Научная статья на тему 'МЕТОДЫ УЧЕТА ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ АНТЕННЫ РАДИОЛОКАТОРА ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ'

МЕТОДЫ УЧЕТА ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ АНТЕННЫ РАДИОЛОКАТОРА ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
19
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Я. Мусил, В.М. Павлова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «МЕТОДЫ УЧЕТА ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ АНТЕННЫ РАДИОЛОКАТОРА ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ»

2. Еремеев В. Я-, Сивков И. Г. //Там же. — № 11. — С. 75—76.

3. Корнеев Ю. Е„ Жорницкий А. Б., Волович В. М. // Там же.— С. 8—11.

4. Кузьмин С. И., Першин Б. Б., Суздальницкий Р. С. и др.//Иммунология, —М., 1986. — № 4. — С. 37— 39.

5. Можаев Е. А., Юрасова О. И., Чарыев О. Г. и др.// Гиг. н сан. — 1986. — № 2. — С. 85—85.

Л). Румянцев Г. И., Краева Г. К., Алексеева В. М„ Прок-

Т лова Т. Н. // Там же. — №6. — С. 43—46.

7. Серов В. В.. Зайратьянц О. В.// Клин. мед.— 1986.— № 3. — С. 18—26.

8. Сидоренко Г. И.Ц Гиг. и сан. — 1986. — № 12.— С. 4—7.

9. Сидоренко Г. И., Федосеева В. Н., Тверитинов Д. И. и др. // Там же. — 1988. — № 2. — С. 22—25.

10. Соколов Д. К-. Гедымин М. 10. // Там же. — С. 92— 65.

11. Троцкий В. Н.Ц Вспр. мед. химии. — 1980.— № 2. — С. 187—194.

© я. мусил, в. м

УДК 613.647+613.167

Радиолокация занимает одно из ведущих мест в радиотехнике, гражданской авиации, метеорологии, речном и морском флоте и т. д. Быстрому прогрессу и широкому распространению радиолокационных систем способствует также интенсивное развитие радиоэлектроники, элементов автоматики и цифровых вычислительных машин. В настоящее время существуют различные виды радиолокационных станций (РЛС), работающих в разнообразных режимах, обусловленных главным образом характеристиками антенны.

Одной из важнейших характеристик антенн, определяющей время облучения объекта и поверхностную плотность потока энергии (11ПЭ), является ее нормированная относительно максимума излучения диаграмма направленности /^(е, ф), где е — угол места точки наблюдения (угол в вертикальной плоскости); ср — азимут этой точки (угол в горизонтальной плоскости).

Эти углы отсчитываются от направления максимума излучения. Форма диаграммы направленности антенны (ДНА) и порядок ее перемещения в пространстве определяются назначением РЛС.

12. Ушкалова В. П.. Кадочникова Г. Д. // Бгол. экспер. биол. — 1987. — № 5. — С. 571—573.

13. Шатерникова И. С., Сутокская И. В., Бурмянтова Н. П. //Гиг. и сан,— 1987, — № 2. — С. 49—54.

14. Шицкова А. П. //Там же. — 1985. — № П. —С. 4—8.

15. Deschaux P., Rouabhid. М. //Ann. N. Y. Acad. Sci.— 1987. — Vol. 496. — P. 49—55.

Поступила 24.02.89

Summary. In animals with a deficit of thymus hormones there are detected activation of lipid peroxidation processes, changes in activity of key enzymes of energy-supplying tracts of anaerobic and panthose cycles along with antioxi-dative protection and ionic content of erythrocytes. Apparently thymus removal, causing its hormones' deficit and disturbances in the system of neurohormonal regulation, modified the synthesis and activity of key metabolic enzymes. The character of biochemical shifts in erythrocytes of the animals with a deficit of thymus hormones during their adaptation to physical load demonstrated functional stress of protective mechanisms and disorders of adaptative blood reactions.

При гигиенической оценке значимость ДНА заключается в том, что от нее, как следует из (1), в большей степени зависит интенсивность облучения:

ППЭ = Я (е, ф), (I)

где Крлс — коэффициент пропорциональности, рассчитываемый по характеристикам РЛС; I? — расстояние от антенны до точки наблюдения.

Диаграмму направленности можно описывать аналитически или представлять графически. Аналитическое описание обычно применяется при теоретических рассмотрениях, в частности при проектировании антенных систем, а также часто используется при гигиенических расчетах уровней ППЭ. Графическое представление ДНА дает большую наглядность и может также применяться при расчетах. Аналитическое представление ДНА строится на основе аппроксимации действительной направленности излучения, для чего выбираются различные удобные для решения поставленных задач формы.

За рубежом

. ПАВЛОВА. 1990 ):621.396.9о7

Я. Мусил, В. М. Павлова

МЕТОДЫ УЧЕТА ОБЗОРА ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ АНТЕННЫ РАДИОЛОКАТОРА ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Институт гигиены и эпидемиологии, Прага; Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева

3*

— 67 —

' As

Рис. 1. Аппроксимация диаграммы направленности РЛС.

Обозначения в тексте.

В [2] приводятся следующие функции, подходящие для аппроксимации ДНА:

sin /С]<х

F i (а) =

К1« '

F2 (e, = cos2К2а, (2)

F3(a) = e~K>a*. (3)

Выражение (1) известно в литературе как

функция типа S'"A , а выражение (3) часто

называют кривой Гаусса.

Можно использовать и другие типы функций [3]:

cos KjCt

Г*<а)= То-^2", (4)

/2 \2 >

Fb (а)=

2/. (К5«)

Къа

(5)

где /] — функция Бесселя первого ряда и первого порядка; а — угол, отсчитываемый от максимума излучения.

Для удобства расчетов и обеспечения наглядности ДНА представляется сечениями в ортогональных плоскостях (рис. 1).

При аппроксимации, расчетах и измерениях учитывается ширина луча, в качестве значения которой принимается то значение угла, при котором уровень поля составляет 0,5 от максимального значения по мощности или 0,7 — по напряженности (обычно рассматривается электрическая составляющая). Кроме главного луча, иногда приходится рассматривать боковые лепестки: первый боковой лепесток (см. рис. 1, а), второй (см. рис. 1, б) и т. д. Уровень боковых лепестков принято выражать относительно максимума в децибелах со знаком минус. Так, первый боковой лепесток в современных антеннах редко превышает —20 дБ, т. е. составляет 0,01 от максимума, чаще он равен —20, ..., —25 дБ; второй лепесток обычно не превышает —25, ..., —30 дБ. Уже второй и более удаленные лепестки гигиенического значения для населения, как правило, не имеют. Для описания их используют отрезок прямой в пределах каждого лепестка (см. рис. 1).

В СССР [1] принято аппроксимировать главный луч по мощности до уровня первого бокового лепестка кризой Гаусса:

\2Т

Я(6) = ехр J -0,69^-

(6)

где 0 — текущее значение угла; во,5 — половина ширины ДНА.

Если уровень бокового лепестка принимается равным а (дБ), то угловое отклонение от максимума излучения, начиная с которого ее описание принимается по уровню бокового лепестка, определяется из соотношения:

еб.л =

(20„,6)

У —0,69

(7)

(1)

При обзоре пространства ДНА определяет время облучения объекта. Виды обзоров многообразны, однако с гигиенической точки зрения целесообразно выделить круговой и секторный обзоры, к которым так или иначе можно свести почти все ныне применяемые методы обзора.

В момент прохождения лучом объекта при обзоре пространства образуется «пачка» отра-^ женных импульсов, которая характеризует облучение объекта. Огибающая этой «пачки» повторяет форму главного луча ДНА.

Существующие измерительные приборы позволяют проводить измерения только при остановленной антенне в луче РЛС. Это означает, что измерения проводятся в максимуме луча, где все импульсы равны и имеют максимальную амплитуду. Трудности расчета и измерения в случае реального пакета импульсов с переменной амплитудой многократно возрастают. Поэтому с целью упрощения реальную «пачку» представляют ее эффективным значением (рис. 2).

Используя принятое описание главного луча (6), нетрудно показать, что эффективная ширина пакета импульсов, исходя из энергетической го принципа для слабых сигналов (на больших дальностях) и сильных сигналов (на малых дальностях, что значимо для гигиенических оценок), измеряется в пределах:

(29э) = (0,5 - 0,74) (26,,.).

Рис. 2. Пакет импульсов при облучении объекта реальной ДНА и ее прямоугольного эквивалента. а — ДНА; б — эквивалент.

Часто коэффициент, учитывающий эффективные размеры луча, включают в коэффициент потерь в антенно-фидериом тракте, хотя это не соответствует физическому смыслу.

Следует заметить, что при круговом обзоре угловая скорость со (/) вращения антенны независима от угла и постоянна во времени; при ф^чектрическом управлении лучом (построчный оУбзор) скорость перемещения его также может быть принята постоянной, а возможные остановки луча по положению в пространстве носят случайный характер и, как правило, происходят не в нижнем, важном с гигиенической точки зрения положении, т. е. этот режим практически сводится к режиму кругового обзора.

Время облучения при вращении антенны рассчитывается по формуле:

. (29э) (20э) (260.5)

10 бл — ш — Дф • ' а = со •

где со — угловая скорость перемещения луча РЛС; Дер — сектор сканирования (при построчном обзоре); Дср = 360° при круговом обзоре; 9 Г„ — цикл обзора.

Однако в случае механического сканирования антенны ход луча принципиально неравномерен. Наименьшая скорость перемещения луча, а следовательно, наибольшее время облучения отмечаются на краях сектора. Это объясняется тем, что на краях происходит реверс вращения антенны и вблизи этой точки мгновенная скорость перемещения снижается до нуля. Поэтому крайние точки наиболее важны для гигиенической регламентации секторных РЛС. При секторном сканировании за период обзора происходит двойное облучение: при прямом и обратном перемещении луча. По этой причине иногда рассматривают не период обзора, а цикл обзора: 1ц—То/2, где Т0 — период обзора.

Поскольку скорость перемещения луча при секторном обзоре переменная, а средняя величина ее не может характеризовать значение па краях сектора, то, по нашему мнению, целесообразно провести оценку времени облучения в точке, где облучение наиболее продолжительное, исходя из закона изменения угловой скорости. Эта точка удалена от края сектора па величину (20о,б)/2. В большинстве случаев этот закон можно записать, как

(о (0 = Лщ-вт со/,

где Ат — максимальное значение угловой скорости (в центре сектора обзора).

Таким образом, при разработке нормативов должны учитываться указанные выше особенности, а именно:

— сигнал облучения РЛС является импульсным с длительностью импульса тп и частотой их повторения /•■„;

— облучение проводится прерывисто, что обусловлено обзором пространства;

— в РЛС кругового обзора скорость перемещения луча постоянная — w(/)=const, время облучения определяется шириной ДНА и скоростью перемещения ее в пространстве;

— в РЛС секторного (механического) обзора скорость перемещения луча принципиально переменная, что обусловливает различное время облучения объекта в зависимости от положения его в пределах сектора;

— при секторном обзоре на его краях существуют точки, в которых время облучения наибольшее; кроме того, в этом режиме каждая точка пространства за период обзора облучается дважды.

Естественно, как при расчете ППЭ, так и при измерениях необходимо учитывать те точки, в которых время облучения наибольшее. Положение сектора в пространстве также имеет очень важное значение. Если этот сектор расположен в горизонтальной плоскости, то в его пределах на краях существуют области наибольшего облучения. Если сектор размещен в вертикальной плоскости с медленным перемещением по азимуту, то в пределах всего сектора нижнее положение луча определяет наибольшую интенсивность облучения.

Все это требует разработки нормативов для РЛС при организации защиты населения от электромагнитных полей с учетом особенностей режима облучения.

Эти и некоторые другие особенности, например сеансная работа на излучение (метеорологические РЛС, радиовысотомеры, средства связи и т. п.), потребовали дифференцированного нормирования источников излучения при защите населения [1]. В СССР принцип дифференцированного нормирования реализован в действующих санитарных кормах и правилах. Это обеспечивает надежную защиту населения от воздействия электромагнитных полей и экономное использование земель, отчуждаемых под размещение радиотехнических объектов и создание вокруг них санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки. По-видимому, этот принцип нормирования должен быть распространен па все страны социалистического содружества.

Литература

1. Думанский Ю. Д., Иванов Д. С. //Гигиена населенных мест, —Киев, 1965.—Вып. 24, —С. 27—31.

2. Казарин А. И., Кравченко И. Т., Ключников А. С. Методы расчета, измерения характеристик и параметров антенн. — Минск, 1971.

3. Frank Z. // Biologie effects and health hazards of microwave radiation. Proceedings and international symposium (Warsawa 15—18 October, 1973). — Warsawa, 1973.— P. 240—242.

Поступила 04.10.88

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.