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

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

(и дозиметры), предназначенные для широкого круга научных, про­ изводственных и инспекторских работ. Эти приборы во многом по­ добны приборам контрольной группы, но имеют больший динамиче­ ский диапазон и лучшую точность; они не приспособлены для мас­ совых измерений. В настоящее время проведение некоторых подобных работ удается значительно упростить и даже автоматизировать. При­ мером универсального измерителя поля может служить комплект аппаратуры ПО-І, которую часто неверно используют для кон­ трольных работ.

4. Аппаратура узкоспециального назначения (например, для автоматического или полуавтоматического снятия вертикального раз­ реза поля антенн в целях прогнозирования биологической опасности в строящихся зданиях, на летательных объектах и т. п.). Аппаратура этой группы серийно не выпускается, и для подобных работ чаще всего применяют видоизмененные измерители второй или третьей групп.

Сегодня существует широкий ассортимент аппарату­ ры для измерения уровней радиоизлучений СВЧ, исполь­ зуемой при решении самых (различных задач (антенные измерения, служба радиоконтроля и т. п.), однако, как ни странно, достаточно освоенными можно считать только крайние участки диапазона интенсивностей: очень больших, порядка ІО-4 ... 10 Вт/см2, и очень малых, по­ рядка 1СИ8 ... 10-10 Вт/см2 и менее. Эти области обслу­ живаются аппаратурой, построенной на совершенно раз­ личных принципах (первые обычно используют тепловые методы детектирования, вторые—супергетеродинный прием). Соответственно реализуются разные точности (±50 ... 30% и ±4 .. 8 дБ соответственно) и инерцион­ ность (10~2... 10 и ІО-8... 10_6 с).

Приборы, предназначенные для защиты человека, за­ нимают промежуточное положение почти по всем показа­ телям, и этот диапазон интенсивностей, как оказывается, наименее всего освоен. Существующие приборы этой группы, как правило, используют тепловые методы де­ тектирования, поэтому для повышения реальной чувст­ вительности в них приходится примерять большие по размерам антенны «классического» типа, ограничиваю­ щие возможность измерений вблизи радиоотражающих поверхностей (внутри помещений, у шкафов с аппара­ турой и т. д.).

К недостаткам измерителей поля с тепловыми детек­ торами можно отнести и их высокую инерционность. Появление электронного сканирования в технике излу-

200

чающих антенн, повышение требований к скорости об­ следования облучаемое™ больших территорий ставит вопрос о снижении инерционности (времени установле­ ния показаний) измерителей до значений 10~6 ... ІО-4 с, которые известными тепловыми методами реализовать пока не удается.

Аппаратура, постепенно заполняющая существующий пробел, построена в основном на использовании мощных полупроводниковых диодов, малоинерадионных индика­ торов и к тому же обладает необходимыми показателя­ ми при малых габаритах и массе. Особо перспективны­ ми в этом отношении являются дозиметры СВЧ энергии, применяемые для массового индивидуального контроля.

Ниже мы вкратце рассмотрим основные принципы, используемые в радиометрии полей СВЧ, потенциально опасных для человека, функциональные и конструктив­ ные особенности приборов, а также основные правила их применения в технике измерений. Большое внимание в этой главе будет уделено описанию экспериментальных моделей приборов и приборов, которые нашли примене­ ние на предприятиях отдельных ведомств (например, типа ИП-3425, ИП-3445, все дозиметры, приборы разра­ ботки Института физических проблем АН СССР и т. д.). Такое внимание вполне оправдано, так как многие из них являются перспективными и в самое короткое время, очевидно, получат распространение.

В п. 1.2.2 мы коснулись вопроса об электромагнитной структуре полей, представляющих опасность для орга­ низма человека. Мы увидели, что поле ;в свободном про­ странстве на большом расстоянии от излучателя является бегущим и для его оценки достаточно измерить любой

ношения между этими параметрам« нарушаются, так что измерителями ППМ можно пользоваться с больши­ ми оговорками. Вблизи излучателей результаты измере­ ний ППМ можно применять только после соответствую­ щих пересчетов. В двух последних случаях наиболее пол­ ную оценку биологической опасности могут дать только измерения как Е, так и Я. Такие измерения техни­

201