Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Вход
Купить систему ГАРАНТ
Получить демо-доступ
Узнать стоимость
Информационный банк
Подобрать комплект
Семинары
- Главная
- Методические указания МУК 4.3.1167-02 "Определение плотности потока энергии электромагнитного поля в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 7 октября 2002 г.) (документ не действует)
- Приложение 2. Примеры расчета ППЭ вблизи параболической антенны с круглой апертурой
Приложение 2. Примеры расчета ППЭ вблизи параболической антенны с круглой апертурой
Приложение 2
Примеры расчета ППЭ вблизи параболической антенны с круглой апертурой
Пример 1
Исходные данные и постановка задачи
Техническое средство - оборудование РРСП ПВ "Радуга-4" на оконечной радиорелейной станции. Работают три радиоствола. Мощность передатчика в каждом стволе 4 Вт. Используется антенна АДЭ-5 с диаметром антенны 5 м, углом раскрыва зеркала 2 Пси_0 = 210°, КНД 43,5 дБ. Антенна находится на высоте 50 м. Частота - 3658,54 МГц.
Сравнить ППЭ в точках М_1 и М_2 с ПДУ ППЭ. Точка М_1 расположена в направлении на соседнюю станцию, ее высота над поверхностью земли - 2 м, а удаление от основания мачты - 100 м. Точка М_2 расположена в азимутальном направлении 180° на расстоянии 2 м от оси мачты на высоте 30 м. Постановка задачи иллюстрируется рис. П2.1.
Решение
Расчет ППЭ в точке M_1
1. По алгоритму рис. П1.3 устанавливается принадлежность точки М_1 к области IV.
2. Находится расстояние R_M - "центр апертуры - точка М_1" и угол Тэта_м:
2 2 2 2
R = кв.корень((H - H ) + ро ) = кв.корень((50 - 2) + 100 ) = 110,92 м;
М А Т М
Тэта = arccos{[ро х cos фи х cos альфа - [Н - Н )sin альфа ]/R }
M M A T M
При фи = 0 и альфа = 0:
Тэта = arccos ро /R = arccos 100/110,92 = 25,63°
M M M
3. Находится граничное расстояние R_гр:
2 2
R = 2d /лямбда = 2 x 5 /0,082 = 609,76 м
гр
4. Определяются координаты х и u:
x = R /R = 110,92/609,76 = 0,182,
М гр
u = (пи d sin Тэта )/лямбда = (пи x 5 x sin 25,63°)/0,082 = 82,89
M
7. По формуле (2.8) рассчитывается
2
P лямбда B(x)
П = 10 lg --------- + 10 lgD + 20 lg ---- + 20 lg F(u,x) + 3 =
A 4 0 x
d
2 4
= 10 lg(12 x 0,082 /5 ) + 43,5 + 13,22 - 52,16 + 3 = -31,33 дБ
9. По формуле (2.9) рассчитывается
2
П = 10 lg(Р/4 пи R ) + 10 lg D + 10 =
обл М обл
2
= 10 lg[12/(4 пи x 110,92 )] + 2,396 + 10 = -28,7 дБ
10. По формуле (2.24) рассчитывается суммарная ППЭ в точке М_1 без учета дифракционной составляющей:
П /10 П /10
А,дБ обл,дБ -3,133 -2,87 -3
П = 10 + 10 = 10 + 10 = 2,084 х 10 мкВт/см2
11. Дифракционная составляющая ППЭ рассчитывается по формулам (2.28)...(2.38), при этом:
D = -0,0355 + i 0,0323, D = 0,113 - i 0,109, E = 0,0255 - i 0,0266,
1 2 Тэта
-4 мкВт
|E | = 0,0368, |E | = 0, П = 3,602 x 10 ----
Тэта фи Тэта 2
см
12. Рассчитывается суммарная ППЭ в точке М_1 с учетом дифракционной составляющей:
-3 -4 -3 мкВт
П = 2,084 х 10 + 3,602 х 10 = 2,44 х 10 ----.
2
см
Вывод: ППЭ в точке М_1 меньше ПДУ равного 10 мкВт/см2.
Расчет ППЭ в точке М_2
1. Принимается, что
2 2 2 2
R = кв.корень((H - H ) + ро ) = кв.корень((50 - 30) + 2 ) = 20,09975 м,
М А Т М
Тэта = 95,7106°
2. По алгоритму рис. П1.4 устанавливается принадлежность точки М_2 к области IIб. Учитывая, что зеркало антенны короткофокусное 2 пси_0 > 180°, поле в точке М_2 будет определяться только дифракционной составляющей.
3. По формуле (2.41) рассчитывается Е_Тэта = -7,256 х 10(-2) + i 1,273 x 10(-2). При этом D_2 = 0,114 - i 0,107 (формулы (2.28)...(2.32)), E_0 = 18,827 (формула (2.36)).
Вывод: ППЭ в точке М_2 меньше ПДУ равного 10 мкВт/см2.
Пример 2
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 2 Пси_0 = 180° и D_0 = 50 дБ. Диаметр апертуры d = 7 м. Высота центра апертуры над землей Н_А = 7 м. Направление максимального излучения составляет с плоскостью горизонта угол альфа = 10°. Рассчитать ППЭ в точках М и N. Исходные данные: Н_М = 2 м, фи_М = 5°, ро_М = 300 м, H_N = 4 м, фи_N = 160°, ро_N = 20 м. Постановка задачи иллюстрируется рис. П2.2
Расчет ППЭ в точке М
1. Находится расстояние R_M и угол Тэта_М:
2 2 2 2
R = кв.корень((H - H ) + ро ) = кв.корень((7 - 2) + 300 ) ~ 300 м
М А М М
Тэта = arccos{[ро х cos фи х cos альфа - (Н - Н ) х sin альфа]/R } =
М М М А М М
= arccos{[300 x cos 5° x cos 10° - (7 - 2) х sin10°]/300} = 12°
2. По алгоритму рис. П1.3 устанавливается принадлежность точки М к области I.
