Дипломная работа: Система контроля доступа мобильных пользователей на основе технологии Bluetooth

Для ЭМП в диапазоне частот до 300 МГц электрические и магнитные составляющие оцениваются раздельно в единицах напряженности: вольт на метр (В/м) и ампер на метр (А/м). Для ЭМП в диапазоне частот свыше 300 МГц используется единица плотности потока энергии (ППЭ), выражаемая количеством энергии, проходящей через 1 м2 поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения энергии, в 1 с — 1 Вт/м2. Между ППЭ (мкВт/см2) и напряженностью электрического поля (В/м) или магнитного поля (А/м) существует зависимость:

( 7.1 )

где ППЭ — плотность  потока  энергии  излучения,  мкВт/см2;  Е — напряженность электрической составляющей, В/м; Н — напряженность магнитной составляющей, А/м.

Электромагнитные поля любого радиотехнического средства делят на ближнюю зону (индукции), или зону Френеля, промежуточную (интерференции) и дальнюю (волновую) или зону Фраунгофера. Ближайшая зона имеет радиус, равный примерно 1/6 длины волны от излучателя, а дальняя — начинается с расстояния от излучателя, равного примерно 6 длинам волн, и характеризуется окончательно сформированной диаграммой направленности антенны. В ближней зоне электрические и магнитные составляющие смещены по фазе на 90° (чередование максимумов и минимумов) и отличаются друг от друга по уровням в десятки и более раз. В дальней зоне обе составляющие ЭМП совпадают по фазе и находятся в прямой зависимости между собой. В этой зоне напряженность магнитной составляющей обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника, а электрической — обратно пропорциональна расстоянию, но в 3-й степени.

Режим работы РТС может быть постоянным или прерывистым. Постоянный режим облучения обеспечивается работой антенн с частотой вращения или сканирования антенн не более 1 Гц и скважностью более 50, а прерывистые — с частотой вращения или сканирования — более 1 Гц и скважностью менее 50.

Суммарная величина электромагнитных излучений в области частот 300 МГц — 300 ГГц при непрерывном режиме работы станции складывается из значений энергетических нагрузок от каждой из них, а при прерывистом — определяется по величине излучения от станции, дающей наибольшую энергетическую нагрузку.

6.2 Характеристика ЭМИ на судах

Интенсивность электромагнитных излучений на судах зависит от многих причин, которые определяются как параметрами радиотехнических устройств, так и режимами их работы. Основное значение при этом имеют мощность излучения, коэффициент усиления и диаграмма направленности антенн, частота электромагнитных колебаний.

Развитие судовых радиотехнических устройств идет прежде всего по пути увеличения их мощности. Очевидно, что чем больше мощность радиотехнических средств, тем выше уровни электромагнитных излучений, которые распределяются в соответствии с диаграммой направленности. С уменьшением ширины лепестка, т. е. с увеличением коэффициента усиления антенны, уровень электромагнитных излучений возрастает. Гигиеническое значение имеет интенсивность излучений не только в основном, но и в боковых и даже задних лепестках.

Степень облучения членов экипажей судов во многом определяется режимом работы радиолокационных станций: постоянным или прерывистым (круговой обзор, сканирование). Перемещающиеся в пространстве диаграммы направленности антенн (по горизонтали или по вертикали) создают прерывистое излучение, при котором интенсивность электромагнитного излучения изменяется от нуля до очень значительных величин, определяемых моментом прохождения через облучаемую точку максимума основного лепестка.

Существенное значение имеют места расположения антенн на судах, т. е. их общая архитектура. Надстройки, трубы, мачты, находящиеся между антеннами и местами пребывания членов экипажей, обладают экранирующим действием и создают зоны «радиотени». Интенсивность излучения зависит от высоты расположения антенн, в связи с этим, чем выше они размещены, тем меньше уровень электромагнитного излучения на палубах и надстройках. Однако следует иметь в виду, что открытые палубы и надстройки судов являются по существу антенными полями радиотехнических средств, в связи с этим антенны устанавливают на достаточной высоте, что в определенной мере обеспечивает относительную безопасность пребывания людей на открытых участках палубы и на надстройках. Однако в носовой и кормовой оконечностях судов ППЭ может возрастать от десятков и сотен до тысяч мкВт/см2.

Увеличение интенсивности ЭМИ любого диапазона может возникать вследствие его отражения от различных предметов, установленных на палубах и надстройках, в том числе неметаллических. Интенсивность вторичного излучения будет тем больше, чем выше электрическая проводимость отражающих предметов. Поэтому наличие на палубах большого количества надстроек может обусловливать образование местных электромагнитных полей.

