Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
100
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.34 Mб
Скачать

выбрана значительно больше высоты, то оказывается,

 

что дифракционное затухание

Вдиф в можно

определять

 

на основании классических формул и графиков. График,

 

приведенный в п. 5.2.3, получен экспериментально Иоко-

 

то Кэпъити и в отличие от известных ів оптике учитывает

 

поляризацию волны [57] (в этой же работе приведены

 

экспериментальные данные влияния изрезанное™ кром­

/

ки). Для эффективной защиты необходимо, чтобы кром-

ка экрана была выше оптической оси источник — облу-

j

чаемый объект. На рис. 7.2.2

приведена

зависимость

/

величины этого превышения от заданной величины зату-

!

хания В для нескольких значений KR.

На практике наиболее трудным для учета оказывает­ ся влияние побочных переизлучений, возникающих из-за отражений от находящихся на относительно небольших расстояниях гладких радиоотражающих поверхностей (например, стен крупных строений), больших массивов леса и даже отдельных металлических элементов (дета­

лей сооружений и т. п.), резонирующих на рабочей дли­ не волны.

Если имеется более или менее выраженная отражаю­ щая поверхность, расчет затухания может быть проведен обычными методами, учитывающими коэффициент отра­ жения и диаграмму направленности отражающей по­ верхности. При попадании расчетной точки точно в отра­ женный луч интенсивность поля оказывается зависимой только от расстояния и потерь при отражении, учитывае­ мых коэффициентом отражения FB. В этом случае общее затухание при отражении

^ о т р — (Д отр /Д п р )2Е а,

(7 .2 .1)

где Rnp — прямое расстояние источник — точка наблюде­ ния, Rотр— расстояние источник — отражающая плос­ кость — точка наблюдения.

Формула (7.2.1) показывает, что при попадании за­ щищенного экраном объекта в отраженный от больших поверхностей луч снижение интенсивности поля по срав­ нению с уровнем-поля без экрана незначительно превы­

шает Дэкр.

Методы учета влияния одиночных переизлучателей,

приемлемые для практического использования, в настоя­ щее время не найдены. Интенсивность отраженного луча таких излучателей зависит от очень многих причин и прежде всего от отношения длины переизлучателя к дли-

281

не падающей волны, от угла ее падения, материала пе-

реизлучателя и т. п.

Вообще говоря, на практике расчет В0тр (тем более от одиночных переизлучателей) неизбежно связан с использованием ряда допущений и носит чисто качест­ венный характер, поэтому для получения достоверных данных он может быть рекомендован как предваритель­ ный этап перед инструментальной проверкой. Конструк­ тивно дифракционные экраны представляют собой ме-

У

 

дереза

§ <о $

сосна,

ель

5

fcä

лиственница

 

 

рядами

a

t

лима

I

I s

осина

ч

^ ^

дереза.

 

 

ель

 

 

глядичия

 

 

клен

 

 

адрикос

 

 

ясень

 

 

софора

 

s

лох

 

скумпия

акация желтая сирень

вяз

1

 

1 1

 

 

Ü

1 1

*

 

Ѵ ~ Ѵ

Х - Х

 

X --------------------И

 

 

w

-----& - - Х

 

 

М

 

 

 

X

 

ff

 

 

 

 

 

 

X

 

ж

 

1— . 1 , . г

г : п :

L ". L

!г1

 

 

I

- ----------

 

 

 

 

_ - г

г

 

|-

1

р . . .J _ _ J -

р

у

 

 

 

 

 

 

 

 

\г~Ѵ

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

у

 

 

 

 

 

 

 

 

\П 7

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

______ У

_

1* Т ■ Г

1

Т~ Г

1

1

1

Г

 

 

дуд

III!

Ѵ - Ѵ

 

 

 

 

 

f

'ü'

глядичия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дереза европейская

h

 

V

 

 

 

 

 

Ü3 S'

ясень зеленый

 

1

 

 

 

 

 

«

s

ясень обыкновенный

V

 

 

 

 

 

^

'n'

адрикос

 

 

 

 

 

 

 

 

дуд черешчатый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

акация делая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шелковица.

