ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АНТЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

February 16, 2013 by admin Комментировать »

Гурло Ю. Е., Гусинский А. В., Вельский А. Я., Кострикин А. М. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники г. Минск, 220013, Респудлика Беларусь тел.: +375-17-2398496, e-mail: gusin@cit.org.by, web site: http://www.mwmlab.com

Аннотация – Приведены основные принципы измерения плотности потока мощности при антенных измерениях, указаны меры по ослаблению мощности, которые необходимо учитывать при оценке мощности излучения. Разработана остронаправленная антенна с диэлектрической линзой в диапазоне 25,86 – 37,5 ГГц с узкой диаграммой направленности.

I.                                       Введение

При проведении антенных измерений большая часть энергии электромагнитного поля направлена вдоль основного лепестка диаграммы направленности, однако некоторая часть рассеивается в окружающем пространстве. Электромагнитные поля невидимы и действие их не обнаруживается органами чувств, что нередко порождает пренебрежительное отношение работающих к опасности электромагнитного облучения, недооценку его вредного воздействия на организм. Источниками СВЧ излучений являются генераторы качающейся частоты, гетеродины радиоприемных устройств, СВЧ-датчики различного назначения, устройства мобильной связи, РЛС и ряд других.

II.                              Основная часть

На основе результатов исследований воздействия электромагнитных полей радиочастот выявлена степень опасности полей различных диапазонов частот, установлена количественная связь этого взаимодействия с такими параметрами полей, как напряженность или плотность потока мощности (ППМ), а также длительность облучения [1].

Для того чтобы выявить наиболее опасные значения плотности потока мощности и согласно этому принимать меры защиты, измерения нужно производить при максимальной рабочей мощности излучения установки. В том же случае, когда включение установки на максимальную мощность может привести к переоблучению людей, производящих измерения, эти измерения нужно производить при уменьшенной в необходимое число раз мощности с последующим умножением измеряемой ППМ на это число. Во всех случаях антенна измерителя мощности должна размещаться от передающей антенны на расстоянии ги, определяется по формуле

где Р – средняя по времени мощность передатчика, Вт; Gn – коэффициент усиления передающей антенны в данном направлении в относительных единицах.

На таком расстоянии от передающей антенны ППМ не превышает 100 мкВт/см (предельно допустимая ППМ при работе с излучением до 2 ч за рабочий день). Формула (1) справедлива только при условии

где D -максимальный размер раскрыва антенны.

С помощью поворотного устройства антенна прибора ориентируется на максимум излучения. Зашкаливание индикатора при грубом разбалансе свидетельствует о недопустимой перегрузке термистора. В этом случае дезориентацией приемной антенны или уменьшением мощности излучения снижается уровень измеряемой мощности, либо выключается излучающая аппаратура, откпючается или закрывается заглушкой приемная антенна. Затем при выключенной излучающей аппаратуре принимаются меры по ослаблению мощности, поступающей на термистор, путем вкпючения в фидерную линию аттенюаторов или замены антенны прибора антенной с меньшей действующей площадью. После этого вновь производиться настройка на максимум излучения.

Плотность потока мощности определяется по формуле:

I

где I – искомая плотность потока мощности, мкВт/см^, Р1 и Р2 – мощности, определенные при измерениях в Е и Н плоскости соответственно, мкВт; Зд – действующая площадь антенны прибора, см^; η

–  к. п. д. темисторной головки прибора; η – число, показывающее, во сколько раз мощность установки стала меньше ее максимальной рабочей мощности после соответствующего его уменьшения или применения аттенюатора.

При измерении ППМ с помощью термисторной головки можно зарегистрировать достаточно высокий его уровень, близкий или ненамного ниже предельного.

Для регистрации очень низких уровней ППМ необходимо использовать более высокочувствительные приборы: либо измерительный приемник или высокочувствительный анализатор спектра [2].

37,5   Также на электромагнитную безопасность влияют также и параметры антенны. В испытательной лаборатории аппаратуры и устройств СВЧ БГУИР была разработана и испытана остронаправленная антенна с диэлектрической линзой в диапазоне 25,86 ГГц (рис.1), параметры которой приведены ниже.

Максимальная толщина линзы определяется из выражения:

)

где f-фокусное расстояние; D-диаметр линзы; η – относительный коэффициент преломления.

Длина конического рупора »R» должна удовлетворять условию:

I

где λ – длина волны источника колебаний.

Для конического рупора максимальный КНД:

)

где Dp – диаметр раскрыва рупора.

Рис. 1. Схематическое изображение рупорной антенны с диэлектрической линзой.

Fig. 1. Diagrammatic representation of horn antenna with a dielectric lens

Максимальный угол раскрыва Qo (рис.1) определяется условием:

)

Радиус-вектор, описывающий профиль:

)

Минимальное расстояние от фокуса до центра линзы:

)

По приведенным выражениям рассчитан профиль рупорной антенны с диэлектрической линзой.

Испытания антенны в Е и Н плоскостях на частотах 25, 30 и 37 ГГц показали, что антенна имеет более узкую диаграмму направленности, чем другие антенны этого же диапазона. Такая диаграмма уменьшает зону опасного излучения. На рис.2 представлена диаграмма направленности в Н плоскости.

III.                                  Заключение

1.         Приведены меры по ослаблению мощности во время измерения плотности потока мощности при антенных измерениях, которые необходимо учитывать при оценке мощности опасного излучения.

37,5     Представлена остронаправленная антенна с диэлектрической линзой в диапазоне 25,86 ГГц с узкой диаграммой направленности, которая позволяет значительно уменьшить плотность потока мощности боковых лепестков.

Рис. 2. Диаграмма направленности антенны в Н- плоскости.

dB                                                                                                                             Anter>na pattem (azimucti

[1 ] Олешкевич Л. A., Л. M. Бондаренко, С. М. Соколов и др. Электромагнитные поля радиоволн. Уч.-метод. Разработка для студентов. Мн.: МГМИ, 1993. – 31 с.

[2] Гурло Ю. £., ДзисякА. Б., Вельский А. Я., Г/синский А. В., Кострикин А. М. Антенные измерения мощности индустриальных радиопомех с использованием анализатора спектра 0,01 ГГц-178,40ГГц./-В кн.: 14-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2004). Материалы конф. [Севастополь, 13-17 сент. 2004 г.]. – Севастополь: Вебер, 2004, с. 645-646.

PROVISION ELECTROMAGNETIC SAFETY AT REALIZATION THE ANTENNA MEASUREMENTS

Hurlo Y. E., Gusinskiy A. V., Belsky A. Y., Kostrikin A. M.

Belorusian State University of Informatics and Radioeiectronics Minsk, 220013, Republic of Belarus Ph.: +375-17-239-84-96,

e-mail: gusin@cit.org.by, http://www.mwmlab.com

Abstract – The main items of procedure for the antenna measurements of a radiated power are presented. The beamca antenna with dielectric lens over the range 25.86 – 37.5 GHz with a narrow directional diagram is developed.

I.                                         Introduction

At realization the antenna measurements a radiation zone appears, it is necessary to know a level of an electromagnetic radiation with the purpose of provision of safety operation conditions in its neighborhood.

II.                                        Main Part

On the basis of results research of affecting electromagnetic fields of radio frequencies a quantitative connection is established, it interacts with such parameters of fields, as intensity or power flux density, and also duration of radiation.

III.                                       Conclusion

1.         The measures are presented on power attenuation at the antenna measurements, which are necessary for considering at radiated power estimation.

2.         The beamca antenna with dielectric lens for 25.86 – 37.5 GHz range with a narrow directional diagram, which allows reducing power flux density considerably, is presented.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты