ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Η φυσική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από παλλόμενα ηλεκτρικά φορτία των ατόμων της ύλης, περιλαμβάνει συχνότητες μεγαλύτερες από 300 GHz, (που είναι το κάτω όριο της υπέρυθρης ακτινοβολίας – βλέπε Σχήμα 1), και δεν έχει κάποιο χαρακτηριστικό επίπεδο πόλωσης. Εκπέμπεται ασυνεχώς, με τη μορφή ασυνεχών ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων - κυματοπακέτων που ονομάζονται φωτόνια. Η ενέργεια κάθε φωτονίου είναι ανάλογη της συχνότητάς του. Τα φωτόνια όλων των συχνοτήτων μεταδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.

Η τεχνητή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, που παράγεται από παλλόμενα ηλεκτρικά δίπολα (κεραίες) ή κυκλώματα με μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά πεδία εν γένει, έχει συχνότητες μικρότερες από 300 GHz, μπορεί να εκπέμπεται συνεχώς και είναι πολωμένη. Και στην περίπτωση αυτή έχουμε ηλεκτρομαγνητικά κύματα που μεταδίδονται με την ταχύτητα του φωτός.

Κάθε χρονικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί ένα αντίστοιχο παλλόμενο μαγνητικό πεδίο και αντίστροφα. Τα παλλόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία μεταδίδονται στο χώρο με την ταχύτητα του φωτός (Σχήμα 5). Ο Hertz, με τα πειράματά του το 1888, προσδιόρισε το μέτρο της ταχύτητας αυτής, (c), που για το κενό ή τον αέρα, είναι περίπου 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο.

Στις χαμηλές συχνότητες, που ο ρυθμός μεταβολής των πεδίων είναι μικρός, τα δύο πεδία θεωρούνται ασύζευκτα και οι εντάσεις τους μετρώνται ξεχωριστά. Για συχνότητες άνω των 100 ΜHz, τα δύο πεδία συνιστούν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, οπότε μετράμε ένταση κύματος, (σε πυκνότητα ισχύος ανά επιφάνεια κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης, π.χ. σε mW/cm²).

Στο ηλεκτρομαγνητικό κύμα το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο είναι κάθετα μεταξύ τους και ταυτόχρονα κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος, σε κάθε χρονική στιγμή. Τέλος, τα δύο πεδία βρίσκονται σε φάση κάθε χρονική στιγμή, παίρνουν δηλαδή ταυτόχρονα τις μέγιστες και ελάχιστες τιμές τους (βλέπε σχήμα 5).

Η πιο απλή μορφή ηλεκτρομαγνητικού κύματος, είναι το επίπεδο αρμονικό ηλεκτρομαγνητικό κύμα, η μορφή του οποίου φαίνεται στο σχήμα 5.

Σχήμα 5: Αρμονικό, Επίπεδο Ηλεκτρομαγνητικό Κύμα, μεταδιδόμενο κατά την κατεύθυνση του άξονα Χ, με ταχύτητα c .Τα μαγνητικό πεδίο διαδίδεται κάθετα ως προς το ηλεκτρικό πεδίο

Το πεδίο μιας GSM κεραίας, (σταθμού βάσης ή κινητού τηλεφώνου), είναι παλμικό, (ασυνεχές), με παλμούς, (“Frames”), διάρκειας 4.615 msec, που είναι χωρισμένοι σε 8 διαστήματα, (“Time slots”), διάρκειας 0.577 msec το καθένα. Κάθε χρήστης καταλαμβάνει ένα τέτοιο διάστημα. Το σύστημα επικοινωνίας με το συγκεκριμένο παλμικό πεδίο, ονομάζεται TDMA, (“Time Division Multiple Access”).

Οι κεραίες βάσης εκπέμπουν φέρουσα συχνότητα 935-960 MHz (στην περίπτωση της PANAFON και της TELESTET). Το φέρον κύμα μέσα στους παλμούς είναι διαμορφωμένο κατά συχνότητα και συγκεκριμένα, ο χρησιμοποιούμενος τρόπος διαμόρφωσης συχνότητας ονομάζεται “Gaussian Minimum Shift Keying Modulation”, (GMSK). Η διεύθυνση εκπομπής είναι οριζόντια, η πόλωση σε κατακόρυφο επίπεδο και η μέγιστη ισχύς των κεραιών βάσης είναι συνήθως 50W (με δυνατότητα μέχρι 500W).

Τα κινητά τηλέφωνα εκπέμπουν φέρουσα συχνότητα 890-915 MHz (στην περίπτωση της PANAFON και της TELESTET), με διαμόρφωση 0.3 GMSK και μέγιστη ισχύ εκπομπής 2 Watt.