Разработка пакета программ для расчета фазированной антенной решетки (стр. 13 из 15)
Для защиты от электромагнитных и электростатических полей рекомендуется применение приэкранных фильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты.
Табл. 6.5
| Наименование параметров c 01.01.1997 | Допустимое значение |
| Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см. вокруг ВДТ по электрической составляющей должна быть не более: – в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц; | 25 В/м |
| – в диапазоне частот 2 – 400 кГц | 2,5 В/м |
| Плотность магнитного потока должна быть не более:– в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц; | 250 нТл |
| – в диапазоне частот 2 – 400 кГц. | 25 нТл |
| Поверхностный электростатический потенциал не должен превышать | 500 В |
Согласно техническому паспорту на монитор, он разработан в соответствии с рекомендациями SWEDAC(MPRII) по уменьшению электрических и магнитных полей.
6.5 Особенности проектирования антенно-фидерных устройств к воздействию сильных электромагнитных излучений. Возможный характер повреждений
Если не обеспечена электромагнитная совместимость антенно-фидерных трактов с внешней средой, то может возникнуть подавление слабого сигнала сильной помехой, пробой диэлектрика в фидере, выход из строя входного каскада РЭА. Кроме того, необходимо осуществлять защиту персонала от воздействия электромагнитного излучения радиочастоты (ЭМИ РЧ).
Для предотвращения возникновения последствий чрезвычайных ситуаций и для защиты персонала необходимо проводить [22]:
· организационные мероприятия (рационально выбирать режимы работы оборудования, ограничивать место и время нахождения персонала в зоне воздействия электромагнитных полей);
· инженерно-технические мероприятия (экранирование, применение фильтров в каскадах РЭА, заземление антенно-фидерных трактов, использование поглотителей мощности);
· лечебно-профилактические мероприятия, направленные на предупреждение, диагностику и лечение нарушений в состоянии здоровья работника, связанные с воздействием ЭМИ РЧ;
· использовать средства индивидуальной защиты.
6.5.1 Экранирование
Экранирование является одним из эффективных средств защиты антенно-фидерных устройств от действия мощного электромагнитного излучения, возникающего при атомных и термоядерных взрывах, а также от излучения радиолокационных установок, работающих в импульсном режиме.
Экранирование является конструкторским средством ослабления электромагнитного поля помех в пределах определенного пространства и предназначено для повышения помехозащищенности и обеспечения электромагнитной совместимости РЭА. Конструкции, реализующие указанные требования, называются экранами.
Коэффициент экранирования
представляет собой отношение напряженности электрического 
или магнитного 
поля в какой-либо точке защищаемого пространства при наличии экрана к напряженности 
и 
при отсутствии экрана в той же точке. Практически принято оценивать действие экрана экранным затуханием, которое определяется по следующей формуле, взятой из [13]. 
, дБ (6.8)Электромагнитный экран одновременно с выполнением основной функции оказывает воздействие на собственные параметры цепей и контуров экранируемого объекта, что связано с перераспределением электромагнитного поля при установке экрана. Это влияние оценивается с помощью коэффициента реакции экрана, т.е. отношения
(или 
) в точке пространства помехонесущего поля при наличии экрана к (или ) при отсутствии экрана [13] 
(6.9)Экранирование источников ЭМИ РЧ оссуществляется с помощью отражающих или поглощающих экранов. Отражающие экраны выполняют из металлических листов, сетки, ткани с микропроводом. В поглощающих экранах используются специальные материалы, обеспечивающие поглощение излучения соответствующей длины волны.
При испытании, настройке и регулировке аппаратуры СВЧ применяют защиту рабочего места, представленную на рис. 6.3 . Экран выполняют из металлических листов или сетки, а со стороны излучения покрывают поглощающим материалом, чтобы снизить или исключить отражение от него электромагнитной энергии.
Уменьшение мощности излучения непосредственно в самом источнике излучения достигается за счет применения поглотителей мощности, способных ослабить излучение в 60 дБ и более.
Рис. 6.3 Экранирование рабочего места1- генератор СВЧ; 2- антенна; 3- экран; 4- поглощающий материал; 5 - рупор
Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания человека в электромагнитном поле и применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения до допустимых значений. В диапазоне частот 300 МГц. 300 ГГц значения предельно допустимых уровней плотности потока энергии (ППЭ) представлены в табл. 6.6.
Табл. 6.6
| Продолжительность воздействия, ч |  |
| 8 и более | 25 |
| 7 | 29 |
| 6 | 33 |
| 4 | 50 |
| 2 | 100 |
| 1 | 200 |
| 0,5 | 400 |
| 0,2 и менее | 1000 |
Защита расстоянием применяется в том случае, если невозможно ослабить интенсивность облучения другими мерами, в том числе и сокращением времени пребывания человека в опасной зоне. В этом случае прибегают к увеличению расстояния между излучателем и обслуживающим персоналом.
Помимо обеспечения заданной эффективности затухания и коэффициента реакции к экрану предъявляются следующие требования:
· тепловой режим, пыле- и влагозащищенность, устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам;
· требования эргономики, технологичности конструкции.
6.5.2 Фильтрация
Основным средством ослабления кондуктивных помех является фильтрация. Предназначенные для этой цели помехоподавляющие устройства позволяют снижать кондуктивные помехи как от внешних, так и от внутренних источников.
Эффективность фильтрации определяется вносимым затуханием, которое определяется по следующей формуле, взятой из [13]
, дБ (6.10)где
- напряжение помех на нагрузке в исходном состоянии, 
-напряжение на нагрузке при фильтрации.К фильтру предъявляются следующие требования:
· обеспечение заданной эффективности фильтрации в требуемом диапазоне частот;
· ограничение по требованиям техники безопасности допустимого значения реактивной составляющей тока на основной частоте;
· конструктивные: эффективность экранирования, минимальные габариты и масса, тепловой режим, стойкость к механическим и климатическим воздействиям, технологичность конструкции.
6.5.3 Заземление
Система заземления – это электрическая цепь, обладающая свойством сохранять минимальный потенциал, являющийся уровнем отсчета в конкретной аппаратуре.
Антенно-фидерны системы всегда заземляются отдельной цепью заземления. Т. к. антенны используются на высоте обычно превышающей высоту окружающих предметов, то необходимо предусмотреть наличие молниеотвода и заземления.
Согласно [26], молниеотвод защищает от прямых ударов, электростатической и электромагнитной индукции и заноса высоких потенциалов. Зона защиты молниеотвода должна быть типа А, которая обеспечивает степень надежности 99.5% и выше.
Для приема электростатичекого заряда молнии и отвода ее токов в землю служат специальные части молниезащиты-молниеотводы, которые состоят из несущей части (опоры), молниеприемника, токоотвода и заземлителя. В качестве конструкции выберем одиночный стержневой молниеотвод. Опора молниеотвода выполняется из стали любой марки, железобетона или дерева. Высоту опоры молниеотвода примем равной 2 м, тогда зона защиты для стержневого молниеотвода будет иметь вид, паредставленный на рис. 6.4.
Стержневой молниеприемник изготавливают из стали сечением не менее 100 мм2 и длиной не менее 200 мм. От каждого стержневого молниеприемника устраивают не менее двух токоотводов. Токоотводы, соединяющие сетку или кровлю с заземлителями прокладываются не реже, чем через 25 м по периметру здания. Токоотводы выполняются в виде стальных тросов, полос, труб, сечением (24–48 мм2) и прокладываются к заземлителям кратчайшим путем. Они должны быть оцинкованы, пролужены или окрашены. При прокладке во избежание разрыва от электродинамических усилий при больших токах молнии, необходимо избегать острых углов и петель. В качестве заземлителя можно использовать следующие конструкции: