ESTACIÓN REMOTA, SISTEMA Y MÉTODO DE MONITORIZACIÓN DE CAMPO ELECTROMAGNÉTICO AMBIENTAL EN TIEMPO REAL.

Estación remota, sistema y método de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real. Campo de la invención La presente invención se refiere a un equipo y un método para la medición de los niveles de radiación electromagnética y su caracterización frecuencial a través de una red de estaciones fijas de monitorización en banda ancha (100 MHz-6 GHz). Antecedentes de la invención El constante desarrollo de las nuevas tecnologías y de la sociedad de la comunicación está provocando un aumento considerable tanto en el número de estaciones emisoras, como en el nivel de potencia de las emisiones radioeléctricas. Estos aumentos se dan tanto en banda licenciada como en banda libre, donde es aún más difícil controlar de manera exhaustiva los niveles de potencia a los que se transmite. De manera adicional, el desconocimiento de las características y ubicación de las estaciones radioeléctricas, debido a que no siempre se dispone de los mapas de localización de los emplazamientos, es un impedimento extra que hace muy complicado un conocimiento real de las variaciones de los niveles de campo en entornos urbanos. Por todas estas razones, se hace necesario un control más riguroso de las emisiones radioeléctricas, y de la ubicación de las estaciones, siendo las entidades municipales las responsables de que dicho control se lleve a cabo de manera correcta, útil y real. Las estaciones emisoras tienen contratada una potencia (por debajo del umbral de seguridad), por lo que deben emitir cumpliendo estos límites; sin embargo, hay ocasiones en que se supera este umbral, emitiendo a una potencia mayor de manera puntual. Estas emisiones de pico quedan enmascaradas, puesto que la normativa exige que el promedio temporal de medida (6 minutos) se mantenga por debajo de unos umbrales, por lo que, emisiones que pueden superar con creces los límites, si son cortas en el tiempo, pasan desapercibidas para los sistemas de monitorización actual. Concretamente, según el Art. 8 7d del Real Decreto 1066/2001 de la legislación española, la normativa actual exige que las emisiones se mantengan por debajo de unos umbrales que se establecen a priori, siendo las medidas recogidas promediadas durante periodos de seis minutos. Como ya se ha comentado, este tipo de medida no es suficiente para poder valorar objetivamente que se cumplan los límites de exposición en todo momento, ni para estimar la interacción de los campos electromagnéticos sobre un área de la población, puesto que los picos de intensidad se ven enmascarados por el promediado temporal de la señal. De tal manera que una emisión puntual durante un periodo corto de tiempo, que supere el umbral exigido, pasa desapercibida al realizar el promediado temporal de los niveles de intensidad en seis minutos si el resto tiene abundantes valles de señal. Los sistemas actuales de monitorización de campo magnético realizan el registro de las señales, promedian el valor temporalmente, y realizan la comparación de este valor promedio con un umbral determinado, correspondiente a una banda de frecuencias. De tal manera que la mayoría de los sistemas comerciales de monitorización ambiental del campo electromagnético (WaveControl: sistema SMRF; Satimo RF Safety: Insite Box 80; Gigahertz: Medición en alta frecuencia con filtrado selectivo) y equipos móviles de medida de nivel de campo (Rohde & Schwarz, Narda, Satimo o Wavecontrol) no permiten una monitorización y registro en tiempo real de los valores de pico de potencia captados en una ubicación determinada, diferenciados por servicio y frecuencia. Así pues, nace la necesidad de caracterizar y controlar de manera correcta y útil las emisiones radioeléctricas mediante un sistema que permita medir las intensidades de pico del campo electromagnético, en cada instante de tiempo (pudiendo ser considerado tiempo real), y que permita realizar el registro de manera diferenciada para bandas de frecuencias más estrechas que las recogidas por la normativa. Las estaciones de telemetría antes mencionadas realizan lecturas de densidad de potencia en banda ancha las 24 horas del día, 365 días al año, con una resolución temporal en torno a 1 minuto, mediante un sensor isotrópico o mediante una sonda triaxial. Dichas medidas son medidas básicas de niveles de potencia y calidad de servicios de telefonía móvil: GSM 900, GSM 1800 y UMTS. Sin embargo, la resolución temporal de un minuto es excesiva para poder realizar un control en tiempo real, por lo que si se quieren hacer estudios para cada instante de tiempo, esta resolución del sistema de detección se debe reducir considerablemente. La comunicación entre las estaciones que forman el sistema y el centro de control se realiza habitualmente mediante tecnología móvil: módem GSM, GPRS o UMTS controlado por microprocesador. El sistema de captura y registro se interrumpe durante el tiempo de encendido del módem y la duración de la ventana temporal de envío de datos, por lo que se pierden las medidas correspondientes a ese intervalo. Adicionalmente el propio mecanismo de transmisión inalámbrica de los datos al centro de control introduce contaminación electromagnética ambiental, por lo que, una característica deseable para un sistema de monitorización ambiental, sería que no se interrumpiera el registro de datos en ningún instante de tiempo, y que el sistema de envío de datos al centro de control no supusiera un incremento en las radiaciones. 2 ES 2 363 149 A1 Las soluciones industriales mencionadas se han desplegado en diversos municipios de España, como Valencia, Barcelona o Murcia, entre otros, donde se integra un portal de acceso al ciudadano para la visualización de los datos históricos registrados, con un periodo de refresco diario de los datos, y ofreciendo gráficos con los niveles puntuales de densidad de potencia y calidad de servicio, así como con los valores promedio obtenidos a lo largo de intervalos temporales. Algunas invenciones similares para la detección de campos electromagnéticos ambientales en banda ancha, se basan en equipos móviles de medida indirecta, entre los que se incluye un detector óptico sensible a radiación electromagnética (US 7209613) capaz de medir la cantidad de energía absorbida por diversos sensores. Este tipo de métodos de medida es poco preciso, no presenta buena resolución frecuencial y no permite un registro continuo y en tiempo real de los niveles de campo electromagnético. Otro tipo de estaciones remotas fijas de vigilancia electromagnética, emplean un comparador por umbral con el resultado de la multiplexación en el tiempo de las salidas dadas por el conjunto de tres elementos radiantes ortogonales para un registro independiente (patente ES2273928-T3). Estas estaciones son sensibles de forma selectiva al menos en dos bandas de frecuencias de campo electromagnético. La medida se basa en un promedio en banda ancha comparado con un umbral límite por servicio de radiofrecuencia. El sistema dispone de interfaces de comunicación móvil en GSM y comunicación serie mediante RS-232 para comunicación con una unidad central de control. Disponen también de una unidad de procesado de los datos y almacenamiento de aquellos niveles de campo que superen el umbral prefijado. Por tanto, este sistema no es sensible a más de dos bandas de frecuencias, no almacena todos los valores de campo detectados (sino sólo aquéllos que superen ciertos límites fijados), y los valores de campo no se registran y monitorizan en tiempo real de forma automática. Analizando todos los antecedentes mencionados, se diseña un sistema que supla las deficiencias percibidas en los sistemas de monitorización ambiental existentes, mediante una red de sensores desplegados por la geografía del municipio origen del estudio, que midan en cada instante de tiempo la intensidad del campo electromagnético emitida por las diferentes fuentes de emisión del entorno, en tiempo real, para cada una de las bandas de 30 kHz en las que se divide el espectro de trabajo (de 100 MHz a 6GHz), recogiéndose un total de 236000 datos cada 1.6 segundos, de manera que se tiene una medida eficaz que garantice que no se superen los umbrales marcados por la normativa en ningún instante de tiempo. Con la presente invención, este sistema de captación y procesado de señal permite la generación de mapas radioeléctricos reales para cada instante de tiempo. Por lo que se pueden monitorizar los niveles radioeléctricos del municipio de manera espacial, generando mapas radioeléctricos para todo el municipio en cada instante de tiempo; así como de manera temporal, haciendo seguimiento de cada una de las zonas. Adicionalmente, el sistema posee un sistema de medida móvil que permite el desplazamiento hacia zonas donde se detecte que se están excediendo los límites, y permite la localización de la antena emisora que incumple la normativa para la...

1. Estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real, caracterizada por que comprende: - un subsistema de adquisición o detección local (1) de la densidad de potencia en función de la frecuencia, que dispone de: una agrupación de antenas (21) omnidireccionales, siendo las antenas (21) de la agrupación de diferentes longitudes, asociadas a diferentes valores del parámetro lambda, y encargadas de la captación continuada de la señal de campo electromagnético ambiental en diferentes bandas de frecuencia de trabajo; un selector de antena (22) encargado de seleccionar, mediante al menos un conmutador de radiofrecuencia (29), la antena (21) activa que mide en cada momento la señal de campo electromagnético; un módulo de control (23) configurado para, mediante el control del selector de antena (22), efectuar un escaneo secuencial de las bandas de frecuencia de trabajo; un módulo GPS (24) para la obtención de la hora y el tiempo preciso necesarios para identificar cada registro en el tiempo de los valores de campo electromagnético ambiental medidos por la antena. - un subsistema de monitorización y registro continuado (2), que dispone de: un módulo de filtrado (7) de la señal de entrada proveniente del subsistema de adquisición o detección local (1), filtrando dicha señal secuencialmente según las diferentes bandas de frecuencia de trabajo; un módulo de amplificación de bajo ruido (8) para amplificar la señal filtrada; un módulo de selección sincronizada (9) para el control de los canales activos; un módulo de selección automática y secuencial de frecuencia f2 (10), que comprende una pluralidad de lazos de seguimiento de fase encargados de seleccionar secuencialmente frecuencias concretas f 2 dentro de cada una de las bandas frecuencias de trabajo de la señal de entrada, dividiendo secuencialmente la banda de frecuencia de trabajo de la señal de entrada en sub-bandas con frecuencia central f2, siendo dicha frecuencia f2 a la que se mide el nivel de campo electromagnético ambiental; un módulo de atenuación digital variable y de detección (11) encargado de medir las señales de salida de los PLL y ajustarías para estandarizarlas; un subsistema de mezclado que comprende al menos un módulo de mezclado (12, 13, 14); un detector de potencia (15) para convertir en decibelios la señal de radiofrecuencia procedente de la salida del subsistema de mezclado; un conversor A/D (16) para digitalizar las señales analógicas de salida del detector de potencia (15); medios de procesamiento de datos (17) encargados de controlar el módulo de selección automática y secuencial de frecuencia f2 (10), de sincronizar las etapas, de recibir la señal digital procedente del conversor A/D (16), y de enviarlas al subsistema de procesado y comunicaciones (3). 2. Estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según reivindicación 1, donde las sub-bandas tienen una amplitud de 30 kHz. 3. Estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la monitorización se realiza en un rango de frecuencias comprendidas entre los 100 MHz y los 6 GHz. 4. Estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las antenas (21) de la agrupación de antenas (21) son de diferente longitud con el parámetro lambda variable, con una frecuencia central y un ancho de canal de 500 MHz. 5. Estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la agrupación de antenas (21) comprende doce antenas omnidireccionales colocadas sobre un núcleo central cilíndrico (28). ES 2 363 149 A1 6. Estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de procesamiento de datos comprenden un procesador digital de señal, DSP (17). 7. Estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un subsistema de procesado y comunicaciones (3).encargado de almacenar los valores de campo electromagnético pre-procesados, de procesar la información correctamente para su posterior reenvío a al menos un centro de control remoto. 8. Estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un subsistema de control, visualización y almacenamiento remoto (4) que permite el control de la estación remotamente, desde al menos un centro de control situado en una ubicación diferente a la de la estación. 9. Sistema de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real, que comprende al menos una estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y un centro de control remoto encargado de recibir, tanto de la al menos una estación remota, como de varias, la información relativa a la densidad de potencia del campo electromagnético ambiental medida. 10. Sistema de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según la reivindicación anterior, donde el centro de control remoto está configurado para controlar a distancia la estación remota. 11. Método de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real, realizado a través de al menos una estación remota de monitorización de campo electromagnético ambiental en tiempo real según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que comprende: - una etapa de selección automática de antena y captación de la señal por parte de cada una de las antenas (21) de una agrupación de antenas (21) omnidireccionales que permiten captar la señal de manera secuencial y automática en diferentes bandas de frecuencia de trabajo; - una etapa de selección de las bandas de trabajo para el procesado secuencial y automático de los valores del nivel de campo recopilados en tiempo real; - una etapa de pre-procesado de la señal captada en la unidad central de procesamiento de la agrupación de antenas (21) mediante la sincronización y fechado de la información; - una etapa de tratamiento y procesado de los valores de campo detectados, que comprende: selección automática y secuencial de las frecuencias dentro de cada banda, dividiendo las bandas en sub-bandas con un ancho de frecuencia predeterminado; calibración de las señales detectadas; mezclado, amplificación y filtrado; detección de la potencia de la señal para cada canal; digitalización de las señales analógicas de salida de la etapa de detección de potencia anterior; encapsulación y procesado de los datos para su envío a un centro de control (4) a través de una interfaz de comunicación. 11 ES 2 363 149 A1 12 ES 2 363 149 A1 13 ES 2 363 149 A1 14 ES 2 363 149 A1 ES 2 363 149 A1 16 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA