Файл: Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 244

Скачиваний: 27

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СВЧ

и

БЕЗОПАСНОСТЬ

ЧЕЛОВЕНА

Б. А. М И Н И Н

СВЧ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

Под общей редакцией М. М. Л е в и н а

Москва «Советское радио» 1974

6Ф2.19 М 618

УДК 614.898:538.569

М инин Б. А. СВЧ

и безопасность человека.

М., «Сов. радио», 1974, 352 с.

Изложены основные принципы обеспечения безопасности людей,

работающих под воздействием

мощных электромагнитных излучений

в диапазоне СВЧ. Приведены сведения, позволяющие рассчитывать и измерять*поля антенн и внутренних излучений, возможных при работе средств связи, радиовещания, радиолокации, радионавигации.

Приведены некоторые характерные результаты исследований в области биологического действия радиоволн СВЧ. Кратко рассмотре­ ны вопросы теории и практики нормирования радиоизлучений. Даны основные сведения по организации защиты от СВЧ и рентгеновских излучений.

Книга рассчитана на инженеров, техников, гигиенистов, а также научных работников общего профиля, занимающихся обеспечением безопасности и проектированием средств защиты.

144 рис., 37 табл , библ. 204 назв.

Редакция литературы по электронной технике

30404-012 046(01)-74 32-73

© Издательство «Советское радио», 1974 г.

Моим друзьям и лучшим наставникам

посвящаю

В последние годы отмечено рождение научной и технической отрасли, занимающейся изучением и огра­ ничением биологического действия радиоволн — сравни­ тельно нового экологического фактора.

Вопрос об ограничении вредного воздействия эколо­ гических факторов явился за последние годы предметом дискуссий многих видных ученых на многих весьма пред­ ставительных международных семинарах, симпозиумах, конференциях. С 1965 г. этим вопросом занимается из­ вестная «Комиссия 2000 года» (Н- Kahn, А. Wiener, 1967). 2000-й— это не так близко, но уже сейчас считают, что первоочередной задачей наших ближайших потом­ ков будет борьба не с голодом, а именно «с растущим загрязнением окружающей среды и нарушением эколо­ гического равновесия в природе» (Г. Герасимов, 1970J.

Несмотря на то, что отдельные рекомендации по за­ щите и некоторые 'приспособления для обнаружения радиоволнового излучения были известны еще в 40—50-х годах, оформление отдельной проблемы науки и техники как направления начинается только с обоснования и обобщения всех ее отдельных звеньев, поэтому можно считать, что проблема биологического действия радио­ волн и защиты от них появилась буквально у нас на глазах.

3


Несмотря на обилие публикаций, полностью или ча­ стично посвященных рассматриваемой здесь проблеме, в том числе ее биологическим, техническим, социальным и даже философским и психологическим аспектам, эти публикации, как правило, разрабатывают частные воп­ росы, отдельные «деревья» большого «леса». Исключе­

нием являются,

пожалуй, только краткие работы

У. У. Мамфорда

(1961 т.), Константа и Мартина (1963),

замечательно составленный обзор Б. В. Сертованцева (1961) и особенно книга А. 'С. Пресмана (1968); первые три — преимущественно инженерного плана, последняя— биофизического. Несмотря на выраженную специфику этих работ, каждая из них уделяет определенное внима­ ние всему комплексу интересующих сегодня практику задач.

Первая публикация, посвященная специально нашему вопросу, появилась в 1943 г. (Daily L. Е., 1943). К на­ стоящему времени их насчитывается уже более тысячи,

иони в целом охватывают огромный перечень решенных

ирешаемых задач. Но, к сожалению, эти работы рассе­

яны «в пространстве и во времени»: за последние 10— 15 лет они появились в самых различных журналах и изданиях инженерного, биологического, медицинского и гигиенического профилей, в изданиях АН и АМН СССР, ВЦСПС; издательств «Советское радио», «Мир», «Энер­ гия», в Трудах Института радиоинженеров, Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, в других специальных, военных и даже популярных журналах США, ФРГ, Англии, Чехословакии и других стран. С 1969 г. в США начал издаваться журнал

(«Non-ionizing radiation»), специально посвященный не-

нонизирующим излучениям (радиочастотным, инфра­ красным и лазерным).

В СССР по общей теме «Биологическое действие ра­ диоволн» проведено несколько симпозиумов, последний из которых, состоявшийся в мае 1973 г. в Военно-меди­ цинской академии им. С- М. Кирова (г. Ленинград), был блестяще организован и, видимо, окажется наиболее ре­ зультативным.

Цель настоящей книги■— обобщить литературные дан­ ные и попытаться из имеющихся ■'кирпичиков выстроить одно, пусть на первый раз небольшое, но единое здание, имеющее свои «вход» и «выход», свою структуру и мето­ дологическую основу. Несмотря на кажущуюся етерео-

4


типность рассматриваемых здесь и в специальной лите­ ратуре вопросов (например, (посвященных анализу поля антенн, разработке конструкций измерительной аппара­ туры и т. д.), специфика целей и применений определила специфику исследований и, конечно же, стиль изложения результатов этих исследований здесь, в книге, рассчитан­ ной на весьма разнородный по своей подготовке коитингент читателей. Больше того, рассмотрение «тонко­ стей» отдельных вопросов в тех случаях, когда раз­ бирались вопросы или новые, или малоизвестные для широкого круга читателей, потребовало определенного углубления в специальные области и не позволило вы­ держать до конца терминологию, понятную для обеих групп наиболее вероятных читателей книги: инженеров и медиков. Отдельные важные, с точки зрения автора, положения выделены курсивом. Номера основных рас­ четных формул набраны жирным шрифтом.

В написании отдельных глав и параграфов книги приняли участие следующие товарищи: В. С- Блумен­

таль подготовил и написал п. 7.3.1

и 7.4.3;

И. В. Кичае-

в а —п. 5.111, В. И. Копейкин — § 4.2,

С.

П. Новикова

и Л. Б. Петрова-Голубенко — §

2.2,

Н.

И. Фалин —

п. 7.4.2. В обсуждении отдельных положений, изложен­ ных в книге, приняли участие чл.-корр. АН СССР

проф. Л. Д. Бахрах, д-р техн. наук Б. Е. Кинбер, д-р мед. наук А. Г. Суббота, а также проф-, д-р техн. наук Р. А. Валитов, которому принадлежит и идея издания этой монографии.

Несомненное влияние на качество и направленность’ материала, изложенного в книге, оказали плодотворные

дискуссии с Е.

А. Ермолаевым,

В. И. Коганом,

И. И. Маркиным,

А. Н. Соколовым,

В. В. Оробеем,

М. П. Троянским,

Н. Н. Фелициным,

П. Н. Чумаком,

С. П. Яненко, с коллегами автора по работе. Автор счи­ тает своим приятным долгом выразить глубокую призна­ тельность всем принявшим участие в написании и об­ суждении отдельных разделов работы и способствовав­ шим своими замечаниями улучшению всей книги в це­ лом, особенно проф., д-ру техн. наук Р. А. Валитову и редактору книги канд. техн. наук М. М. Левину, кото­ рый подробным и внимательным обсуждением многих положений, советами и прямым участием помог в напи­ сании всех ее основных разделов.

Б. Минин


УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Лдиф — дифракционное затухание экрана В скв — сквозное затухание экрана

В$’ B y — коэффициенты «дефокусировки», зависящие

 

от расстояния и определяемые параметра­

 

ми

функции

амплитудного

распределения

 

вдоль

соответствующей

 

стороны

апертуры

D(R) —коэффициент

 

направленного

действия на

 

расстоянии

R

 

 

 

 

 

 

в решетке

 

d — расстояние

между излучателями

Ежм— напряженность

электрического

поля

Земли

£пик — пиковое

значение напряженности электриче­

 

ской составляющей поля

 

 

 

 

от

земли

Рзем — модуль

 

коэффициента

отражения

, fa (5) — функция

амплитудного

распределения поля

 

