"определение плотности потока энергии электромагнитного поля в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 300 мгц - 300 ггц. методические указания. мук 4.3.1167-02" (утв. главным государственным санитарным врачом рф 07.10.2002)

1
плоскости ZOX пси = 60°.
2
Определить значение ППЭ в точке М с координатами R = 48,6 м, ТЭТА = 5°.
Решение
1. Определяются значения обобщенных координат по формулам
(3.14): u = 24,64, х = 0,1, u = 4,56, х = 2,92.
1 1 2 2
2. По таблице П3.1 находятся значения гарантированных
огибающих, следует учесть, что данные таблицы приведены для
функции 20lg(F(u, х)):
F(u , х ) = -29,2, F(u , х ) = -15,6.
1 1 2 2
3. Значение КНД облучателя рассчитывается по формуле (3.15), при этом частные значения КНД находятся по графику рис. П1.2:
D = 3,09 дБ, D = 8,96 дБ, D = 6,03 дБ.
1 2
4. Функции вида 10lg(В(х) / х) находятся по графикам рис. П3.1 (следует учесть, что графики построены для функции 20lg(В(х) / х)):
10lg(В(х ) / х ) = 6,5 дБ, 10lg(В(х ) / х ) = -4,65 дБ.
1 1 2 2
5. Подстановка исходных и найденных значений в формулу (3.13) дает апертурную составляющую ППЭ:
П = 2,38 дБ, П = 1,73 мкВт/кв. см.
а а
6. Подстановка исходных данных и найденного значения КНД в формулу (3.3) позволяет найти составляющую ППЭ от облучателя:
П = -5,68 дБ, П = 0,2704 мкВт/кв. см.
обл обл
7. Суммарное значение ППЭ в точке М:
П = 2,0 мкВт/кв. см.
Пример 3
Исходные данные и постановка задачи
Антенна в виде вырезки из параболоида вращения (рис. П3.3 - не приводится) имеет квадратную апертуру со стороной квадрата 5 м. Угол раскрыва антенны пси = 160°, рабочая частота 6 ГГц, мощность 100 Вт.
Определить значение ППЭ в точке М, имеющей координаты Х = 5 м, Y = 0, Z = -1 м.
Решение
1. Определяется значение диаметра эквивалентной круглой апертуры по формуле (3.11):
d = 5,642 м.
э
2. Исходя из геометрии задачи определяются значения:
R = 15,033, ТЭТА = 93,8°.
3. По алгоритму рис. П1.3 устанавливается принадлежность точки М к области II-а, где учитываются одна составляющая ППЭ - дифракционная.
4. Дифракционная составляющая ППЭ рассчитывается по формуле (2.41):
-6
П = 4,43 х 10 мкВт/кв. см.
диф
При этом:
-3 -3
D = 1,613 х 10 - i1,609 х 10 (формулы (2.28)...(2.32)),
2
Е = 48,166 (формула (2.36)),
0
-3 -3
Е = -1,017 х 10 - i3,959 х 10 (формула (2.41)).
ТЭТА
5. Суммарная ППЭ в расчетной точке:
-6
П = 4,43 х 10 мкВт/кв. см.


Приложение 4
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ППЭ ВБЛИЗИ АНТЕНН ТИПА ПАРАБОЛИЧЕСКИЙ
ЦИЛИНДР И РУПОРНЫХ АНТЕНН
Пример 1. Антенна типа параболический цилиндр
Исходные данные и постановка задачи
Конструкция антенны показана на рис. 4.1. Размеры апертуры а = 0,45 м, b = 0,15 м. Длина излучателя L = 0,3 м. Мощность излучения 100 Вт, частота 10000 МГц, КНД антенны 27 дБ.
Определить значение ППЭ в точке М с координатами R = 10 м, ТЭТА = 10°.
Решение
1. Определяются значения обобщенных координат по формулам
(3.14): х = 0,741, u = 8,183, х = 6,667, u = 0,909.
1 1 2 2
2. Нормированные характеристики направленности в обобщенных координатах u, х рассчитываются по формулам (3.2) и (3.3). Результаты расчетов приведены на рис. П4.1 и П4.2 (не приводятся).
3. Значения огибающих функций определяются либо непосредственно по рис. П3.1 и П3.2, либо, как это сделано ниже, по данным табл. П.3.1 (следует учесть, что данные таблицы приведены для функции 20F(u, х)):
F(u , х ) = -10,5 дБ, F(u , х ) = -1,3 дБ.
1 1 2 2
4. Значение КНД облучателя рассчитывается по формуле (4.1):
Si(kL) = 1,554, D = 20,4.
р
5. Находятся функции вида 10lg(В(х) / х) по графикам рис. П3.1 (следует учесть, что графики построены для функции 20lg(В(х) / х)):
10lg(В(х ) / х )) = 6,3 дБ, 10lg(В(х ) / х ) = -8,24 дБ.
1 1 2 2
6. Рассчитывается значение апертурной составляющей ППЭ по формуле (3.13):
П = 16,6 мкВт/кв. см.
а
7. Считая облучатель синфазной нитью с равномерным возбуждением, определяется его характеристика направленности облучателя:
¦ пи L sin ТЭТА ¦
¦sin (-------------)¦
¦ лямбда ¦
F (ТЭТА) = ¦-------------------¦ = 0,136.
обл ¦ пи L sin ТЭТА ¦
¦ ------------- ¦
¦ лямбда ¦
8. Подстановка исходных данных и найденного значения КНД в формулу (2.4) позволяет найти составляющую ППЭ от облучателя:
П = 3 мкВт/кв. см.
обл
Суммарное значение ППЭ в точке М: П = 19,6 мкВт/кв. см.
Пример 2
Исходные данные и постановка задачи
Пирамидальный рупор, имеющий геометрические размеры (рис. 4.2)
а = 28,5 см, b = 23,24 см, L = 90 см, возбуждается волной Н на
10
частоте f = 10000 МГц. Подводимая мощность Р = 100 Вт. Определить
ППЭ в точке М с координатами R = 10 м, ТЭТА = 10°.
Решение
По формулам (4.4)...(4.6) находим:
f(10°) = 1,236, max f(ТЭТА = 0) = 3,5762.
По формулам (4.7)...(4.9) находим:
f(10°) = 0,713, mах f(ТЭТА = 0) = 2,779.
По формуле (4.3) определяем F(ТЭТА, фи) = 0,08868.
Значение КНД рупора определяем по формулам (4.10) и (4.11):
D = 475.
р
Искомое значение ППЭ находим по формуле (4.2):
П = 0,2984 Вт/кв. м = 29,84 мкВт/кв. см.
Пример 3
Исходные данные и постановка задачи
Конический рупор, имеющий геометрические размеры (рис. 4.3) r = 15 см, L = 45 см, возбуждается на частоте f = 10000 МГц. Подводимая мощность Р = 100 Вт. Определить ППЭ в точке М с координатами R = 9 м, ТЭТА = 10°.
Решение
По формулам (4.13...4.19) находим:
2
q = 0,7158 + 0,1115i, q = 5,8658 х 10 - 0,9488i,
1 2
f(ТЭТА = 10°) = 0,6957, max f(ТЭТА) = 0,8622,
F(ТЭТА) = 0,6511.
Значение КНД рупора определяем по формуле (4.20): D = 500.
р
Искомое значение ППЭ находим по формуле (4.2):
П = 31,9811 Вт/кв. м = 3198,11 мкВт/кв. см.


Приложение 5
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ППЭ ВБЛИЗИ РУПОРНО-ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ
И ПЕРИСКОПИЧЕСКОЙ АНТЕНН
Пример 1. Рупорно-параболическая антенна
Исходные данные и постановка задачи
Конструкция антенны показана на рис. 5.1. Размеры апертуры 2,7
х 2,7 м. Мощность излучения 2 Вт, длина волны лямбда = 8,2 см, КНД
антенны 39,5 дБ. Угол раскрыва рупора пси = 35°. Определить
0
значение ППЭ в точке М, лежащей на оптической оси антенны (ось Y)
на расстоянии R = 18 м.
Решение
1. Находятся значения обобщенных координат u, х:
u = 0, х = 0,101.
2. По таблице П3.1 находятся значения гарантированной огибающей: F(u, х) = 0.
3. Функции вида 10lg(В(х) / х) находятся по графикам рис. П3.1:
10lg(В(х) / х) = 13,0 дБ.
4. Значение КНД облучателя находится по графику рис. П1.2:
D = 9,63 дБ.
обл
5. Подстановка исходных и найденных значений в формулу (3.2) позволяет найти апертурную составляющую ППЭ:
П = 19,532 дБ, П = 89,78 мкВт/кв. см.
а а
6. Подстановка исходных данных и найденного значения КНД в формулу (3.3) позволяет найти составляющую ППЭ от облучателя:
П = -13,45 дБ, П = 0,0452 мкВт/кв. см.
обл обл
Суммарное значение ППЭ в точке М: П = 89,83 мкВт/кв. см.
Пример 2. Перископическая антенна
Исходные данные и постановка задачи
Конструкция антенны показана на рис. 5.2. Диаметр нижнего зеркала А2 - 3,2 м, верхнего зеркала А3 - 3,9 м, расстояние между верхним и нижним зеркалом 60 м, мощность излучения 2 Вт, длина волны лямбда = 3,7 см, КНД антенны 43 дБ. Диаметр раскрыва конического рупора r = 0,15 м, длина L = 0,5 м. Определить значение ППЭ в точке М, находящейся на оси мачты на высоте 30 м. Расстояние между рупором и мачтой 10 м.
Постановка задачи иллюстрируется на рис. П5.1 (не приводится).
Решение
В точке N ППЭ имеет две составляющие - одну от нижней апертуры, другую от верхней.
Вклад нижней апертуры (антенна А2) оценивается по формуле (3.12). Результаты расчета:
х = 0,111, u = 0,20lg(В(х) / х) = 14,6 дБ,
F(u, х) = 0,
П = 28,7 дБ = 749 мкВт/кв. см.
а
Вклад рупора (антенна А1) рассчитывается аналогично тому, как это сделано в примере 3 Приложения 4.
По формулам (4.13)...(4.19) находим:
q = -0,374 + 0,0631i, q = 0,017 - 0,37i, q = 0,712 + 0,033i,
1 2 3
-4
U (ТЭТА = 71,6°) = 0,113, U (ТЭТА = 71,6°) = -1,929 х 10 ,
1 2
f(ТЭТА = 71,6°) = 0,072, max f(ТЭТА = 8°) = 1,215,
F(ТЭТА = 71,6°) = 0,059.
Значение КНД рупора определяется по формуле (4.20):
D = 328,7.
р
Искомое значение вклада рупора в ППЭ находим по формуле (4.2):
П = 1,955 Вт/кв. м, П = 195,5 мкВт/кв. см.
Суммарное значение ППЭ в точке N: П = 944,5 мкВт/кв. см.