На судовых операторов радиотехнических средств кроме электромагнитных излучений в некоторых случаях неблагоприятное воздействие может оказывать и ряд других факторов окружающей среды, среди которых наиболее значимым является мягкое рентгеновское излучение. Оно появляется в случаях, когда анодное напряжение на электровакуумных приборах (кенотроны, клистроны, модуляторные лампы) выше 10 кВ. Рентгеновское излучение оценивается мощностью экспозиционной дозы, т. е. энергией квантового излучения, преобразованной в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы образцового вещества (воздух), отнесенной к единице времени. Конструктивное исполнение современной радиотехнической аппаратуры предусматривает эффективное экранирование от этого опасного вида излучения, но в период проведения профилактических осмотров и ремонтных работ возможно нарушение экранных мероприятий. К другим неблагоприятным сопутствующим факторам окружающей среды на рабочих местах операторов следует отнетсти измененный химический состав воздуха, высокие температуры воздуха, повышение уровня шума. Следует отметить, что на современных судах перечисленные факторы окружающей среды в настоящее время имеют ограниченное значение.

Эксплуатация радиопередающих устройств на отечественных судах сопровождается образованием электромагнитных полей с напряженностью по электрической составляющей до нескольких сотен В/м. Мощность радиолокационных станций (типа «Дон», «Нептун», «Океан») составляет от 20 до 100 кВт в импульсе. Интенсивность излучений на открытых участках палуб зависит от многих факторов и в ряде случаев достигает десятков мкВт/см2. Замеры интенсивностей излучений от судовых радиопередатчиков «Бриг», «Муссон» показали, что напряженность ЭМП на высоте 1,8 м от палубы в 0,5 м от работающей штыревой антенны составляет от 20—90 В/м до 1500 В/м. Это свидетельствует о влиянии ЭМИ на членов экипажей, находящихся на палубах в зонах излучающих антенн. СВЧ-излучения на рабочих местах операторов практически не определяются, однако в отдельных случаях наблюдается «паразитное» излучение, составляющее единицы мкВт/см2.

6.3 Воздействие ЭМИ на организм

Электромагнитному облучению могут подвергаться все тело (общее облучение) или отдельные его части (локальное облучение). Эффект биологического действия электромагнитного облучения зависит от длины волны, продолжительности и интенсивности воздействия, площади облучаемой поверхности, анатомического строения облучаемых органов, общего состояния здоровья человека. При этом характерны явления отражения, проведения и поглощения энергии. С гигиенической точки зрения важно знать количество энергии, поглощенной отдельными тканями или всем организмом за единицу времени. Энергия, поглощенная единицей объема за единицу времени, служит основой дозиметрической оценки, выражаемой в Вт/кг.

Воздействие мощных электромагнитных полей на человека приводит к определенным сдвигам в нервно-психической и физиологической деятельности, однако как предполагают, «многоступенчатая» система защиты организма от вредных сигналов, осуществляемая на всех уровнях от молекулярного до системного, в значительной степени снижает вредность действия «случайных» для организма потоков информации. Поэтому, если и наблюдается определенная реакция на эти поля, то здесь нужно говорить скорее о, физиологическом в общем смысле, чем о патологическом аспекте воздействия электромагнитной энергии. Несмотря на то, что нетепловые, или специфические эффекты воздействия радиоволн открыты относительно давно, определяющим для нормирования опасности работы в условиях воздействия ЭМП во многих странах пока принята степень их теплового воздействия.

Для выяснения биофизики теплового действия СВЧ на живые организмы рассмотрим кратко факторы, определяющие нагрев тканей при облучении их ЭМП.

Существование потерь на токи проводимости и смещения в тканях организма приводит к образованию тепла при облучении. Количество тепла выделяемое в единицу времени веществом со среднем удельным сопротивлением при воздействии на него раздельно электрической и магнитной составляющих на частоте f определяются следующими зависимостями:

( 7.2 )

Доля потерь в общей величине поглощенной теплом энергии возрастает с частотой.

Наличие отражения на границе «воздух-ткань» приводит к уменьшению теплового эффекта на всех частотах приблизительно одинаково.

Коэффициент отражения К0 от границ между тканями при различных частотах приведен в таблице.

Таблица 7.2

С учетом К0 плотность мощности, поглощаемая телом, будет равна:

( 7.3 )

где П - плотность потока мощности.

Глубина проникновения энергии СВЧ в глубь тканей зависит от резистивных и диэлектрических свойств ткани и от частоты.

Глубина проникновения энергии СВЧ в различные ткани при изменении поля в е раз в долях длины волн приведена в таблице 7.3.

Таблица 7.3

Соизмеримость размеров тела с длинной волны приводит к появлению существенной частотной зависимости взаимодействия поля с телом. Эффект облучения тела человека сильно зависит от поляризации и ракурса освещения его радиоволнами CВЧ.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8