по апертуре излучателя

 

 

 

распределе­

f(S) — fa (S)e~~iv (s ) — функция

амплитудно-фазового

 

ния поля по апертуре

 

 

 

 

 

 

 

#тн,

G — коэффициент усиления

антенны

 

 

в тка­

Е тк — напряженность

составляющих волны

 

нях

 

расчетной точки

 

над

уровнем

земли

 

h — высота

 

ka,

J — коэффициент реактивности

 

функциями

kb — коэффициенты,

определяемые

 

амплитудного распределения вдоль соответ­

 

ствующих сторон апертуры

и

Ъ) ;

Лисп— коэффициент использования площади апер­

 

туры

 

 

 

отражения

от

границ

между

 

к0 — коэффициент

 

тканями

на

 

различных

частотах

 

 

іэк р — размер экрана

 

 

 

 

 

 

 

 

М(п) — масштабная

 

функция (М-функция), дБ

М (п )— то

же, в натуральных

отношениях

 

 

N — общее

количество прерывистых

воздействий

 

за

время облучения

 

 

 

 

 

 

 

и, « — параметры

функции

амплитудного

распре­

 

деления

поля

по апертуре

 

 

 

 

 

Пи — приведенный

 

угол при центральном поло­

 

жении луча сканирующих антенн

 

 

Ризл — излучаемая

мощность

 

сигнала

 

 

 

q — скважность

 

импульсного

 

 

6


<7м — скважность

 

манипуляции

сигнала

на

входе

измерительного

устройства

 

антенны

до

Rа ц — расстояние

от

центра

апертуры

мнимого амплитудного центра (МАЦ)

 

R n — граница дальней зоны

антенны; Raa, Rub

соответственно

в плоскостях

Ѳ

или

ф

 

S — геометрическая

площадь

антенны

 

в

ло­

s — наклон огибающих

диаграмм

антенн

гарифмическом

масштабе

 

сечение сферы

5ц — поглощающее (эффективное)

Т — период облучения;

общее время

нахожде­

ния объекта в точке облучения

ППМ

 

Тн — нормируемое время

усреднения

 

То— время облучения

 

 

 

 

 

 

 

 

t — текущее время

 

 

соответствующая

со­

Utu — скалярная

 

функция,

ставляющей поля. Индекс «т н» указывает

на значение

функции

в

точке

наблюдения

We , Wh — объемная

плотность

энергии

 

в

простран­

стве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = R/Rд — приведенное расстояние

для

плоскостей

xa = R!Rдо, хь ~ R/R^b — приведенное

расстояние

Ѳ и <р

 

расстояние

между

центром

х& ц= ^?а ц/Rn —- приведенное

антенны и

 

мнимым

амплитудным

центром

а — сектор сканирования

а ( х ) — корректирующая функция в расчетах n 0(R)

ß — показатель

затухания экспоненты

Y — скважность

прерывистого воздействия

Ѵзем — угол встречи (угол скольжения) Уо — скважность осевого поля

А— превышение центра антенны над расчетной точкой

Лз — величина А, при которой можно считать объект защищенным

6і — уровень первого бокового лепестка, дБ; ба, ь — конкретно в плоскостях Ѳ или ф

е— диэлектрическая постоянная; угол места антенны

£з— угол места, при котором можно считать объект защищенным

Ѳ,

11 — к. п.

д. антенно-фидерного

тракта

 

и

ф — угол

между электрической

осью

антенны

 

 

направлением

на

и

МАЦ — расчетная точка

_

_

в вертикальной

горизонтальной

плоско-

стях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

ф — угол

между

электрической

осью

антенны

 

 

и направлением

центр

апертуры — расчет­

 

 

ная точка в вертикальной и горизонтальной

 

 

плоскостях

 

 

диаграммы антенны

по

 

Ѳо,5 — половина ширины

 

 

уровню —3 дБ

в

вертикальной

плоскости

 

 

(для

круглых

антенн

в любой

плоскости)

 

=

0>5/ By

 

 

 

 

 

 

 

 

7