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота,м-е*-

I--------- 1________ I________ I_______ I

I________ I

I

I

I

I

 

 

О

2

О 6 8

10 12

П

W

18

20

 

 

II - 8Возрасте 2 года

 

X

- ß Возрасте 20-30лет

 

 

 

\І~ 8 Возрасте 5лет

 

Х~~Х - разброс

 

 

 

 

 

 

X - В Возрасте 10лет

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.2.3. Высота деревьев в отдельных районах СССР

(по даңны«

табл.

7.2.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

2 8 2

О

о

и

X

X

о-, f- о CJ СО X “

о>

к а

а

9 ='

и * ►ГГО 5 сь

5 X

о

>5 fc*

CL,►ш

и

и

ч

о ,

о-ю

1—1'—’

ГО

а*

0 е

и

ГО

.Tt*

f а б л и ц а ? . 2 . 2

Высота (в метрах) древесных пород (чистых и в смешанном лесу) по данным различных авторов

Древесные породы

Возраст,

лет

I

 

5

ю

20 ... 30

2

1

Береза

 

6,1

 

14...18

Сосна

 

4

 

9 .. .14

Лиственница

 

6

 

9 ...17

Ель

 

2,8

 

6

Рябина

 

3

 

6

Береза

 

2,5

 

6 ...16

Ель

 

2

 

7

Липа

 

2

 

7

Сосна

0,6...1,4

4

 

13

Сосна

2,1

5,5

 

15

Лиственница

3,1

7,6

 

19

Сосна

3,6

7,8

 

14

Ель

2

6,5

 

13

Лиственница

3,1

9,0

 

12

Осина

2. . .4

6 ...7

 

10

Береза

 

 

 

 

Ель

 

 

 

 

Насаждения кислично-

 

 

 

 

черничные с елью,

 

 

 

 

осиной и березой

 

4 ...7

 

9 ...17

ГО

Гледичия (50. -.118*)

3,1...4,5

О-

»Я

Клен

3,1

Абрикос (8... 129)

2 ,8 ...4

►J

Ясень

2,5

Софора

2,1

ко;

с

Лох (30...70)

1,9...2,5

о

Скумпия

1,6

а-

аз

Акация желтая

1,4

É—

Сирень

0,8

CJ

Дуб (17...75)

2,4

а

Вяз мелколистный

2,5

и

(60...111)

 

и

 

и

283

со f-

Д

CQ

п

О

£

сС

о

о

ST

со

'—1

о.

ю

д

д

сз

S

S

су

<

в

и

Продолж ение табл. 7.2.2

 

 

 

Возраст, лет

 

Древесные породы

2

5

10

20...30

 

 

Дуб

европейская

0,6

 

 

 

Береза

0,5

 

 

 

Дуб

зеленый

 

1,5

 

 

Ясень

 

2,5

 

 

Дуб

 

 

3

 

 

Дуб

 

 

2,8

 

 

Абрикос

 

4,1

 

 

Дуб

 

0,6

 

 

 

Ясень обыкновенный

1,2

 

 

 

Береза европейская

0,5

 

 

 

Дуб черешчатый

1 2

2 5 5

4 8

10... 14

Акация белая

 

 

 

 

Акация белая

3,2

 

 

 

Ясень зеленый

1,0

 

 

 

Береза

европейская

0,5

 

 

 

Акация белая

 

5,5

 

 

Шелковица

 

1,5

 

 

Ясень обыкновенный

 

2,9

 

 

Акация белая

1 ,8 ...3

6

8

14

Береза

бородавчатая

0,3

 

 

11...15

до 1 м в год

0 ,6 ...1

 

 

 

Береза

бумажная

3. ..9

11

13...18

Осина

 

 

Тополь

 

 

