книги из ГПНТБ / Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека

Отсюда

Тогда в дальней зоне эффективный приведенный угол

Углы п отсчитываются из вершины, сдвинутой от обыч­ ной оси вращения антенны (приблизительно центр апер­ туры) на величину Raц. Учитывая это смещение, для азимутального сканера с круглой антенной апертурой можно записать

эффективного угла (в плоскости сканирования) к углу вертикального отклонения расчетной точки от оси излу­ чения. Формула справедлива для я > 0,66.

Рис. 5.3.5. К расчету скважности воздействия поля угломестною сканера.

190

случае определяется выражением

где ^(Ѳ) — диаграмма излучения антенны в плоскости Ѳ; Ѳміш — угол, соответствующий нижнему положению ан­ тенны. По определению,

где АѲ — (0в—Ѳн) —'разность между углами наклона ан­ тенны сканера, соответствующая уменьшению уровня поля на 3 дБ (рис. 5.3.5).

Воспользуясь выражением 5.3.11, учитывая дефокуси­

где Пн — приведенный угол точки наблюдения в нижнем положении луча; Вк= 1+ха ц/х= 1 +Ra 4/R.

5.3.5. Обзор по кольцу. При обзоре пространства по кольцу с постоянной угловой ско­ ростью со линейная скорость пере­ мещения проекции лепестка на плоскость земли ѵ, а следователь­ но, и скважность воздействия на расчетную точку оказываются за­ висимыми от положения расчет­ ной точки относительно центра сканирования пт/пск (рис. 5.3.6).

За период сканирования точка подвергается облучению дважды: в нижнем и верхнем положениях луча (для упрощения задачи счи­ таем, что одна из главных пло­ скостей антенны совпадает с пло­ скостью горизонта), когда уровни плотности мощности, соответст­ венно Я,, и Лв, будут определять­ ся углами Ѳв и Ѳн и соответствую­

щими им значениями масштабной функции Мв и Мп. Случай воздействия поля при обзоре по кольцу можно трактовать как удвоенное время воздействия при

средней плотности мощности

191

Если воспользоваться выражением (4.3.42), можно записать

(5.3.18)

Отношения по/rin и я0/яв находятся в определенной зави­ симости от положения точки наблюдения, т. е. от отно­ шения Ят/яск (рис. 5.3.6). Действительно, при Ѳт= 0 раз­ ница в уровнях поля в нижнем и верхнем положении луча наибольшая, при перемещении точки наблюдения из центра проекции сканирующего луча к периферии она уменьшается.

Представим яо/ян как я0/(я0—Ля), где Ап может быть определено на основании общих геометрических соображений:

Дя = яск sin-

Тогда

Определим зависимость для выражения в фигурной скобке (обозначим его 2хк) от яск/я0 и бі для Ѳт = 0, соответствующего наибольшей средней плотности мощ­ ности

1 92

5.3.6. Обзор по спирали. При оозоре пространства по закону арифметической спирали (рис. 5.3.8) средняя за время воздействия плотность мощности

k

в

п/і —плотность мощности и приведенный угол расчетной точки соответственно для k-ro витка.

Для подсчета Я сп можно вос­ пользоваться рассчитанными зна­ чениями Як (5.3.21). Для пт= О

(т. е. точка наблюдения находится в центре проекции сектора сканирования)

где хк соответствует выражению (5.3.22); п'ск — текущее значение приведенного угла между направлением на точку наблюдения и витком k.

Имея в виду, что практически всегда сектор -скани­ рования заполнен по крайней мере по уровню 0,5 (вне зависимости от 4закона заполнения, т. е. образуется

194

Средняя за время всех воздействий луча, находя­ щегося „над головой“ (т. е. когда точка наблюдения на­

196

Местное расстояние между строками обычно не менее ширины диаграммы направленности антенны, т. е. при нахождении луча на 4-й и выше строках интенсивность боковых излучении оказывается незначительной); тогда

где Пi, Uz, П3—плотность мощности в точке наблюде­ ния при прохождении 1-, 2 - и 3-й строк с приведенными углами /гь п2, п3 относительно точки наблюдения, Ni, N2, Nз —количество обзоров за кадр по 1 -, 2 - и 3-й строкам.

Таким образом, с учетом выражений (5.3.7) и (5.3.35) величина средней ППМ при кадровом обзоре простран­ ства может быть определена так:

5.3.8.О программном обзоре. При программном обзо­ ре понятия скважности и средней плотности мощности не характерны, и при прогнозах приходится пользовать­ ся вероятностными значениями времени облучения и ППМ, получаемыми на основании предполагаемой об­ становки.

5.3.9.Применение расчетов скважности для решения конкретных задач прогноза. При решении конкретных

задач можно интересоваться либо раздельно средней за время воздействия величиной плотности мощности П * и скважностью воздействия у (пример ВДИ, построенной с учетом этих данных, приведен на рис. 5.1.2), которая позволяет найти время воздействия Твозд в течение всего времени работы РТС Т [см. формулу (5.3.1)], либо их произведением, определяющим мощность дозы:

Пример ВДИ с расчетом М для сканирующей РТС при­ веден на рис. 5.3.10. В любом случае, при необходимости,

197

Можно определить плотность падающей дозы за время Т:

Рис. 5.3.10. Пример построения ВДИ по данным мощности дозы.

Практика радиопрогноза включает в себя, прежде всего, использование методов расчета поля в свободном пространстве, учет влияния земли и местных предметов, а также охватывает ряд случаев, которые обычно не могут быть учтены точными методами. К таким случаям ■следует отнести прогноз поля в зоне действия косекансквадратных диаграмм, расчет поля вне главных плоскос­ тей антенн, а также поля 'несимметрично возбужденных

.апертур и антенн с перемещающимися диаграммами направленности.

Учет влияния земли и местных предметов является вторым, достаточно важным этапом ОПКР. Третий этап — уточнение данных расчета поля в свободном про­ странстве и учета влияния местности путем измерения поля чувствительным приемником в зоне излучения по­ строенной антенны, работающей от маломощного пере­ датчика— здесь не приводится.

198

6, ТЕХНИКА РАДИОИЗМЕРЕНИЙ. АППАРАТУРА И МЕТОДЫ

Несмотря на большой объем информации и достаточ­ ную для радиогигиены точность, расчет поля не может заменить измерения по крайней мере в следующих слу­ чаях:

—при вынесении ответственного решения о снесении крупных населенных пунктов;

—при оценке биологической опасности в условиях

сложного формирования поля (особые диаграммы ан­ тенн и т. п.);

— при коррекции расчета ВДИ серийных станций..

Задачи современной радиометрии, или техники изме­ рения основных параметров радиоизлучений, — это ин­ струментальное определение энергетических и временных характеристик поля, в совокупности определяющих его биологическую активность. Пока лучше всего разрабо­ таны .методы и аппаратура измерения энергетических параметров поля — плотности потока падающей мощно­ сти, а также величины электрической и магнитной со­ ставляющих *. Приборы для измерения в явном виде вре­ менных параметров воздействия пока не разработаны, и в практических работах вместо них, как правило, используются устройства, учитывающие этот параметр автоматически: дозиметры (регистрирующие накоплен­ ную дозу) и измерители мощности дозы (см. п. 3.2.2).

В соответствии с назначением радиометров их можно разделить на следующие группы.

1.Аппаратура оповещения персонала об опасности. Это могут быть индикаторы поля, дозиметры, если они выполнены с устрой­ ствами автоматической сигнализации (например, индикатор и дози­ метры СВЧ, разработанные в Институте физических проблем АН

СССР [22]).

2.Контрольные приборы, предназначенные для регулярного кон­

троля превышения нормируемых параметров — обычно интенсиметры *, измеряющие ППМ, напряженность электрической и магнитной составляющих поля по средним или пиковым значениям амплитуды напряженности полей (в дальнейшем мы увидим, что в диапазоне СВЧ удается сочетать все эти виды измерений, применяя измерители пикового уровня лишь одной составляющей—магнитной). Примером

* В общем случае называемых ниже интенсиметрами или изме­ рителями поля. Напомним, что здесь понятие «интенсивность», если нет особой оговорки, соответствует понятию «величина ППМ» или «напряженность одной из составляющих поля»,

199