Содержание

СВЧ - волны. Свойства микроволн.

Свойства сверхвысокочастотных волн

В современной жизни сверхвысокочастотные волны используются весьма активно. Взгляните на ваш сотовый телефон – он работает в диапазоне сверхвысокочастотного излучения.

Все технологии, такие как Wi-Fi, беспроводной Wi-Max, 3G, 4G, LTE (Long Term Evolution), радиоинтерфейс малого радиуса действия Bluetooth, системы радиолокации и радионавигации используют сверхвысокочастотные (СВЧ) волны.

СВЧ нашли применение в промышленности и медицине. По-другому СВЧ волны ещё называют микроволнами. Работа бытовой микроволновой печи также основана на применении СВЧ излучения.

Микроволны – это те же самые радиоволны, но длина волны у таких волн составляет от десятков сантиметров до миллиметра. Микроволны занимают промежуточное место между ультракороткими волнами и излучением инфракрасного диапазона. Такое промежуточное положение оказывает влияние и на свойства микроволн. Микроволновое излучение обладает свойствами, как радиоволн, так и световых волн. Например, СВЧ излучению присущи качества видимого света и инфракрасного электромагнитного излучения.


Станция мобильной сети стандарта LTE

Микроволны, длина волны которых составляет сантиметры, при высоких уровнях излучения способны оказывать биологическое воздействие. Кроме этого сантиметровые волны хуже проходят через здания, чем дециметровые.

СВЧ излучение можно концентрировать в узконаправленный луч. Это свойство напрямую сказывается на конструкции приёмных и передающих антенн, работающих в диапазоне СВЧ. Никого не удивит вогнутая параболическая антенна спутникового телевидения, принимающая высокочастотный сигнал, словно вогнутое зеркало, собирающее световые лучи.

Микроволны подобно свету распространяются по прямой и перекрываются твёрдыми объектами, наподобие того, как свет не проходит сквозь непрозрачные тела. Так, если в квартире развернуть локальную Wi-Fi сеть, то в направлении, где радиоволна встретит на своём пути препятствия, вроде перегородок или перекрытий, сигнал сети будет меньше, чем в направлении более свободном от преград.

Излучение от базовых станций сотовой связи GSM довольно сильно ослабляют сосновые леса, так как размеры и длина иголок приблизительно равны половине длины волны, и иголки служат своеобразными приёмными антеннами, тем самым ослабляя электромагнитное поле. Также на ослабление сигнала станций влияют и густые тропические леса. С ростом частоты увеличивается затухание СВЧ–излучения при перекрытии его естественными препятствиями.


Аппаратуру сотовой связи можно обнаружить даже на столбах электроснабжения

Распространение микроволн в свободном пространстве, например, вдоль поверхности земли ограничено горизонтом, в противоположность длинным волнам, которые могут огибать земной шар за счёт отражения в слоях ионосферы.

Данное свойство СВЧ излучения используется в сотовой связи. Область обслуживания делиться на соты, в которых действует базовая станция, работающая на своей частоте. Соседняя базовая станция работает уже на другой частоте, чтобы рядом расположенные станции не создавали помех друг другу. Далее происходит так называемое повторное использование радиочастот.

Поскольку излучение станции перекрывается горизонтом, то на некотором удалении можно установить станцию, работающую на той же частоте. В результате мешать такие станции друг другу не будут. Получается, что экономиться полоса радиочастот, используемая сетью связи.


Антенны базовых станций GSM

Радиочастотный спектр является природным, ограниченным ресурсом, наподобие нефти или газа. Распределением частот в России занимается государственная комиссия по радиочастотам – ГКРЧ. Чтобы получить разрешение на развёртывание сетей беспроводного доступа порой ведутся настоящие "корпоративные войны" между операторами мобильных сетей связи.

Почему микроволновое излучение используется в системах радиосвязи, если оно не обладает такой дальностью распространения, как, например, длинные волны?

Причина в том, что чем выше частота излучения, тем больше информации можно передавать с его помощью. К примеру, многие знают, что оптоволоконный кабель обладает чрезвычайно высокой скоростью передачи информации исчисляемой терабитами в секунду.

Все высокоскоростные телекоммуникационные магистрали используют оптоволокно. В качестве переносчика информации здесь служит свет, частота электромагнитной волны которого несоизмеримо выше, чем у микроволн. Микроволны в свою очередь имеют свойства радиоволн и беспрепятственно распространяются в пространстве. Световой и лазерные лучи сильно рассеиваются в атмосфере и поэтому не могут быть использованы в мобильных системах связи.

У многих дома на кухне есть СВЧ–печь (микроволновка), с помощью которой разогревают пищу. Работа данного устройства основана на поляризационных эффектах микроволнового излучения. Следует отметить, что разогрев объектов, с помощью СВЧ–волн происходит в большей степени изнутри, в отличие от инфракрасного излучения, которое разогревает объект снаружи внутрь. Поэтому нужно понимать, что разогрев в обычной и СВЧ–печи происходит по-разному. Также микроволновое излучение, например, на частоте 2,45 ГГц способно проникать внутрь тела на несколько сантиметров, а производимый нагрев ощущается при плотности мощности в 2050 мВт/см2 при действии излучения в течение нескольких секунд. Понятно, что мощное СВЧ–излучение может вызывать внутренние ожоги, так как разогрев происходит изнутри.

На частоте работы микроволновки, равной 2,45 Гигагерцам, обычная вода способна максимально поглощать энергию сверхвысокочастотных волн и преобразовывать её в тепло, что, собственно, и происходит в микроволновке.

В то время пока идут неутихающие споры о вреде СВЧ-излучения военные уже имеют возможность проверить на деле так называемую "лучевую пушку". Так в Соединённых штатах разработана установка, которая "стреляет" узконаправленным СВЧ-лучём.

Установка на вид представляет собой что-то вроде параболической антенны, только невогнутой, а плоской. Диаметр антенны довольно большой – это и понятно, ведь необходимо сконцентрировать СВЧ-излучение в узконаправленный луч на большое расстояние. СВЧ-пушка работает на частоте 95 Гигагерц, а её эффективная дальность "стрельбы" составляет около 1 километра. По заявлениям создателей – это не предел. Вся установка базируется на армейском хаммере.

По словам разработчиков, данное устройство не представляет смертельной угрозы и будет применяться для разгона демонстраций. Мощность излучения такова, что при попадании человека в фокус луча, у него возникает сильное жжение кожи. По словам тех, кто попадал под такой луч, кожа будто бы разогревается очень горячим воздухом. При этом возникает естественное желание укрыться, сбежать от такого эффекта.

Действие данного устройства основано на том, что микроволновое излучение частотой 95 ГГц проникает на пол миллиметра в слой кожи и вызывает локальный нагрев за доли секунды. Этого достаточно, чтобы человек, оказавшийся под прицелом, ощутил боль и жжение поверхности кожи. Аналогичный принцип используется и для разогрева пищи в микроволновой печи, только в микроволновке СВЧ-излучение поглощается разогреваемой пищей и практически не выходит за пределы камеры.

На данный момент биологическое воздействие микроволнового излучения до конца не изучено. Поэтому, чтобы не говорили создатели о том, что СВЧ-пушка не вредна для здоровья, она может причинить вред органам и тканям человеческого тела.

Стоит отметить, что СВЧ-излучение наиболее вредно для органов с медленной циркуляцией тепла – это ткани головного мозга и глаз. Ткани мозга не имеют болевых рецепторов, и почувствовать явное воздействие излучения не удастся. Также с трудом вериться, что на разработку "отпугивателя демонстрантов" будут отпускаться немалые деньги – 120 миллионов долларов. Естественно, это военная разработка. Кроме этого нет особых преград, чтобы увеличить мощность высокочастотного излучения пушки до такого уровня, когда его уже можно использовать в качестве поражающего оружия. Также при желании её можно сделать и более компактной.

В планах военных создать летающую версию СВЧ-пушки. Наверняка её установят на какой-нибудь беспилотник и будут управлять им удалённо.

