Файл: Лавриненко О.Ю. - Алгоритми та програмні засоби фільтрації і стиснення сигналів в ТКС.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.04.2019
Просмотров: 2718
Скачиваний: 3
86
випромінювання) і нервовими, психічними, серцево-судинними захворюваннями
людей, а також порушенням умовно-рефлекторної діяльності тварин.
2) Антропогенні випромінювання фактично охоплюють усі діапазони.
Розглянемо вплив радіохвильового-випромінювання, зокрема випромінювання ВЧ
та УВЧ діапазонів (діапазони 30 кГц—500 МГц). Можливості прямого опромінення
радіохвилями визначаються умовами їх розповсюдження, які залежать від довжини
хвилі.
На довгих хвилях (10—1 км) ЕМП створюється хвилею, яка огинає земну
поверхню та перешкоди, які на ній знаходяться (будинки, рослинність, нерівності
місцевості), і йде між земною поверхнею та нижньою межею іонізаційного шару
атмосфери. Вони майже не поглинаються ґрунтом. Сигнали потужних радіомовних
станцій в цьому діапазоні фактично у будь-який час доби вільно розповсюджуються
на далекі відстані.
Середні хвилі (1000—100 м) також достатньо добре огинають земну поверхню,
хоча при цьому відхиляються перешкодами, які мають розмір, більший від довжини
хвилі, та значно поглинаються ґрунтом. В зв'язку з цим віддаль розповсюдження
середніх хвиль становить близько 500 км, а для обслуговування великих територій
встановлюється мережа ретрансляційних станцій. В цьому діапазоні працюють
радіостанції на суднах та аеродромна радіослужба. Та головну екологічну небезпеку
створюють потужні радіомовні станції.
У діапазоні коротких хвиль (100 - 10 м) радіохвилі дуже сильно поглинаються
ґрунтом, але для розповсюдження на велику відстань використовується їх
віддзеркалення від земної поверхні та від іоносфери. В цьому діапазоні працюють
радіомовні станції та станції зв’язку. На ультракоротких хвилях (10—1 м), які дуже
поглинаються ґрунтом та майже не віддзеркалюються іоносферою, розповсюдження
сигналів відбувається практично лише в межах прямої видимості.
Для збільшення цієї зони використовують високо розміщені антени та
ретранслятори, причому ЕМП утворюється внаслідок інтерференції прямого та
віддзеркаленого променів. В цьому діапазоні працюють зв'язкові радіомовні та
телевізійні станції, розташовані, як правило, у місцях великої концентрації
87
населення.
На рис. 5.1 зображено спектр електромагнітного випромінювання:
Гамма
лучі
R
1-
390
нм
760-
540
мкм
Радіохвилі
СВЧ, УКВ, КВ, СВ, ДВ
УФВ
Видиме
світло
Інфрокр.
випром.
1
700
400
300
10
6
0
10
2
10
4
10
-2
10
-6
10
-10
10
-14
1
, м
Рис. 5.1. Спектр електромагнітного випромінювання.
5.2. Нормування електромагнітних випромінювань радіочастотного
діапазону
Джерелами електромагнітних випромінювань в радіотехнічних пристроях с
генератор, тракти передачі енергії від генератора до антени, антенні пристрої,
електромагніти в установках для термічної обробки матеріалів, конденсатори,
високочастотні трансформатори, фідерні лінії. При їх роботі в навколишнє
середовище поширюються ЕМП.
Встановлені правилами гранично допустимі рівні (ГДР) ЕМП поширюються на
діапазон частот 30 кГц— 300 ГГц (табл. 5.1).
Електромагнітне поле ВЧ і НВЧ, що несе з собою енергію, може самостійно
поширюватися в просторі без провідника електроструму зі швидкістю, близькою до
швидкості світла. Воно змінюється з цією ж, частотою, що і струм, який його
створив. Електромагнітне поле в 5-8 діапазонах частот оцінюється напруженістю
поля. Одиницею виміру напруженості поля для електричної складової є вольт на
метр (В/м). Поле у 9—11 діапазонах частот оцінюється поверхневою густиною
88
потоку енергії, (ГПЕ). Одиницею виміру ГПЕ є Ват на квадратний метр — (1 Вт/м
2
=
0, 1 мВт/см
2
= 100 мкВт/см
2
).
Таблиця 5.1
Поділ радіочастот на діапазони
Номер
діапаз
ону
Діапазон
частот
(виключаючи нижню,
включаючи верхню
межу)
Діапазон хвиль
(діапазон частот
виключаючи
нижню,
включаючи
верхню межу)
Відповідний
метричний
розподіл діапазонів
5
Від 30 до 300 кГц
Від 10
4
до 10
3
м
Кілометрові хвилі (низькі
частоти, НЧ)
6
Від 300 до 3000 кГц Від10
3
до10
2
м
Гектометрові хвилі (середні
частоти, СЧ)
7
Від 3 до 30 МГц
Від 10
2
до 10 м
Декаметрові хвилі (високі
частоти, ВЧ)
8
Від 30 до 300 МГц
Від 10 до 1 м
Метрові хвилі (дуже високі
частоти, ДВЧ)
9
Від 300 до 3000 МГц Від 1 до 0,1 м
Дециметрові
хвилі
(ультрависокі частоти, УВЧ)
10
Від 3 до 30 ГГц
Від 10 до 1 см
Сантиметрові
хвилі
(надвисокі частоти, НВЧ)
11
Від 30 до 300 ГГц
Від 1 до 0,1 см
Міліметрові
хвилі
(надзвичайно високі частоти,
НЗВЧ)
Коли дози електромагнітних випромінювань електромагнітних установок
радіочастот перевищують допустимі значення, виникають професійні захворювання.