Приложение 6
ПРИМЕР РАСЧЕТА ППЭ ВБЛИЗИ АПЕРТУРНОЙ АНТЕННЫ С РЕШЕТЧАТЫМ
РЕФЛЕКТОРОМ
Пример. Антенна с рефлектором в виде поверхности
с отверстиями
Исходные данные и постановка задачи
Техническое средство - ССП. Передатчик работает на длине волны
лямбда = 0,05 м. Мощность передатчика Р = 3 кВт. Используется
антенна Кассегрена с углом раскрыва 2пси = 180° и D = 50 дБ.
0 0
Зеркало (рефлектор) антенны - параболоид вращения, поверхность
которого выполнена в виде сетки из проводов диаметра 2ро = 0,006
м при расстоянии между проводами d = 0,018 м (рис. 6.2). Диаметр
апертуры d = 7 м. Высота центра апертуры над землей Н = 7 м.
А
Направление максимального излучения составляет с плоскостью
горизонта угол альфа = 10°. Рассчитать ППЭ в точке N при: Н = 4
N
м, фи = 160°, ро = 20 м. Постановка задачи иллюстрируется рис.
N N
П2.2.
Решение
Параметры технического средства и координаты точки N совпадают с заданными в примере 3 Приложения 2, поэтому значение дифракционной составляющей считается известным и равным:
-3
П = 4,045 х 10 мкВт/кв. см.
диф
Значение составляющей, обусловленной прохождением энергии сквозь сетку рефлектора, определяется по формуле (6.1):
1. Находится угол гамма = 180° - ТЭТА = 180° - 160,24° =
N
19,76°.
2. Рассчитывается значение нормированной характеристики
облучателя в точке N (формула (6.2)): F = 0,973.
обл
3. По графику рис. П1.1 определяется КНД облучателя:
D = 3,095 дБ = 2,039.
обл
4. Определяется коэффициент прохождения по формуле (6.3):
(2) 10 (2)
Н (k ро) = 1 + i х 0,695, SUM Н (nkd) = -0,058 - i х 0,335,
0 n=1 0
при этом Т = 0,028.
5. По формуле (6.1) рассчитывается составляющая ППЭ, обусловленная прохождением энергии через рефлектор:
П = 0,095 мкВт/кв. см.
пр
6. Суммарная ППЭ в расчетной точке: П = 0,099 мкВт/кв. см.


Приложение 7
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ППЭ ВБЛИЗИ ВИБРАТОРНЫХ АНТЕНН
Пример 1. Коллинеарная антенна, расположенная
над плоской безграничной поверхностью
Исходные данные и постановка задачи
Техническое средство - коллинеарная антенна базовой станции
системы ММDS (вибраторы полуволновые), количество этажей - 16,
питание этажей - синфазное, рабочая частота f = 2400 МГц,
излучаемая мощность Р = 800 Вт, высота подвеса антенны h = 27 м.
1
Рассчитать уровни ППЭ в точках Т и Т . Точка Т имеет
1 2 1
следующие координаты в цилиндрической системе координат, связанной
с антенной: ро = 3 м, фи = 60°, z = 2 м, а точка Т - ро = 3 м, фи
2
= 60°, z = 10 м. Антенна расположена над плоской безграничной
поверхностью. Постановка задачи проиллюстрирована на рис. П7.1 (не
приводится).
Остальные условные обозначения, использующиеся при расчетах, введены в соответствии с параграфом 8.
Решение
1. Геометрия антенны.
Геометрия антенны определяется исходя из следующих параметров: длины волны и высоты подвеса антенны.
8 6
лямбда = с / f = 3 х 10 / 340 х 10 = 0,125 м,
h = 30 м.
1
Далее в декартовой системе координат с выбранным началом отсчета определяются координаты начал и концов вибраторов в составе антенны. В таблице 1 приведены координаты только первого этажа.
Таблица 1
------T-----T-----T-----T-----T-----T-----T----------T-----------¬
¦ N ¦Х , М¦Y , м¦Z , м¦Х , м¦Y , м¦Z , м¦ Радиус ¦Ном. длина ¦