Инженерные методы защиты окружающей среды по курсу "Охрана труда и окружающей среды" для студентов всех радиотехнических специальностей (стр. 11 )

Предельно допустимую ППЭ СВЧ диапазона 300 МГц - 300 ГГц устанавливают, исходя из допустимого значения энергетической нагрузки на организм (W) и времени пребывания в зоне облучения (Т). Во всех случаях она не должна превышать 10 Вт/м2 (1000 мкВт/см2), а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в рабочих помещениях (выше 28°С) - I Вт/м2 (100 мкВт/см2).

Предельно допустимую ППЭ вычисляют по формуле:

ППЭ=W/T, (3.1)

где ППЭ - предельно допустимая плотность потока энергии, Вт/м2 (мкВт/см2);

W - нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм, равное: 2 (200 )

- для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн: 20 (2000 )

- для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн;

Т - время пребывания персонала в зоне облучения, ч.

Уровень электромагнитной энергии в населенных местах не должен превышать предельно допустимых величин, приведенных в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Допустимые уровни электромагнитной энергии в населенных

местах (СИ № 000-78)

Радиоволны	Границы диапазона (частота, длина волны)	Предельно допустимые величины электромагнитной энергии на территории жилой застройки
Длинные	30-300 кГц (10-1 км)	20 В/м
Средние	0,3-3 МГц (1-0,1 км)	10 В/м
Короткие	3-30 МГц (100-10 м)	4 В/м
Ультракороткие	30-300 МГц (10-1 м)	4 В/м
Микроволны (круглосуточное облучение)	300МГц-300 ГГц (1м-1 км)	5 В/м

Примечание. Диапазоны радиоволн, приведенные в табл. 3.1, включают наименьшую длину волны и исключают наибольшую. Только для вращающихся и сканирующих антенн с частотой не более 0,5 Гц при условии, что:

а) время облучения с однопорядковой интенсивностью не превышает 1/10 периода вращения или сканирования;

б) отношение максимальной величины энергии к минимальной в сравниваемых интервалах времени не менее десяти.

Гигиеническая оценка ЭМП заключается в сравнении допустимых уровней энергетических параметров поля с фактическими, полученными методами расчета или измерения. В результате такого сравнения получают величину необходимого ослабления ЭМП.

Расчетный путь определения энергетических параметров ЭМП в отличие от измерительного позволяет не только оценить интенсивность существующего поля, но и прогнозировать ожидаемую интенсивность ЭМП проектируемых радиотехнических средств или электромагнитную обстановку в проектируемом жилом районе вблизи источников электромагнитных излучений. Поэтому расчетный метод может служить основанием для разработки предварительных мер защиты персонала. Этот метод является более простым по сравнению с инструментальным, однако из-за значительного влияния многих трудноучитываемых факторов точность его снижается.

3.3. Расчет плотности потока энергии на территориях,

прилегающих к РЛС

Среди искусственных источников ЭМП, создающих надфоновые уровни излучений, значительно возрастает роль источников СВЧ-и УВЧ-диапазонов. Так, для обеспечения безопасности воздушного движения в гражданской авиации применяются мощные обзорные, диспетчерские посадочные и другие радиолокационные станции. Радиолокаторы получили также широкое применение в метеорологии и других областях. В условиях постоянного увеличения мощности и количества РЛС в настоящее время они являются основным источником ЭМП сверхвысоких частот в населенных местах. Кроме того, интенсивная застройка районов, прилегающих к территориям аэропортов, метеорологических станций и других объектов, рост этажности застройки ведут как к увеличению количества населения, подвергающегося воздействию значительных уровней полей, так и постоянному увеличению интенсивности электромагнитного облучения в жилой застройке. Поэтому особенно важным представляется освоить методику расчета ожидаемых уровней и оценки электромагнитной обстановки на территории жилой застройки, прилегающей к радиолокационным комплексам различного назначения.

Электромагнитное поле, создаваемое РЛС, формируется в виде луча или лепестка игольчатой формы, называемой диаграммой направленности. Диаграммы направленности показывают распределение плотности энергии в зависимости от расстояния. На рис. 3.1 представлены диаграммы направленности по мощности в вертикальной П(Ө) и горизонтальной П(φ) плоскостях. Углы в вертикальной (Ө) и горизонтальной (φ) плоскостях определяют направление относительно оптической оси антенны, а расстояние от центра диаграммы до ее кривой - величину ППЭ(П), излучаемой в этом исправлении.

Рис. 3.1. График зависимостей П(Ө) и П(φ)

В гигиенической практике пользуются нормированными диаграммами направленности по максимальному значению мощности. Нормированные диаграммы направленности по мощности в вертикальной плоскости выражают зависимостями (рис. 3.2):

Рис. 3.2. Нормированная диаграмма направленности антенны по мощности в вертикальной плоскости

, (3.2); , (3.3)

Количественным выражением направленности антенны является ширина диаграммы направленности на уровне половинной мощности (2Ө0,5).

Расчет ППЭ, ожидаемого в местах предполагаемого строительства и размещения РДС, а также на территориях, прилегающих к действующим РЛС, производится с учетом технико-эксплуатационных характеристик РЛС и топографических особенностей рельефа местности.

, , (3.4)

где Рср - средняя мощность излучения, Вт; Рср = Рu * ; Рu - импульсная мощность;

- длительность импульса;

Tn - период посылки импульса;

g - коэффициент усиления антенны;

ф3 - множитель, учитывающий влияние земли (1, 1-1,6);

Ө - угол между направлением максимума излучения диаграммы направленности и направлением на объект облучения (рис. 3.3).

Рис. 3.3. К расчету ППЭ(П)

Угол Ө определяется как сумма Ө= Δ+ Е0, где Δ – угол облучения, определяемый из отношения

(ħ/r),

который следует брать со знаком плюс, если направление в точку облучения оказывается ниже линии горизонта, и минус – если выше. ħ – превышение антенны источника ЭМП над точкой облучения, определяемое из соотношения

ħ = ha – H

ha - высота установки антенны источника поля над уровнем земли,

H - высота точки облучения над уровнем земли.

В связи с тем, что источник излучения и контрольная точка (объект облучения) могут находиться на различных уровнях земли (рис. 3.4), при определении превышения необходимо учитывать понижение (hпон) или повышение (hпов) расположения контрольной точки (объекта) по отношению к расположению антенны излучения

.

Рис. 3.4. К определению превышения

Значения повышения или понижения определяются с помощью теодолитов или других аналогичных приборов. С учетом этих значений превышение определяется по следующим выражениям:

ħ = ha - hпов - Н;

ħ = ha + hпон - Н;

Таким образом, зная превышение ħ, рассчитывают угол облучения Δ, а по известной величине Е0 находят угол Ө и его нормированную величину Ө/Ө0,5.

Затем по графику (рис. 3.5) определяют значение F2(Ө/Ө0,5), которое подставляют в формулу 2.1 как величину F2(Ө)/

Для прогнозирования и определения существующей электромагнитной обстановки в районе планируемого размещения РЛС или действующего объекта могут использоваться заранее построенные, так называемые вертикальные диаграммы излучений, которые представляют собой совокупность кривых в вертикальной плоскости, каждая из которых имеет постоянное значение ППЭ, построенных в прямоугольной системе координат r и ħ.

Рис. 3.5. График зависимости F2 (Ө/ Ө0,5)

Начало этой системы координат соответствует месту положения антенны, а ось r располагается горизонтально в направлении излучения антенны. Кроме кривых равных плотностей на график вертикальной диаграммы излучения наносятся линии максимального излучения антенны по углу места (E0). Таким образом, зная расстояние до контрольной точки (Объекта облучения), превышение и угол места, по вертикальной диаграмме излучения можно определить, какой интенсивности электромагнитного облучения подвергаются жители данного района, санитарно-защитную зону источника ЭМП, необходимое удаление жилой зоны от расположений передатчика РЛС и предельную этажность строительства проектируемой застройки в районе РЛС.