автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка элементов системы защиты от СВЧ излучений персонала радиотехнического комплекса с использованием радиопоглощающих материалов

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ УССР

СЕВАСТОПОЛЬСКИМ ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Для служебного пользования

,000027 *

Экз. №}

На правах рукописи

РЯБОКОНЬ ИРИНА ЮРЬЕВНА

УДК 614.89: 537.868.029.64

РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ОТ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЙ ПЕРСОНАЛА РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОПОГЛОЩАЮЩИХ

МАТЕРИАЛОВ

05.26.01—Охрана труда и пожарная безопасность

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Севастополь —1990

Работа выполнена на кафедре Охраны труда Харьковского ордена Трудового Красного Знамени института радиоэлектроники имени акад. М. К. Янгеля.

Научный руководитель:

— кандидат технических наук, доцент Б. В. Дзюндзюк.

Официальные оппоненты:

— доктор физико-матеиатических наук, профессор С. П. Ситько;

— кандидат технических наук, доцент С. А. Гутник.

Ведущая организация — ЦКБ „Радиоматериалы" (г. Москва)

Защита диссертации состоится _года

в аудитории 201-А в 14-00 ч. на заседании специализированного совета К 068.15.04 Севастопольского приборостроительного института по адресу: 335053, г. Севастополь, Стрелецкая бухта, студенческий городок, учебный корпус СПИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан . " й^сВМ^ 199^ г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес института.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

А. И. НОВИКОВ

ОБЩАЯ ХАРЖГЕРИСША РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Грандиознее масштабы производственной деятельности человека, вызванные научно-технической революцией и позволившие осуществить коренные прогрессивные преобразования в условиях яизни людей, привели также и к возникновения серьезных проблем, связанных с негативными последствиями растущей энерговооруженности и другими аспектами технократизации общества.

Одним из координальных направлений ускорения научно-технического прогресса является развитие и широкое внедрение радиоэлектроники в народное хозяйство. Так, применение радиотехнических средств на современном этапе затронуло практически все сферы трудовой деятельности человека - производство, научные исследования, медицину . и др, Интенсивное развитие радиотехнических средств сопровождается ростом уровня излучаемых мощностей электромагнитной энергии. Большой вклад в увеличение суммарной мощности излучения вносят радио -и телепередающие центры, а также мощные радиотехнические комплексы (РТК) различного назначения. Так, излучаемые мощности радиолокационных станций увеличиваются примерно в 30 раз за каждое десятиле -тие, что приводит к приросту энергии СВЧ/во много раз превышающему общий прирост .электроэнергии в глобальных масштабах.

По роду своей трудовой деятельности воздействию радиоволн могут подвергаться специалисты, осуществляющие эксплуатацию, ремонт, настройку, испытание радиоэлектронной аппаратуры, а также персонал РТК, находящийся в зоне действия антенных систем, как непосредст -венно на территории, так и в производственных помещениях, если они не обеспечивают достаточного ослабления электромагнитного поля. Кроме того, контингент лиц, подвергающихся электромагнитному облуче -

и непостоянно расширяется в связи с тем, что в зону действия мощных РТК попадают значительные территории, включая густонаселенные районы. Так, по последним оценкам, только на Украине около 20 % территории и 70 % населения подвергаются воздействии электромагнитных излучений от искусственных источников.

Среди исследователей медико-биологического профиля нет разногласий по поводу наличия патофизиологических эффектов (со стороны сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, иммунной систем, генетических последствий, катаракты глаза и др.) от воздействия электромагнитных излучений, особенно СБЧ диапазона, на уровнях, превышающих гигиенические нормативы. Это позволяет классифицировать 'СБЧ излучения как вредный производственный фактор, приводящий к развитию профессионального заболевания - радиоволновой болезни, а также как антропогенный фактор загрязнения окружающей среды. Широко применяемые на практике в настоящее время инхенерно-техниче-ские методы и средства защиты от СВЧ излучений, основанные на реализации принципа' отражения электромагнитных волн с использованием металлических экранов, сетки, фольга и др., не позволяет решить весь комплекс проблем защиты от СВЧ излучений.

В связи с этим приобретает актуальность проблема разработки качественно новых эффективных методов и средств защиты от СВЧ излучений с учетом системных.свойств защиты, т.к. она по масштабам, сложности и стоинос!.. оказывается соизмеримой о самим РГК. Интерес представляет разработка методов и средств защиты от СВЧ излучений, не нарушающих работу аппаратуры и не ухудшающих условия труда персонала. К ним преяде всего относятся защитные устройства, реализующие принцип поглощения электромагнитных волн, изготовленные из радаопоглощающих материалов (РПМ).

Цель и задачи работы. Целью работы является разработка методов и средств защиты от СВЧ излучения, обеспечивающих гигиенические требования к условиям труда персонала, а также к производст -вв.шой и окружающей среде в зоне действия мощных РТК.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи исследования:

- гигиенический анализ условий труда персонала в зоне действия мощных РТК;

- построение модели защиты от СВЧ излучений персонала РТК;

- разработка методов анализа эффективности функционирования элементов структурной защити коллективного и локального действия на основе РПМ;

- разработка и исследование диэлектрического поглощающего покрытия для систем защиты от СВЧ излучений;

- разработка элементов функциональной защиты от СВЧ излучений;

- практическая реализация защиты от СВЧ излучений персонала специализированного радиотехнического стенда.

Методы исследования. Для решения общеметодологических вопросов применялись системный анализ, теория арготических систем. Решение задач разработки элементов системы защити от СВЧ излучений основывалось на применении методов электродинамики, элементов численного анализа и функционально-узлового синтеза.

Обоснованность и достоверность основных положений и результатов следует из корректности фундаментальных теорий и математичес -кой строгости применяемых методов, подтверждается путем численной проверки на ЭВМ, экспериментальными исследованиями, внедрением результатов исследований и оценкой их эффективности.

Научная новизна положений, выносимых на защиту:

- построена модель защиты от СВЧ излучений персонала РТК;

- разработаны я апробированы метода анализа эффективности функционирования элементов структурной защиты персонала от СВЧ излучений коллективного и локального действия на основе РШ;

- проведена структурно-техническая разработка диэлектри -ческого поглощающего покрытия для систем защиты персонала от СВЧ излучений;

- разработан метод расчета характеристик безэховых камер би-кони ческого типа;

- осуществлено схемно-техническое решение устройства контроля дозы электромагнитного излучения.

Практическая ценность. Полученные результаты служат основой для инженерных методик проектирования широкого класса систем за -щиты от СВЧ излучений, обеспечивающих гигиенические требования к условиям труда персонала, а также к производственной и окружающей среде.

Основные результаты работы получаны в ходе выполнения авторо» научно-исследовательских работ в отраслевой лаборатории "Проблем защиш от электромагнитных полей" при кафедре Охраны труда Харь -Ковского института радиоэлектроники в период с*1984 по 1990 гг. Эти работы выполнялись в соответствии с координационным планом НИР по проблемам охраны труда на 1985-1990 гг., координационным планом важнейших НИР высших учебных заведений по приказу Минвуза СССР № 151 от 24.02.87 г. п. 4.5. "Разработка защитных средств об-слузшг тацего персонала от воздействия электромагнитных полей". Постановлением комиссии Президиума' Совмина СССР № 328 от 5.10.85г

Внедрение результатов работа. Результаты работы использованы при создании систем защиты от СВЧ излучений персонала специализированного радиотехнического стенда в ИЭиА АН Уз.ССР, системы снижения фона излучения радиоастрономических антенн в РИ АН УССР, а также других средств радиозащитного действия.

Материалы исследований применяются в учебном процессе на кафедре Охраны труда Харьковского института радиоэлектроники.

Итоги внедрения ряда результатов диссертационной работы от -ражены в соответствующих приложениях. Получены экономический эф -фект (условный - 60 тыс.руб.; реальный - 46,9 тыс.руб.) и социальный эффект.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на республиканской научно-технической конференции "Метода и средства измерений в области эле -ктромагнитной совместимости" (Винница, 1987), научно-технических конференциях в/ч 45807-Р/11 1987-88 гг., на всесоюзной конференции "Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия" (Севастополь, 1989), на ежегодных конференциях по итогам НИР Харьковского института радиоэлектроники (Харьков, 1983-90), на областной школе-семинаре молодых ученых (Харьков,1988-89).

Публикации. Основные материалы работы опубликованы в 7 печатных работа:: и включены в отчеты по двум НИР.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, выводов,-списка использованных источников и приложений. Она содержит 123 с. основного текста, 7 таб -лиц, 36 рисунков, 92 наименования использованных источников.

СОДЕШШЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы и обоснована ее актуальность. Сформулирована цель работы, поставлены основные задачи исследования, показана новизна работы, определена практичес- • кая ценность результатов.

В первом разделе проведен анализ состояния проблемы защиты от СВЧ излучений. По данным исследований советских и зарубежных ученых в области радиоволновой гигиены рассмотрены вопросы действия электромагнитных излучений на организм человека, особенности патофизиологических эффектов в диапазоне СВЧ, влияние СВЧ излучений как.вредного производственного фактора на возникновение и развитие профессиональных заболеваний у радиотехнического персонала.

Основными в организации защити от СВЧ излучений являются ин-кенерно-техничсские мероприятия, направленные на непосредственное снижение уровня.излучений на рабочих местах. Вопросам разработки методов и средств защиты от СВЧ излучений посвящены работы известных специалистов в этой области Е.А. Воробьева, Г. Кадена, В.А.Крылова, В.А. Минина, Н.Б. Полонского, Д.Н. Шапиро и др. В результате этих работ были достигнуты определенные успехи в практике защиты- персонала от СВЧ излучений в производственных.условиях с при -иенениеы защитных устройств, реализ; ощих принцип отражения элек -тромагнитньк волн, выполненных из металла, сетки, фольги и т.п. Недостатком такого метода защиты является то, что при использовании металлических экранов достигается лкпь перераспределение электромагнитной энергии как в производственной, так и. в окружающей среде, что приводит к негативным последствиям:-'

- ухудшению условий труда (возможность облучения переотражеи-

ной волной персонала соседних производственных участков);

- нарушению работы аппаратуры (проблема электромагнитной совместимости и помехозащищенности);

- электромагнитному загрязнению производственной и окружающей среды.

Таким образом, при современных масштабах развития и применения радиотехнических средств, их концентрации как в закрытых производственных помещениях, так и на открытых территориях, применение только традиционных методов и средств защиты от СВЧ излучений не позволяет решить весь комплекс проблей защиты от СВЧ излучений. Анализ разработок в ото К области показывает, что более перспективным с учетом социально-гигиенических требований является созда -ние защиты от СВЧ излучений на основе реализации принципа поглощения электромагнитных волн с использованием РИМ. Однако в настоя щее время вопросы разработки методов расчета поглощающих экранов и построение на их основе систем структурной защиты еще практически не нашли своего решения. В разделе дан также обзор известных РИМ, проведен сравнительный анализ различных типов и видов РПМ, который показывает, что их общим недостатком является зависимость характеристик отражения от угла падения электромагнитной волны.

Развитие современных радиотехнических комплексов и производств с использованием источников СВЧ излучений идет по пути всемерного усложнения, вследствие чего возрастает и. сложность инженерно-технических устройств, применяемых для защиты персонала от СВЧ излу-. чений в производственных условиях. Масштабы организации защиты оказываются таковы, что они по стоимости соизмеримы со стоимостьв радиотехнических комплексов, а сами защитные сооружения представляют собой сложные технические системы, проектирование которых необходи-

мо вести с учетом системных свойств с целью найти оптимальные формы защиты, предусматривающие максимум экономичности при необходи -мой степени безопасности.

На основании проведенного анализа сформулированы основные задачи исследований.

Во втором разделе диссертации проведен гигиенический анализ условий труда персонала радиотехнического комплекса, рассмотрено с гигиенической точки зрения функционирование РТК, содержащего мощную ФАР, значительная часть электромагнитной энергии от излучения которой рассеивается в околоземном пространстве в виде четко сформированных боковых лэпестков и фона, под действие которых попадает персонал, находящийся в производственных помещениях (операторы, регулировщики), на территории КГК (ремонтные службы), а также население близлежащих районов. Для анализа условий труда персонала и электромагнитной обстановки в зоне излучения в качестве единого критерия выбрана величина | Е\ , исходя из того, что:

- она пропорциональна потоку энергии, а' следовательно от нее легко перейти к нормативному показателю оценки условий труда персонала энергетической нагрузке ОН) или дозе излучения

р = 5 ппэ(ь)сЛ ;

о

- позволяет участь интерференцию электромагнитных волн

1Е/а=Е:Ё;

- непосредственно.связана с механизмом биологического действия;

- доступна изшрешо современными техническими средствами.

Даьц расчетная оценка средней Ш1Э на рабочих местах в производственных помещениях,. на территории РТК, а также в близлежащих

районах городской застройки. Анализ электромагнитной обстановки показал значительное превышение ЩУщэ как в производственных помещениях, так и на значительных территориях, включая густонаселенна 1 районы.

Для создания здоровых и безопасных условия труда персонала провалена разработка защиты от СИ излучения РГК. Построена модель защиты персонала от UB4 излучения Pi'K , которая представлена на рис. I. В нее входит комплекс-"система защиты", состоящий из ин -формационно-измерительной (функциональной) системы (ЖС) и технической (структурной) системы залиты (ТСЗ). Входом такого комплекса является информация о состоянии РГК и среды (С), а также уп -равляющие воздействия оператора (41). Выходом СЗ является воздействие на РТК и среду..Целью функционирования 'СЗ является стазепиз вредного воздействия РГК на персонал и население. Для оценки функционирования ТСЗ введено понятие функции защиты

f(x63 t (I)

где ¡С2>0 - пвртзтр вредного воздействия или его доза; - значение X после действия защиты; Xfy - значение X без защиты; 2l(-L) - вектор исходных параметров СЗ; t - текущее время. В случае линейности F по переменной X получаем коэффициент

К,-

Так как структурная защита является стационарной, т.е. Ж я К, нз зависят от времени, то целью проектирования ТСЗ будет выбор значений параметров ЗС , приводящих к максимуму К3 при заданном уровне воздействия.

Модель защиты персонала от СВЧ излучения РТК

Рис. I

Функциональней защита реагирует отключением источника или введением дополнительной защиты при выхода параметров функцпога -рования РТК за определенные пределы. Она представляет собой ком -гиекс информационно-измерительных устройств контроля электромаг -нитной обстановки и предназначена для обеспечения надежного функционирования структурной запиты.

Основным методом защиты от излучения антенн является исклю -чение или снижение до допустимого уровня излучения в направлениях, затрагивающих среду обитания людей. В качестве структурных элементов ТСЗ коллективного действия рассмотрены плоские поглощающие экраны. Предложен метод расчета эффективности экранов такого типа на основа решения задачи дифракции в приближении Кирхгофа. В качестве источника излучения рассматривалась ФАР. Поскольку каядий отдель -ный излучатель ФАР можно считать точечным источником с диаграммой Гийгенса, а все поле ФАР вблизи раскрыва подобным полю плоской волны, то в работе исследованы оба эти случая. При падении плоской' волны 'Е0 ~ e%p[-£K(£td)J на поверхность поглощающей полуплоскости в направлении, перпендикулярном ребру экрана и составляющим с нормалью к плоскости экрана угол X дифракционное поле в.точке р в приближении Кирхгофа имеет вид

s 1

где S - освещенная часть полуплоскости экрана,

Применив преобразование Мегги-Рабиновича в предположении, что точка Р лежит далеко от кромки экрана СКр» 4 ), и проведя соот -ветствующие преобразования, получим расчетную формулу для определения характеристик поля за экраном

Ш " ~ 1Щ|0 (4)

где . р - импульсная мощность излучения ФАР, Вт; Н - длительность импульса, с; р - частота следования импульсов, Гц;

о

$0 - площадь апертуры ФАР; м ; ч Л . - длина волны, м.

Для дальнейшего уточнения электромагнитной обстановки за эк-■раном ФАР устраним основное ограничение метода - предположение о • падении плоской волны. Рассмотрим дифракции на плоском поглощаю -щем экране сферической волны от точечного источника. Проведя аналогичные преобразования, получим

£шв ^ворнр (асощ £ £вг^(б; Увкк{ л л 2

гда

--г ч _ *

> ^з - .

Однако непосредственный расчет характеристик поля по форму -йам представляет значительные вычислительные трудности при боль -щоы числе источников излучения.. С целью выбора эффективного алгоритма и сокращения времени счета в работе предложена методика искусственного разбиения плоскости ФАР на перпендикулярные экрану линейки Для К —й линейки излучателей, отстоящих-друг от друга на расстоянии 1)3?,,результирующее поле в точке Р за экраном ФАР будет

Е ЩЩ (миом* ,

(б;

где

Гп (-взсЬцШь)) • (0-+&Я)

к

Проведен численный анализ па ЭВМ характеристшс электромчг -нитного поля, построено распределение затухания поля за экраном ФАР, исследована зависимость от геометрических параметров экрана. ■Результаты исследований показали, что применение плоских поглощающих экранов в качестве структурных элементов ТСЗ позволяют обеспечить уровень защиты - С30-:40) дБ.

В качества структурных элементов 1(3 локального действия рассмотрены незамкнутые поглощающие экраны форм эллипса и диске. Разработан метод расчета эффективности функционирования эяраяоз такого типа на основе решения задача дифракции с использованием принципа Гпйгенса-Котлера. Получены расчетные формулы для опредэ-ления коэффициента защиты экрана в форма:

эллипса

эллипса

- диска

Расчет К} по формулам (7), (8) показал, что незамкнутые поглощающие экрана обеспечивает защиту порядка - (15*20) дБ п !\г существенно не зависит от формы экрана, а определяется эффективной площадью его поверхности.

Разработанные методы расчета элементов ТСЗ коллективного и локального действия могут слуаить основой инаенерно-технических методик проектирования вновь создаваемых ТСЗ, а также для оценки эффективности действующих.

Третий раздел диссертации посвящен разработке и исследованию поглощающего материала, предназначенного для работы в системах защиты от СВЧ излучения. Реальные условия облучения СВЧ полем весьма разнообразны и характеризуются, как правило, наличием нескольких источников излучения, расположенных под различными углами к защищаемому объекту в элементам ТСЗ.-Для обеспечения эффективного функционирования ТСЗ в таких условиях налагаются дополнительные требования на материал поглотителя эле 'вигов защиты: стабильность характеристик в широком диапазоне углов падения электромагнитной волны.

С целью повышения эффективности структурных элементов ТСЗ разработано диэлектрическое поглощающее покрытие со стабильными характеристика».-« поглощения в широком диапазоне углов падения волны. Оно выполнено в двухслойном варианте: на слой пористого неоднородного диэлектрика с потерями нанесен слой пористого неоднородного диэлектрика без потерь. При падении на поглотитель электромагнитной волны под произвольным углом в слое неоднородного диэлектрика без потерь происходит ее преломление к нормальному или квазинормальному) утлу в соответствии с законом Снеллиуса Ш0 _ П<

¿¿ПЧ ~ Ъ ' <9)

где 9 - угол преломления, град; </> - угол коде гая, град; « ; - коэффацкснхи прелочлеяия воз-

духа н слоя соответственно.

Соотношение (8) икает непосредственный фПЕйческяЛ и геомзт -рвческий смысл только в слое диэлектрика боз потерь. Дкэлйгстрачэ-скся проницаемость его на входе близка к вдоницо, что вызвано необходимостью согласования слоя со свободам пространством. Затеи оиа возрастает по экспоненциальному закону г.о толщина слоя до величины . .

с е 51/7 У = ** 5Шг6 '

которая определяется условием преломления угла падения электромагнитной волны к нормальному (или квазинормальному). В слое неоднородного диэлектрика с потерями действительная часть диэлек -трической проницаемости соответствует ¿Г2 , а мппиая часть, имеющая физический смысл потерь.возрастает по толщине по экспоненциальному закону до величины, определяемой заданным коэффициенте!,? поглощения.

При практической реализации слой неоднородного диэлектрика без потерь выполнен из пенополистирола, плотность которого увеличивается по толщине, слой неоднородного диэлектрика с потерями выполнен из однородного по плотности сюиополистарола с добавлением частиц поглощающего наполнителя (графита), содержание которого увеличивается по толщине. Для реализации в производственных условиях предложены варианты изготовления диэлектрического поглощав -щзго покрытия с дискретным исдолнвгием слоев, являющимся преры -шетой формой вирам кия закона изменения диэлектрической проницаемости.

Для расширения области применения разработанного диэяектри-

Чбсного поглощаюкего докрытая в радаозащигвых системах различного назначения проведено исследование его характеристик в миллиметровом диапазоне радаоволн. Рассмотрены особенности распространения электромагнитных волн миллиметрового диапазона в слое неоднород -иого" диэлектрика с распределенными по его толщина частицами пог -лотктвля, когда длина волны ладаэдзго излучения соизмерима с размерами этих частиц КО.^1 {, а. _ линейный размер частицы). Показано, что в этом случае процесс отражения электромагнитной энергии- определяется не только различием мегду волновыми сопротивпе -няями воздуха и материала поглотителя, ко в явлением рассеяния электромагнитных волн падающего излучения на частицах. Тогда поле, рассеянное слоем поглотителя,определяется суперпозицией полей, рассеянных системой малых частиц

г« ¿1 Ёрос , (и)

где ЕРвй - поле, рассеянное м той частицей объема ),

расположенной в точке

ЁР*с 1%) = (рас!сНч-гКг£^) /Р- ¿К/* го±Пм, 112) где ПЭ, ПМ - векторы Герца.

Экспериментальное исследование характеристик разработанного диэлектрического поглода^^-уго иикрытия проведено методом свобод -кого прострр'-"'^ на измерительной установке для исследования ха-рактерг-оадк электромагнитных полей. Установка содержит поворотное устроГ":7 ^, позволяющее проводить измэрэзшя при различных углах ,.-здения электромагнитной водны, Условия свободного пространства достигаются применением безэховой камера (Зикошческого типа, которая позволяет исключить облучение СВЧ полем пэрсонала при провзде-

вии экспериментов в-лабораторных условиях.

Для обеспечения требований по точности радиоизмарений проведен анализ остаточпых полей в рабочей зоне камеры с далью выбора оптимальных размеров исследуемого образца и расположения его в камере. Получены расчетные формулы для определения уровня осгаточ1-ных полей в безэховой зоне в процессе многократного отражения электромагнитной волны в биконическом поглощающем объема

я.

Е п*«.). ш)

Ез, ы

где 34- - расстояние между (¿-П-В и С -й точками отражения;

- ¿-й угол падвния-отражегаёгхолны от РШ1;

- коэффициент отражения ШМ,

а также для расчета уровня безэховости в рабочей зона камеры

I =2 . П^К <и>

53 1Ьа1 г4- £=<

('I

Проведен расчет на ЭВМ и построено графическое распределение уровней безэховости в биконическом поглощающем объеме, определены положение и размеры безэховой зоны, выбраны размеры образца, ио -ходя из условия

^05 ^ • (15)

В безэховой камере биконического типа проведены'эксперимэн -талыше исследования разработанного диэлектрического поглощающего покрытия в диапазоне частот 10*75 ГГц при различных углах падания электромагнитной волны от О'до 80*и различных ее поляризациях. Измерение коэффициента отражения проводилось методом замещения.. В

т.ечзстез эталонного отражающего листа, одинаков геометрии с исследуемая образцом, служил мэдннй полированный лист. Результаты изме-раняй показала, что для исследуемого частотного диапазона козффи -тект огракекия превышает 30 дБ и достигает на частоте 75 ГГц 40 дБ, практически не зависит от угла падения волны в диапазоне углов от 0°до 756и остается практически постоянным для любого вида поляризации. Проведено исследование характеристик отражения в за -васииости от разморов частиц поглотителя для шести фракций графи -та размером от 2 до 240 мкм. Определены оптимальные размеры частиц поглотителя С30^40J мкм, при которых коэффициент отражения минимален.

В четвертом разделе отражены результаты практической рвали -задан разработанных методов и средств защиты от СВЧ излучения, осуществленной при создании защиты от СВЧ излучения персонала специализированного радиотехнического стенда, расположенного вблизи зоны городской застройка.

Специализированный радиотехнический стечд представляет собой РТК, в состав которого входят генератор электромагнитных колеба -кий общей мощностью в непрерывном ,режиме 35 кВт, в импульсном--1,ШВт, излучающая ФАР," измерительные системы, устройства управления и обработку,. ФАР расположена на крыше пятиэтажного технического здания. В зону дзйствся ФАР б радиусе до 50 м попадают техни -ч^скда объекты РТК, в которых по условия:.? эксплуатации специализи-швашого стекла находится обслуживающий персонал. На расстоянии 230 м от ФАР находится административное здание', о в радиусе 300 м начинается зона городской застройки. Основным фактором, оказывающим вредное воздействие на производственный персонал РТК и на население близлежащих районов, является СВЧ излучение ФАР , уровень которого в производственных помещениях и на территории РТК значи-

тельно превышает действуетше нормативы.

Для обеспечения здоровых и безопасных условий труда персонала и кизни населения была проведена разработка защита от СВЧ из -лучения, которая включает в себя структурную и функциональную защиту. Структурная защита от СЗЧ излучения ФА? дрздсгалядет собой контурный плоский экран' аз ИМ, укрепленный на явтоллическг-:! подложке, который устанавливается по периметру здания н" кроте ФАР. В качестве материала поглотителя применено рсзрлботэклое диэлек -трическое поглощающее покрике. Для рас'-'этс о^ект^носта функционирования защитного устройства применена разработанные метода. Для оценки эффективности функционирования структурной защиты от СВЧ излучения специализированного стенда в реальных условиях проведены натурные испытания макета защиты с использованием принципа электродинамического подобия-. Макет представлял собой металлическую конструкцию квадратной формы о габаритными размерив! 3,5x3,5 и и высотой стенок I м, последние могли подниматься от горизонта ко вертикали на высоту 3 м. В центре макета располагался излучатель в вида круглого волновода, соединенного гибким прямоугольным волноводом с генератором. Наличие гибкого волновода позволяло сканиро -вать луч по отношен™ к'горизонту. Проведенные натурные испытания подтвердили результаты теоретического анализа и позволили конкретизировать модель электромагнитной обстановки за экраном ФАР с учетом отражений от подстилающей поверхности и осуществить доводку конструкции структурной защиты.

Осуществлена разработка и практическая реализация элементов, функциональной защити персонала от СВЧ излучения . Разработано и апробировано устройство контроля дозы электромагнитного излучения, предназначенного для оперативного контроля электромагнитной об -становки на рабочих местах в производственных помещениях п на тер-

ритории РГО, а также для контроля надежности функционирования структурной защиты.

Разработанная защита от СВЧ излучений специализированного радиотехнического стенда, реализованная в комплексе структурной и функциональной защиты, обеспечивает здоровые и безопасные ус -ловил труда персонала.

По итогам внедрения результатов диссертационной работы получены экономический эффект (условный - 60 тыс.руб., реальный -46,9 тыс.руб.) и социальный эффект.

ОСНОВШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

, I. Проведен гигиенический анализ условий труда персонала мощных РТК, определены требуемые уровни обеспечения защиты от СВЧ излучений.

>■ 2. Построена модель защиты от СВЧ излучений персонала РТК, включающая структурную и функциональную защиту.

3. Разработан метод анализа эффективности элементов структурной защиты на основе плоских поглощающих экранов коллективного действия. ; Построено распределение уровней плотности потока энергии за экраном ФАР. Разработана методика определения геометрических параметров структурной защиты по требуемому уровню защиты. Примеш -нне плоских поглощающих экранов обеспечивает защиту - (30440) дБ.

4. Разработан метод анализа эффективности функционирования незамкнутых поглощающих экранов локального действия в форме эллипса и диска. Применение экранов такого типа обеспечивает защиту

- (15*20). дБ.

5. Осуществлена структурно-техническая разработка диэлектри-

чес кого поглощающегог покрытая со стабильными характеристиками поглощения в широком диапазона углов падения электромагнитной волны, предназначенного для систем защиты персонала от СВЧ излучения. Проведено исследование его характеристик в миллиметровом диапазоне радиоволн в зависимости от размеров частиц поглотителя..

3. Проведено экспериментальное исследование характеристик диэлектрического поглощающего покрытия методом свободного простран -ства в безэховой камере биконического типа. Разработан метод расчета характеристик рабочей зоны камер!, позволяющий повысить точность проводимых радаоизмерений.

7. Получены экспериментальные зависимости коэффициента отражения диэлектрического поглощающего покрытия, который составил

- (30<40> дБ в диапазоне .частот 10-г?5 ГГц, причем его величина практически не зависит от угла падения волны в диапазоне углов от 09до 75°и от вида-ее поляризации.

8. Осуществлена практическая реализация защиты от СВЧ излучения персонала специализированного радиотехнического стенда , включающая структурную функциональную защиту. Разработано ус -тройство контроля дозы электромагнитного излучения.

9. Результаты работы внедрены в народное хозяйство и в учебный процесс. Получены экономический и социальный эффекты.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Дзюндзвк Б.В., Артеменко В.А., Рябоконь И.Ю. Защита от электромагнитных полей незамкнутыми экранами / Харьк. ин-т радиоэлектрон. Харьков.-1983.-10 с.-Деп. УкрШШГШ, №290-Ук86.

2. Дзюндзвк Б.В., РябокОнь И.Ю. Об одном подходе к проблема повышения точности радаоизмерений // Метода и средства измерений в области электромагнитной совместимости: Тез.док. / Респ. науч.-

техн. конф., г. Винница, 26-31 окт. 1987.-Винница, I987.-C.32.

3. Рябоконь И.Ю. Метод.проектирования безэховых камер для исследования характеристик рассеяния радиолокационных целей // Тез. докл. X науч.-техн. конф. в/ч 45807-Р//П, секция 4, 1988.-С.53-54.

влияния геометрических параметров биконической БЭК на точность ра-даоизмерений // Сб.науч.тр. в/ч 45807 Р//И, 1988, » 4.-С.15222.

5. Дзвндзвк Б.В., Рябоконь И.Ю; Исследование неоднородных диэлектриков в миллиметровом диапазоне радиоволн // Физика диэлектриков: Тез.докл./Всесоюз.науч.-техн.конф., г. Томск, 23-25 нояб. 1988.-Тоысе, I988.-C.27.

5. Дзюндэюк Б.В., Наумейко И.В., Рябоконь И.Ю. Исследование электромагнитного загрязнения окружающей среды в зоне городской застройки // Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия: Тез.докл./. Всесоюз.науч.-техн.конф., г.Севастополь, 27-28 февр, 1989 г.-Хары^в, 1989.-С.69.

7. Дзюндзюк Б.В., Наумейко И.В., Рябоконь И.Ю., Старостенко а.В. Разработка системы защиты от воздействия СВЧ излучений радиотехнического комплекса / Харьк.ин-т радиозлектрон.-Харьков.-1989.-31 с. Я 32-156.-Деп. ШИЭИР.

4. Дзюндзгк Б.В., Рябоконь И.Ю., Тарасенко В.В. Исследование

Рябоконь