Материал: Zadachnik_po_ekol_i_bzh2018

х = х min + 0,1(х max – х min) n,

где n изменяется от 0 до 10 с шагом 1.

Далее в соответствии с (5), рассчитывается зависимость Е= (х).

В расчетные формулы подставляются величины в единицах системы СИ.

56

Отчет должен содержать:

а) результаты расчетов (включая промежуточные); б) график зависимости Е= (х);

в) на графике указать ПДУ, для рассматриваемого диапазона длин волн; г) по результатам расчета сделать выводы и ответить на контрольные во-

просы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какими параметрами характеризуются поля УВЧ-диапазона?

2.Особенности влияния полей УВЧ-диапазона на биологические объекты?

3.В каких сферах человеческой деятельности нашли наибольшее применение поля УВЧ-диапазона?

4.Защита от полей УВЧ-диапазона.

Литература: [1; 2; 7].

Задача № 13

РАСЧЕТ ППМ СВЧ-ДИАПАЗОНА Расчет ППМ в направлении максимального излучения (по оси горизонталь-

ной диаграммы направленности) производится по формуле:

здесь ППМо - плотность потока мощности без учета отражения и поглощения;

F - множитель ослабления, учитывающий отражение волн от поверхности земли;

к1 - коэффициент, учитывающий импульсный характер излучения (коэффициент заполнения);

к2 - коэффициент, учитывающий диаграмму направленности антенны в вертикальной плоскости, угол излучения и высоту установки антенны.

Значение ППМо определяется по формуле:

Здесь Р - мощность передатчика, Вт, с - коэффициент использования антенны, который в большинстве случаев

имеет значения : 0,6-0,8; S - апертура антенны, м2;

d - расстояние до точки, в которой определяется ППМ, м;- длина волны, м.

57

Значение множителя ослабления при ровной поверхности трассы и при расстоянии d<<5,1 h1 h2/ условно составляет F=1,6, где h1высота антенны; h2 – высота точки, в которой определяется ППМ, м.

При d 6,0 h1 h2/ - множитель ослабления F = 1. На расстояниях в диапазоне 6,0 h1 h2/ >d>5,1 h1 h2/ - значения множителя ослабления различны

– таблица 13.1

при этом - угол, при котором излучается энергия, знак « + », если излучение в верхнюю полусферу, « - » - излучение в нижнюю полусферу. А в случае излучения вдоль горизонтальной плоскости

= 0; = 1

58

Рис. 13.1 Часть диаграммы направленности в вертикальной плоскости антенны радиолокатора, в масштабе удобном для расчета.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ППМ СВЧ-ДИАПАЗОНА

Радиолокатор кругового обзора имеет две антенны, на нижнюю подается мощность РH = 3,5 МВт, на верхнюю антенну – РН = 1,8 МВт. Рабочая частота 0 = 3 ГГц, длина волны = 10 см. Частота повторения импульсов = 375 имп /с, длительность импульсов = 1,5 мкс. Частота вращения радиолокатора во время обзора – 3 об/мин. Площадь каждой антенны S = 9,7 3 м2, высота подвеса антенны h1 = 10 м, коэффициент использования антенны с = 0,8, угол излучения нижней антенны = 1 град, верхней антенны = 11,5 град.

Необходимо определить ППМ на высоте h2 = 1,5 м, при расстояниях: d1 = 100 м, d2 = 500 м, d3 = 800 м, d4 = 1000 м, d5 = 5000 м.

Энергия, излучаемая верхней антенной, не представляет биологической опасности. Поэтому расчет проведем для нижней антенны.

Используя формулу (2), находим ППМ0:

d1 = 100 м, ППМ0 = 100 3500000 29,1 0,8/(1002 0,12) = 8148000 мкВт/см2;

59

d2 = 500 м, ППМ0 = 326000мкВт/см2; d3 = 800 м, ППМ0 = 1270000мкВт/см2; d4 = 1000 м, ППМ0 = 814800мкВт/см2; d5 = 5000 м, ППМ0 = 32600мкВт/см2;

Находим множитель ослабления F: при d1=100 м, F=1,6; d2=500 м, F=1,6. Далее используем таблицу 13.1, находим:

d3 = 800 м, F = 1,4; d4 = 1000 м, F = 1,0; d5 = 5000 м, F = 1,0.

Коэффициент к1 определяем из соотношения: к1 = = 56,25 10-5. Коэффициент к2 находим по диаграмме направленности антенны - рис.

13.1, предварительно определив tg 1 = (h1 - h2) /d, откуда 1 = аrctg (h1h2) /d,

тогда = 1- , таким образом, для d1=100 м имеем 1 = 4 град.50 мин., = 1

град., = 3 град.50 мин. - находим из рис. 13.1 - к2 = 0,00007; при d2=500 м, к2=0,032; dЗ=800м, к2=0,035; d4=1000м, к2=0,035; d5=5000м, к2=0,035.

Находим ППМ по формуле (I):

При d1:ППМ=ППМо Р к1 к2=814800001 0,6 0,00056 0,00007=5,1 мкВт/см2; d2: ППМ = 94 мкВт/см2;

dЗ: ППМ = 36 мкВт/см2; d4: ППМ = 16 мкВт/см2; d5: ППМ = 0,64 мкВт/см2.

Сравниваем результаты со стандартом, строим график и делаем выводы.

60