Publicatie Monitoring van de blootstelling aan elektromagnetische velden die worden uitgezonden door een 5G-station in de commerciële 28GHz-frequentieband in Tokio, Japan

De eerste frequentieband gebruikt door 5G strekt zich uit van 700 tot 3600 MHz. Een andere frequentieband, variërend van 24 GHz tot 30 GHz of meer, wordt momenteel wereldwijd op de markt gebracht. Het is op deze laatste frequentieband dat het onderzoeksteam zich heeft gericht. Opgemerkt moet worden dat de 26 GHz-band door de Europese Commissie is aangewezen als een van de 5G- pionierbanden.

In Tokio, Japan, heeft het onderzoeksteam 3 locaties geïdentificeerd met 5G-antennes die al uitzenden in de hoogste en nieuwste frequentieband (28 GHz). Op elk van deze locaties werden 5 verschillende meetpunten gedefinieerd, volgens een grotere of kleinere afstand ten opzichte van de 5G-antenne. Voor elk van deze punten hebben de onderzoekers de intensiteit van de elektrische velden gemeten, waarbij ze telkens twee verschillende antennes parallel hebben gebruikt, die we hieronder beschrijven.

Het is belangrijk op te merken dat de elektromagnetische velden verschillende polarisaties hebben, dat wil zeggen dat ze in verschillende richtingen tegelijk worden uitgestraald. Daarom benadrukken de onderzoekers de relevantie van het bestuderen van de magnetische velden rekening houdend met alle mogelijke polarisaties (= richtingen). Om de technieken in deze richting te ontwikkelen, hebben ze de metingen uitgevoerd met twee verschillende soorten antennes: een ”hoornantenne” die de energie in een specifieke richting concentreert voor het uitzenden of ontvangen van signalen en een “omnidirectionele” antenne die signalen in alle richtingen gelijkmatig kan uitzenden en ontvangen. Vervolgens werden de resultaten van elke antenne vergeleken om de meest geschikte meetantenne te identificeren.

Er werden twee soorten metingen uitgevoerd voor elk punt en met beide antennes:

• de eerste bestond in het meten van de elektrische veldsterkte op een bepaald punt, maar op verschillende hoogten. Hiervoor deden ze metingen van 3 seconden elke 10 cm vanaf 10 cm boven de grond en tot 2 m in hoogte. De hoogte waarop de hoogste intensiteit werd geregistreerd, werd gekozen voor de volgende fase;
• de tweede stap bestond in het meten van de elektrische veldsterkte gedurende één minuut op elk van de 5 punten op de locatie en op de hoogte die in de eerste stap werd gedefinieerd. Ze hebben deze metingen elke keer uitgevoerd met en zonder dataverkeer. Dataverkeer, vergelijkbaar met het wegverkeer, is de intensiteit en het aantal uitwisselingen dat plaatsvindt tussen een zendantenne en draadloze apparaten in de buurt (smartphones of andere). Het dataverkeer neemt toe naarmate er meer apparaten zijn aangesloten op een zendantenne. Het neemt ook toe met de grootte van de gedownloade bestanden (bijv.: als je een video downloadt in plaats van een pdf-bestand).

Bij 5G moet de antenne door een gebruiker worden geactiveerd om signalen in de richting van die gebruiker te verzenden. Om dataverkeer te genereren via de 5G-antenne, werd een smartphone (hier een Samsung Galaxy S22) geplaatst in de antenneomgeving en werd een bestand van 10 GB gedownload vanuit Google Drive tijdens de volledige duur van de meting. Om de elektrische veldsterkte bij al dan niet aanwezige dataverkeer te kunnen vergelijken, hebben de onderzoekers dezelfde metingen uitgevoerd, maar dan met de smartphone uitgeschakeld.

Het team heeft vervolgens per minuut een gemiddelde van deze metingen berekend. Het doel van deze stap was het evalueren van de veranderingen in elektrische veldsterkte in een context met dataverkeer.

Voor elk van de 3 locaties merkten de onderzoekers op dat hoe dichter de meetpunten zich bij de 5G-antenne bevonden, hoe hoger de elektrische veldsterkte die ze oppikten. De intensiteit van elektrische velden nam dus af met de afstand tot de 5G-antenne.

Wat betreft de verschillende hoogten waarop de metingen werden verricht, hebben de onderzoekers een grote variabiliteit vastgesteld (van 10 tot 25 dB). Dat wil zeggen, op sommige meetpunten was de intensiteit van elektrische velden zeer hoog op 2 m van de grond en op andere punten was het hoger op 50 of 60 cm van de grond. Net als bij het uitdrukken van geluidsniveaus kunnen decibels (dB) worden gebruikt om de blootstelling aan elektromagnetische velden uit te drukken. Het bereik van de EMV-niveaus varieert immers van zeer laag tot zeer hoog. Door deze gegevens om te zetten in decibel, is er een beter begrip en kan makkelijker vergeleken worden met de drempels.

Ze hebben ook opgemerkt dat de omnidirectionele antenne een grotere variabiliteit oppikte dan de hoornantenne. De onderzoekers verklaren deze vaststelling door het feit dat de hoornantenne elektrische veldbronnen die afkomstig zijn uit de omgeving zou maskeren, terwijl de omnidirectionele antenne geen onderscheid zou maken tussen de velden die uitgezonden worden door de 5G-antenne en deze die uitgezonden worden door een andere bron in de omgeving (bijvoorbeeld hier de smartphone die gegevens downloadt).

Voor de blootstellingen gemeten op elk van de 5 punten en op de hoogte die het meest aan elektrische velden werd blootgesteld, waren alle blootstellingsgemiddelden zeer laag. Geen van beide heeft de drempel (van 155,76 dBµV/m) overschreden die is aanbevolen door de ICNIRP (“International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection”) en het IEEE (“Institute of Electrical and Electronics Engineers”), twee internationale organisaties die de gezondheidseffecten van elektromagnetische velden bestuderen en niet te overschrijden blootstellingsdrempels voorstellen.

In het experiment waarbij de intensiteit van elektrische velden werden vergeleken naargelang er al dan niet dataverkeer was, hebben de onderzoekers vastgesteld dat omnidirectionele antennes hogere niveaus van elektrische velden oppikten dan hoornantennes met soms tot 13 dB verschil tussen de twee antennes.

Met de komst van 5G-antennes die gebruikmaken van de 28GHz-frequentieband, is het van essentieel belang om de elektrische velden die door deze antenne worden opgewekt, adequaat te kunnen meten. De onderzoekers wijzen erop dat de omnidirectionele antennes geschikter zijn voor het meten van de blootstelling aan elektrische velden op een bepaald punt omdat ze de blootstelling van alle omliggende bronnen samen vastleggen. De hoornantennes lijken geschikter voor het identificeren van de blootstelling aan de elektrische velden van een specifieke bron, zoals een 5G-antenne.

Het onderzoeksteam is ook geruststellend wat betreft de blootstelling aan de elektrische velden die worden gegenereerd door een 5G-antenne in de 28GHz-frequentieband die de komende jaren steeds vaker zal worden gebruikt. Alle metingen die zij hebben uitgevoerd, voldeden immers grotendeels aan de door de ICNIRP en het IEEE aanbevolen referentiedrempel.

De onderzoekers wijzen erop dat de metingen werden uitgevoerd onder realistische omstandigheden waarbij 5G-golven worden uitgezonden via de commerciële 28GHz-frequentieband. Ze benadrukken ook dat het van belang is rekening te houden met de verschillende emissierichtingen van de elektromagnetische velden.