6 .. .7

10...12

18...23

Рябина

акация

 

3

4

6...11

Белая

 

5 ...8

7 .. .10

13...16

Тополь

 

 

 

5

8

Вяз сибирский

 

 

3,6

5,8

Вяз американский

 

 

2,4

5

Ива

 

 

 

3

4,3

Ясень зеленый

 

 

2,4

4,2

Клен ясенелистный

 

 

3,2

3,6

Сосна обыкновенная

 

 

2,5

7

Ель колючая

 

 

1,7

4

Сосна желтая

 

 

1,7

4

Ель голубая

 

 

1,2

3,8

Сосна смолистая

 

 

1,7

3

Акация желтая

 

 

1,8

3

Черемуха виргинская

 

 

2,2

2,6

Слива

американская

 

 

1,7

2,2

* Цифры в скобках показывают прирост в год (в см)

284

}

СО

СМ

СО

ЕГ

3

4

ю

Средняя высота, ширина кроны и выживаемость отдельных древесных пород по данным американских авторов [154]

3

н

X

1)

а"

а

с

Â

о Ь-

О

о

а)

л

S 3

то ш

о

со

юS

a

я

о

о. о X

га

я

я

о. S

ы

о

со

 

S

ю

га

 

Н

 

и

о

я

я

 

я

 

я

 

(U

ю

о.

и

t—^ см со со

1со см

1 E S 1

1

1 — со со

Ю 'Ф Tf« Ю

1

со — Ю СМ^

1Ю cd

— ^ см со см

I

со — ю ю

t"- t- — CD CD

1 rf —

1 СО СО Is- ю

ООСП — U0 СМ 1

О

0

СО 00 СО CD Г"»

1

00см

со см — СП СП

j CD Ю

СМСО

СМСО

 

со со

ССЮ

1 —

j

1

1

— СМ

—«со

 

 

 

00со

100со t--

1

1

о —

0 — 0

 

 

гг t'- СП —’ О

j СО Ю

гГ СО СО Ю CD

CD

 

І>- — 00 00

1 ио см

СМСО 'Х СМСО

ю со

сососо-'хсмазсою

— смсо — смоем —

ЮСМО CD ю —

ООСМСП'ХСМ^

— — ^ со СОСО

CD CDCD00 СП

СО ОО 1 CMCD -*f

1

1 Ь- Ю СМОО

CMCM

CM

 

 

— см — см

СП Ю СП СП —

1

1

1

1 " .

1 И

О — — о —

 

 

 

 

см

CM j CD СО

CT)

О cd

1 CD LO СП

’Ф о о о о

о о

о — —

СП00

1 СПЮ

1

1

I см СО N. ^

СО cd

СО

 

 

 

см

— со

Ю CDСМСМЮ СМ

1 1

00 СМт**

 

 

 

— — см см

CD СП CD CD 00 CD

— СП CD СМю CD

о о о

о о

о

 

о

 

 

5

X

5

А

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

tl

 

 

 

X

 

 

 

 

EU

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

СО

 

 

 

 

EU

 

 

 

ч

 

CU

 

Н

 

 

X

 

 

 

 

о

 

 

о

 

 

 

О

н * *

 

 

EU

 

X

 

 

>5

 

 

g.s

а

 

 

о

 

 

 

 

 

 

4>

X

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

£ 5

S

 

 

ф f3 3

s

к

 

 

А

_ г

о-р

4

«=; к

 

 

 

 

о

Е

s

5

и

 

 

3

X £ со

 

2 Ч л

о- Я

Мк

X

 

 

 

 

5'p к ct

СО

X

со

ЕО

X

О- Cu X- №

 

X

 

 

 

 

3

 

 

J

'>•>со со

 

 

 

*

X

о

 

 

 

55

i'g

!

5

er; с

 

 

 

со

 

 

 

О

 

О s я

 

 

 

Р-» со

н

§ щ °

§

 

CQ

 

- и

Ü со

 

 

 

2

 

CJ

ё 3

X

 

 

 

 

 

 

 

о

 

5

С ff> п

и

 

 

 

 

^ н о;

Си X

О к о: с;

о X

 

 

 

 

 

ф

О

*=5

Н Ю И и

Н X

 

 

 

 

 

* 5 *

X с;

285

таллическую сетку (чаще всего стальную) толщиной 1 .. .2 мм, натянутую на металлическую или деревян­

ную раму, для прочности разделенную на отдельные секции. Рама врыта в землю с соблюдением необходи­ мых предосторожностей против гниения дерева и ржав­ ления стали.

7.2.2. Искусственные и естественные лесонасаждения.

Искусственные лесонасаждения могут -быть использова­

ны для получения

небольших затуханий (находящихся

в пределах 3 ...

10 дБ, зачастую в профилактических

целях), когда сроки экранирования могут быть растяну­

ты

на

5 ... 7

лет.

Это обусловлено

тем,

что скорость

роста

деревьев в

наших

условиях

не

превышает

0,

2 ...

1 м/год

(см.табл.7.2.2

и 7.2.3, а также рис. 7.2.3).

Лесонасаждения, устраиваемые для радиозащиты, как правило, располагаются в непосредственной близости от защищаемых объектов, поэтому здесь нет смысла учиты­ вать дифракционное затухание и защитные свойства лесной полосы можно рассчитать на основании только сквозного затухания. В редких случаях, когда защищае­ мый населенный пункт имеет большую протяженность в глубину при очень густой полосе высоких деревьев, не­ обходим расчет дифракционного затухания.

Анализ данных роста и густоты кроны деревьев и кустарников позволяет увидеть возможность успешного использования зеленых насаждений для защиты от ра­ диоизлучений. При этом, однако, приходится учитывать следующее:

1. Величины затухания, которые можно получить в реальных условиях, довольно ограниченны и обычно

не превышают на сантиметровых

волнах значений

1 5 .. .25 дБ; с уменьшением частоты

затухание умень­

шается.

 

2.Имеются довольно четкие ограничения почвенноклиматического характера, предопределяющие выбор сортов насаждений и скорость их роста.

3.Минимальные сроки получения «защитного эффек­

та»

от защитных

насаждений находятся

в пределах

3 ...

7 лет после их закладки.

 

В некоторых случаях эти ограничения не являются

существенными, и

зеленые насаждения,

заложенные

с началом строительства объекта, уже к концу обычного срока строительства могут служить хорошим укрытием на переходах между зданиями, в местах скопления и

2 8 6

отдыха персонала и т. п. Одновременно посадки зеленых насаждений, как правило, приводят к заметному улуч­ шению микроклимата на всей территории объекта; нема­ ловажен и такой фактор, как улучшение общей эстетики объекта. При выборе сортов пород данные, приведенные в таблицах, следует считать ориентировочными. Кон­ кретные рекомендации по выбору сортов, условиям по­ садки и т. п. следует получить у местных специалистов.

Расчет сквозного затухания может быть проведен на осно­ вании рис. 7.2.4, обобщающего ряд экспериментальных и расчетных данных (см. текст сноски). Расчет дифрак-

Рис. 7.2.4. Сквозное затуха­ ние леса зимой и летом; для хвойных пород расчет ве­ дется только по кривой, со­ ответствующей летним усло­ виям *.

-0,5 -0,15

Уголзакрытия,град

Рис. 7.2.5. Дифракционное затуха­ ние лесной полосы для длины волны

Л,= 10,4 см

(пример).

 

 

------------

э к с п е р и м е н т

в B a s t r o p

( с о с н о в ы й

л е с ) ;

— • —

д и ф р а к ц и я

н а

к л и н е ;

-------------э к с п е р и м е н т в

B a lk o n s

( д у б , к е д р ) ;

— •• — д и ф р а к ц и я н а с ф е р е .

 

 

ционного

затухания

лесной

«кромки»

в значитель­

ной

мере

осложнен

«нерегулярностью»

изрезанное™

кромки, явно выраженной диффузностью

элементарных

(от

каждой ветки) отражений

и нестабильностью отра­

жений из-за влияния ветра. Аппроксимация лесной кром­ ки металлическими — острыми и закругленными (с раз­ личными радиусами кривизны) —■поверхностями может*

* Кривые построены по данным, взятым из следующих источ­ ников: Аренберг А. Г. Распространение сантиметровых и децимет­ ровых волн. М., «Сов. радио», 1957; Сектой, Лейн. Влияние де­ ревьев и других препятствий при приеме на метровых и децимет­ ровых волнах. — «Вопросы радиолокационной техники», 1955, № 5, (29); Bachinski М. Р. Microwave propagation over rup-surfa- ces.— «RCA Rev.», 1959, № 2, p. 308—331.

267

быть использована только для предварительных расчетов с последующей перепроверкой инструментальными ме­ тодами. На рис. 7.2.5 в качестве примера приведены дан­ ные исследования дифракционного ослабления в зоне тени лесной полосы на длине волны Я.= 10,4 см, получен­ ные для условий, отличающихся практически только ви­

дом деревьев. Расстояние лес — точка наблюдения около

150 м fl89].

7.2.3. Подъем антенн или их диаграмм. Таким спосо бом удается достичь эффективного снижения облучаемости территории полем РТС с высоконацраівленными антеннами. С подъемом антенны РТС, как правило, улучшаются многие характеристики станции (например, увеличивается дальность обнаружения РЛС низколетя­ щих объектов, увеличивается дальность работы связных средств и т. д.), но при этом неизменно ухудшается устойчивость конструкции антенны в отношении воздей­ ствия ударной волны, усложняется и удорожается уста­ новка и зачастую эксплуатация станции.

Метод защиты путем подъема антенны РТС основан на том, что облучаемая территория вблизи РТС оказы­ вается под воздействием дальних боковых лепестков, так что образуется значительная область тени. На больших расстояниях из-за уширения луча этот способ защиты, однако, нельзя считать достаточно эффективным, и к не­ му обычно не прибегают. Подъем РТС обычно осуществ­ ляется с помощью земляных насыпей или эстакад. Для

подъема диаграммы используют качание всего зеркала или облучателя.

При подъеме диаграммы направленности эффект при­ близительно одинаков на больших и средних расстоя­ ниях, но заметно снижается на малых, т. е. в области больших углов диаграммы, где интенсивность излучений, как известно, имеет очень слабую тенденцию к снижению с увеличением угла (см. рис. 1.2.5, 4.2.6—4.2.17 и [70]).

Примем следующие обозначения: П — ППМ до про­ ведения мер по защите (подъема антенны или увеличе­ ния угла наклона), П3— ППМ, необходимая для защиты объекта; А и е — превышение центра антенны над рас­ четной точкой и угол наклона до проведения защиты; А3 и е3 —то же после проведения; R Tн— расстояние от антенны до защищаемого объекта.

{]Р°ще всего рассчитать заданные Д3 или (и) е3, имея БДИ станции. Для определения А3 необходимо на ВДИ

288

параллельно прямой AB (рис. 7.2.6), соответствующей рабочим е, А и Я, через точку (Я Тн, Я3) провести пря­ мую А'В'. Слева, по шкале превышений, отсчитывается значение А3, точнее разность Л3—Л, которая и учиты­ вается при проектировании сооружений для подъема антенны РТС. Аналогично можно определить новый угол наклона е3. В этом случае вместо прямой А'В' следует

провести прямую

через точки {Втя, Я3)

и А (рис. 7.2.7).

В обоих случаях

угол

Ѳ увеличивается

(см. рис. 5.1.1).

Определить А3

и е3

можно и аналитически. Восполь-

і<

н

R

^тн

R

---- 'J.-4

 

А

 

 

 

 

А'

 

\ ч .