Гранично допустимі рівні напруженості електричного поля (електрична
складова ЕМП) виражаються середньоквадратичним (ефективним) значенням, і
рівень ГПЕ, який виражається середнім значенням, визначається в залежності від
частоти (довжини) хвилі і режиму випромінювання за табл. 5.2.
ГДР, наведені в даній таблиці, не поширюються на радіозасоби телебачення, які
нормуються окремо.
89
Таблиця 5.2
Гранично допустимі рівні електромагнітних полів
(безперервне випромінювання, амплітудна або кутова модуляція)
№
діапаз
ону
Метричний розподіл
діапазонів
Частоти
Довжина
хвиль
ГДР
5
Кілометрові
хвилі
(низькі частоти, НЧ)
30—300 кГц
10—1км
25 В/м
6
Гептаметрові
хвилі
(середні частоти, СЧ)
0,3—3 МГц
1—0,1км 15 В/м
7
Декаметрові
хвилі
(високі частоти, ВЧ)
3—30 МГц
100—10 м 3lg λ/м*
8
Метрові хвилі (дуже
високі частоти, ДВЧ)
30—300 МГц 10-1 м
3 В/м
*Примітка. λ - довжина хвилі в метрах або ГДР - 7,43-3 lgf, де f – частота в МГц.
Контроль інтенсивності опромінення повинен проводитись не рідше 1 разу на
рік, а також при введенні в дію нових чи реконструйованих старих генераторних
установок і при зміні умов праці.
До характеристик хвиль, від яких залежить результат дії на організм належать:
1)
Частота (довжина хвилі λ=с/f);
2)
Інтенсивність хвилі – енергія, що падає на одиницю поверхні тіла за
одну секунду, а для низькочастотних полів – напруженість електричного поля Е і
магнітного поля Н.
В світовій практиці є два види норм, які встановлюють межу безпеки:
- Густина потоку потужності ГПП (мВт/см
2
);
- Потужність поглинутої дози (специфічна норма поглинання) SAR [Specific
Absorption Rates] (мВт/г).
Різниця між ними полягає в тому, що в першому випадку визначається
потужність, що падає на одиницю площі, а в другому – енергія, що поглинається в
одиниці маси за 1 секунду. При поглинанняі SAR (1 мВт/г) за 20 хвилин тканини
нагріваються на 1
0
С. Наприклад, для стільникових телефонів Європейські
організації рекомендують граничну норму SAR 2 мВт/г. У зв’язку з цим, наведемо
деякі дані інтенсивності випромінювання і деяких моделей телефонів (табл. 5.3).
90
Таблиця 5.3
Рівень інтенсивності випромінювання для деяких моделей телефонів
Фірма, тип
телефону
Motorola
(StarTac)
Sony
(CMD-Z1)
Nokia
(8110)
Ericsson
(GF788)
Philips
(Spark)
І, мкВт/см
2
48
22-55
75
109
136
SAR, мВт/г 0,33
0,41-0,88
0,73
0,91
1,05-1,06
Дані з таблиці 5.3 стосуються дещо застарілих моделей телефонів, проте вони
частково відображають і сучасну ситуацію серед мобільних пристроїв.
Так, як видно з таблиці 5.3, деякі зразки телефонів по інтенсивності
випромінювання значно перевищують гранично допустимий рівень, оскільки згідно
із санітарними нормами він становить в Україні 2,5 мкВт/см
2
. Тобто випромінювана
потужність на 1 см
2
більша допустимого значення для населення в 30-55 разів.
Слід враховувати, що в Україні постійні магнітні поля, а також змінні ЕМП на
частоті 50 Гц нормуються за магнітною (Н) та електричною (Е) складовими ЕМП.
Одиницею напруженості магнітного поля є ампер на метр (А/м), електричного поля
- вольт на метр (В/м).
Електромагнітні поля частотою 1 кГц - 300 МГц нормуються за інтенсивністю
та енергетичними навантаженнями електричних та магнітних полів, ураховуючи
час впливу. Одиницею напруженості електричного поля є В/м, магнітного поля -
А/м, енергетичне навантаження є добуток квадрата потужності ЕМП і часу його
впливу, виражається (В/м) х год для електричного поля та (А/м) х год - для
магнітного поля. Електромагнітне поле в діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц
нормується за інтенсивністю та енергетичним навантаженням щільності потоку
енергії (далі - ЩПЕ). Одиницею вимірювання ЩПЕ є Вт/кв. м (дробові
одиниці мВт/кв. см, мкВт/кв. см). Енергетичне навантаження - це добуток ЩПЕ
падаючого випромінювання і часу його впливу протягом робочої зміни в годинах
(год), виражається у Вт х год/кв. м (мВт х год/кв. см, мкВт х год/кв. см). У
разі імпульсно-модульованих випромінювань нормованим параметром, що
характеризує інтенсивність впливу ЕМП, є середнє значення ЩПЕ.