3. Находится граничное расстояние
2 2
R = 2d /лямбда = 2 х 7 /0,05 = 1960 м
гр
4. Определяются координаты х и u в точке М:
x = R /R = 300/1960 = 0,153,
M гр
u = (пи d sin Тэта )/лямбда = (пи x 7 x sin 12°)/0,05 = 91,4
M
7. По формуле (2.8) рассчитывается
2
P лямбда B(x)
П = 10 lg--------- + 10 lgD + 20 lg---- + 20 lgF(u,x) + 3 =
А 4 0 x
d
2 4
= 10 lg(3000 х 0,05 /7 ) + 50 + 14 - 52,5 + 3 = -10,5 дБ
9. По формуле (2.9) рассчитывается
2
П = 10 lg(P/4 пи R ) + 10 lg D + 10 =
обл М обл
2
= 10 lg[3000/(4пи x 300 )] + 3 + 10 = -12,8 дБ
10. По формуле (2.24) рассчитывается суммарная ППЭ, в точке М:
П /10 П /10
А,дБ обл,дБ -1,05 -1,28
П = 10 + 10 = 10 + 10 = 0,145 мкВт/см2
Вывод: ППЭ в точке М меньше ПДУ равного 10 мкВт/см2.
Расчет ППЭ в точке N
2.1. Находится расстояние R_N и угол Тэта_N:
2 2 2 2
R = кв.корень((H - H ) + ро ) = кв.корень((7 - 4) + 20 ) = 20,224 м,
N А N N
Тэта = arccos{[ро х cos фи х cos альфа - (Н - Н ) x sin альфа]/R } =
N N N A N N
= arccos{[20 х cos 120° x cos 10° - (7 - 4) x sin 10°]/20,224} = 160,2095°
2.2. По алгоритму рис. П1.4 устанавливается принадлежность точки N к области II-а (рис. 2.5), где ППЭ имеет только дифракционную компоненту.
2.3. Дифракционная компонента рассчитывается по формулам (2.28)....(2.38). Промежуточные результаты расчетов:
-3 -3
D = 9,137 x 10 - i x 9,077 x 10 , D = 0,0347 - i x 0,0346,
1 2
-3 -4
E = 0,122 + i х 0,0136, |E | = 0,1228, E = 7,997 x 10 + i x 2,762 x 10
Тэта Тэта фи
-3 -3 мкВт -5 мкВт
|E | = 8,0 x 10 , П = 4,028 х 10 ----, П = 1,698 х 10 ----
фи Тэта 2 фи 2
см см
Окончательный результат - значение ППЭ в точке N:
-3
П = 4,045 10 мкВт/см2.
Пример 3
Исходные данные и постановка задачи
Рассчитать ППЭ вблизи технического средства, рассмотренного в примере 2, если точка М (рис. П2.2) имеет координаты: фи_M = 0°, ро_М = 3 м, Н_М = 7 м.
Решение
1. Находится расстояние R_M и угол Тэта_М:
2 2 2 2
R = кв.корень((H - H ) + ро ) = кв.корень((7 - 7) + 3 ) = 3 м
М А М М
Тэта = arccos{[ро х cos фи х cos альфа - [Н - Н ) х sin альфа]/R };
М М М А М М
Тэта = arccos{[3 х cos 0° х cos 10° - (7 - 7) х sin 10°]/3} = 10°
М
2. По алгоритму рис. П1.4 устанавливается принадлежность точки М к области V.
3. Находится граничное расстояние
2 2
R = 2 d /лямбда = 2 x 7 /0,05 = 1960 м
гр
4. Определяется координата х в точке М:
x = R /R = 3/1960 = 0,00153
М гр
5. Определяется значение
^ лямбда 0,05
x = ------ = ------- = 0,001786
4d 4 x 7
6. Определятся координата u:
u = (пи d sin Тэта )/лямбда = (пи 7 sin 10°)/0,05 = 76,37
М
7. Вычисляется величина П_s по формуле (2.25):
2 2
П = 400 Р/(пи d 0,65) = 400 x 3000/(пи х 7 х 0,65) = 11992,8 мкВт/см2
s
8. Вычисляется апертурная составляющая П_А(х(^),u):
- по графику рис. П1.2 определяется функция
20 lg[B(x)/x] = 14,5 дБ;
- F(76,4;0,00178) = 0;
- по формуле (2.8) рассчитывается П_А (х(^),u):
2
^ P лямбда B(x)
П (x,u) = 10 lg--------- + 10 lgD + 20 lg--- + 20 lgF(u,x) + 3 =
А 4 0 x
d
2 4
= 10 lg(3000 - 0,052/7 )+ 50 + 14,5 + 3 = 42,45 дБ
9. По формуле (2.26) рассчитывается П_A (х,u) для х = 0,00153:
^
П - П (x,u)
^ S A ^
0,1[П (x,u) + -----------(x - x) 40,789 - 42,45
А ^ 0,1[42,45 + --------------(0,00178 - 0,00153)]
x 0,00178
П (x,u) = 10 = 10 =
A
мкВт
= 16633,79 ----
см2
10. По формуле (2.9) рассчитывается
2
П = 10 lg(P/4 пи R ) + 10 lg D + 10 =
обл М обл
2
= 10 lg [3000/(4 пи х 3 )] + 3,2 + 10 = 27,437 дБ
мкВт
П = 540,93 ------
обл см2
Вывод: ППЭ в точке N существенно превышает ПДУ, равный 10 мкВт/см2.