Точка(АнЯр

в'

â

 

 

Точка(R-,и n r 4 j

1

Рис. 7.2.6. Определение по ВДИ необходимого подъема антенны (А3—А) при неизмен­ ном угле наклона е.

Рис. 7.2.7. Определение по ВДИ необходимого угла подъема диаграммы (еа—е) при неиз­ менной высоте антенны.

зуемся выражениями (5.1.1 а) и (4.3.40) и примем пер­ воначально за изменяемую величину А. После подста­ новки (5.1.1а) в (4.3.40) для «>0,66 (обычный случай) получаем

Si—6,1

М _\ 4,02 ■—

 

А + е р

М 3 J

П

А з - р е/? ’

откуда

4,02

 

Д3 — (A -f- sR) (77/П 3)г,—б,і

bR.

Аналогично получаем

 

4,02

 

П \ Si— 6 . 1 _____ д _

+ R j y n 3)

R

(7.2.2)

(7.2.3)

(7.2.4)

Разделив оба выражения на последний член, получим

 

 

 

 

4,02

 

ш ~ {

w +

 

- 1

 

 

(7.2.5)

 

 

 

 

е3Р

=(4

 

 

4,02

+

П

\ Ь і— 6,1

д

П 3

I

1 9 — 3 9 3

2 8 9

Эти выражения легко номографируются. Обратив

внимание

на

то,

что

диапазон

изменений значений

е,/?/Л и АI&R приблизительно одинаков,

строим для обеих

функций одну номограмму (рис. 7.2.8).

 

 

о

Пределы применимости номограммы обычные:

Ѳ <

< 3 0

. . . 60°,

Ямин = 0,66;

Ямакс=10

(в крайнем случае до

15 ... 20);

/?>5,73(2а'0о.,);

А > 0;

s > 0 .

 

 

 

 

П р а в и л а п о л ь з о в а н и я н о м о г р а м м о й

 

1.

По известным г,

Д

и R для

определения е3 рассчитываем

ß „=

= е°Р/57,ЗД,

для определения Д3 — ВА = Д-57,3/Ре®.

 

2.

По

известным

/7//73,

и рассчитанным В А или В а опреде­

ляем по номограмме ВзА и ß 3e. По найденным В 3 рассчитываем

Д3—

= А (ВзА/В)

или е3 =

е (Взе/В).

 

 

 

 

 

Пример

 

60; й, =

14 дБ; в = +

Д =

5,5 м; R 200 м,

Задано П / П а=

а)

Проверка

условий

 

19м

/?> 0,1 Я да,

 

 

 

0 ,1/?я ,= '5 ,7 3 -1 0 /3 =

 

0,66.

 

б)

Ѳ

А-57,3/ß +

e =

4°,6, n -=0,77,

t. e. « >

 

2. Рассчитываем B_ =

3*200/57,3-5,5 — 1,9;

BA—5,5'57,3/200*о

3.

По номограмме находим S3Ä = 12,1

и Взг — 22,5.

 

4.

Рассчитываем

 

Д 3 = 12,1-5,5/0,53 =

126 м;

®з = 22,5-3/1,9 =

=35°.

5.Повторная проверка условия для п

ѲЛ=5=е + Д3-57,3//?== 3 + 126-57,3/200 = 39;

п =

39/6 =

6,5;

I

Условие

выполне-

0е =^е3 +

Д-57,3/7? == 35 + 5,5-57,3/200 = 36,6;

(

но: п <

10

« =

36,6/6 = 6,1.

'

 

 

Кроме рассмотренных выше, к основным методам коллективной защиты можно отнести также постановку радиопоглощающих щитов непосредственно у антенны станции, частичное снижение мощности при проходе луча сканера над защищаемым объектом; снижение до минимума, когда это возможно, времени работы станций на излучение. Однако применение их связано с нежела­ тельными изменениями технических характеристик или режима работы станций, поэтому к ним прибегают очень редко.

290

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