi. Sono
riconoscente a tutti coloro che mi hanno ringraziato e che mi hanno chiesto,
educatamente, ulteriori spiegazioni. Qualcuno non ha preso in
considerazione quanto ho detto sopra e
cio' mi ha amareggiato ed e' per questo che non divulghero'
l'ultima versione. Ognuno di noi dovrebbe mettersi, ogni tanto, nei
panni dell'altro e ricordarsi che non si hanno solo dei diritti ma anche
dei doveri nei confronti del prossimo.
I7MCO
Commento:
io, infatti, ho inserito i dati della mia stazione e, anche
"abbondando", risulto nella norma. Perche' ti ho
chiesto il programma e' presto detto. Venerdi' 18 gennaio 2002
sono stato avvertito, a voce, per ora io non ho ricevuto nulla
di scritto, da un Ispettore del PMP (Presidi Multizonali di
Prevenzione), che per citofono mi ha invitato a scendere
nell'androne del condominio dove abito, di un Esposto contro il
proprietario delle antenne montate sul lastrico solare (dove
abito adesso sono montate da 15 anni); alle mie, credo, lecite
richieste di sapere chi ha fatto l'Esposto, mi ha detto,
(testuali parole) " no!no!no! Lei non ha nessun diritto, le
antenne possono far male ai bambini"; ma io a frasi di
questo tipo sono abituato, quindi so che contro l'ignoranza non
si puo' fare niente!
IW3BHU
Commento:
riguardo alla sua utilita' ti confermo che e' notevole per chi
come noi radioamatori non ha mezzi sofisticati a disposizione
per poter eseguire le misure in loco. Ti spiego inoltre il
motivo per cui ho cercato un prg. del genere, devi sapere che in
prov. di BZ e' uscita una legge che impone la realizzazione di
un archivio "mappa" delle sorgenti elettromagnetiche e
i radioamatori sono stati considerati appunto in questa
categoria. Ad ogni OM della prov. e' arrivata una raccomandata
dove chiedono diversi dati tecnici sugli impianti installati, a
questo punto ho pensato, credo bene, di fornire dei dati
veritieri ma di verificarne prima la correttezza a norma di
legge. A questo punto capirai da solo quanto mi e' stato utile
il tuo prg.
I1GIS
Commento:
il vero problema e' che a parita' di tutti gli altri parametri,
i risultati sono sempre gli stessi per qualsiasi frequenza (ho
provato da 3,5 a 28 MHz), e cio' e' impossibile, soprattutto per
il campo elettrico.
Risposta:
se leggi bene il mio articolo, a pagina 102 c'e' scritto:
........
Per i fini di cui al precedente comma 1, in corrispondenza di
edifici adibiti a permanenze non inferiori a 4 ore non devono
essere superati i seguenti valori, INDIPENDENTEMENTE DALLA
FREQUENZA, mediati su un'area equivalente alla sezione
verticale del corpo umano e su qualsiasi intervallo di 6 minuti:
6 V/m per il campo elettrico, 0,016 A/m per il campo magnetico
(valori efficaci) e 0,10 W/m2 per la densita' di potenza dell'onda
piana equivalente.............
La
frequenza viene richiesta, nel mio programma, solamente perche'
in USA, a differenza dell'Italia, i massimi livelli ammessi per
legge, cambiano a seconda della frequenza usata.
Probabilmente
ti confondi con l'articolo pubblicato a pag. 37 dove si parla di
"campo vicino".
IT9IQQ
Commento:
devo farti i complimenti, in quanto da parecchio tempo e
inutilmente cercavo qualcosa del genere. Cio' in quanto sono
alle prese col Comune di residenza che tra le altre
"corbellerie" necessarie all'istallazione di un
traliccio, nemmeno tanto grande, mi ha richiesto una
dichiarazione relativa all'esposizione ai campi e.m. e se le mie
future emissioni rientrassero nell'ambito richiesto dalla
normativa nazionale.
ITIS
Commento:
questo messaggio per richiedere il
programma CAMPI.exe. Faccio presente che
non sono radioamatore, non ho insomma la licenza di
trasmissione, ma sono in possesso di "patente radio operatore"
ottenuta nel lontano 1975.
Sono Insegnante di Laboratorio di Elettronica presso
L'Istituto Tecnico Industriale "xxxxx" nel corso di
specializzazione per periti in Elettronica e
telecomunicazioni.
Motivazioni della richiesta:
Poiche'
da alcuni anni si affrontano sempre piu' frequentemente
argomenti didattici di natura protezionistica, come quelli
relativi appunto alla determinazione - in simulazione - del
livello di esposizione a RF (ex DM 381/98) c'e' l'esigenza di
avere uno strumento informatico per migliorare la qualita'
dell'insegnamento.
Le
competenze che si sviluppano con l'adozione nella didattica di
questi tipi di software, si ritiene siano fondamentali nella
professione del perito in elettronica e telecomunicazioni.
Il
programma si intende usarlo nella didattica delle discipline
di "Disegno Tecnologia e progettazione" e "Sistemi
automatici", ed in corsi integrativi destinati agli allievi.
Poiche', com'e' ovvio, a scuola facciamo didattica, gradirei
entrambe le versioni del programma (quella per radioamatori e
quella per non radioamatori), naturalmente se l'invio dei due
programmi non genera eccessivi disagi.
Attendo notizie in merito via e-mail o addirittura uno
ZIP con i programmi in allegato.
Grazie fin d'ora -
Firma e indirizzo
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Ho ricevuto le due versioni del programma CAMPI e ringrazio
veramente.
Da una prima valutazione mi sembra, un buon lavoro. Ora
intendo fare raffronti con la procedura manuale di calcolo
(usando la formula classica della trasmissione)in una
condizione semplificata (per poter avere meglio sotto
controllo i parametri in gioco) per esempio trascurando il
contributo della riflessione nella composizione del campo e
adottando, come potenza trasmessa, quella reale che arriva in
antenna. Tutto cio' per vedere se vi sono eventuali discrepanze
fra le due procedure di misura, e se sono presenti capire a
cosa sono dovute.
Grazie ancora e a presto.
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