Вред микроволнового излучения

В документах на любой электронный прибор, который способен излучать СВЧ-волны упоминается так называемый SAR. SAR – это удельный коэффициент поглощения электромагнитной энергии. Простым языком – это мощность излучения, которая поглощается живыми тканями тела. Измеряется SAR в ваттах на килограмм. Так вот, для США определён допустимый уровень в 1,6 Вт/кг. Для Европы он чуть больше. Для головы 2 Вт/кг, для остальных частей тела и вовсе 4 Вт/кг. В России действуют более строгие ограничения, а допустимое излучение меряется уже в Вт/см2. Норма составляет 10 мкВт/см2.

Несмотря на то, что СВЧ излучение принято считать неионизирующим, стоит отметить, что оно в любом случае оказывает влияние на любые живые организмы. Например, в книге "Мозг в электромагнитных полях" (Ю. А. Холодов) приводятся результаты множества экспериментов, а также тернистая история внедрения норм на облучение электромагнитными полями. Результаты весьма любопытны. Микроволновое излучение влияет на многие процессы, протекающие в живых организмах. Если интересно, почитайте.

Из всего этого следует несколько простых правил. Как можно меньше болтать по мобильному телефону. Держать его подальше от головы и важных частей тела. Не спать со смартфоном в обнимку. По возможности использовать гарнитуру. Держаться подальше от базовых станций сотовой связи (речь идёт о жилых и рабочих помещениях). Не секрет, что антенны подвижной связи ставят на крышах жилых домов.

Также стоит "швырнуть камень в огород" мобильного интернета при использовании смартфона или планшета. Если вы "сидите в интернете", то устройство постоянно передаёт данные базовой станции. Даже если излучение по мощности небольшое (всё зависит от качества связи, помех и удалённости базовой станции), то при длительном использовании негативный эффект обеспечен. Нет, вы не облысеете и не начнёте светиться. В мозгу нет болевых рецепторов. Поэтому он будет устранять "проблемы" по "мере сил и возможностей". Просто будет сложнее сконцентрироваться, усилится усталость и пр. Это как пить яд малыми дозами.

Главная &raquo Технологии &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

go-radio.ru

48.Особенности диапазона свч. Деление свч диапазона на поддиапазоны.

СВЧ подразделяется на:

ультравысокие частоты (УВЧ, UHF) 0,3..3 ГГц;

сверхвысокие частоты (СВЧ, SHF) 3..30 ГГц;

крайне высокие частоты (КВЧ, EHF) 30..300 ГГц;

гипервысокие частоты (ГВЧ, ННF) 300..3000 ГГц.

Граничным частотам приведенных диапазонов соответствуют определенные значения длин волн, которые можно определить по формуле λ = c/f = 30/f, (1.1)

где λ – длина волны, см; c – скорость распространения света; f – частота, ГГц.

Если определять диапазоны не частотами, а длинами волн, то диапазон УВЧ может быть назван дециметровым диапазоном (ДМВ) λ = 10..1 дм; СВЧ – сантиметровым (СМВ), λ = 10..1 см; КВЧ – миллиметровым (ММВ), λ = 10..1 мм, а ГВЧ – децимиллиметровым (ДМ), λ = 1..0,1 мм.

Ввиду большой общности свойств этих диапазонов, а также общности принципов построения приборов и устройств этих диапазонов, их принято считать единым диапазоном сверхвысоких частот (СВЧ).

В диапазоне СВЧ существует возможность создания узконаправленного излучения при сравнительно небольших геометрических размерах антенн. Это позволяет осуществлять направленную передачу сигналов, достоинством которой являются снижение взаимных помех, увеличение дальности действия радиосистем, скрытность передачи, высокая точность радиолокационного определения координат объектов и др.

Огромная ширина диапазона СВЧ позволяет разместить в нем большое число каналов связи, использовать широкополосные помехоустойчивые виды модуляции. Это дает возможность осуществлять высококачественную передачу телефонных и телевизионных сигналов, передавать с большой скоростью цифровую информацию компьютерных сетей.

В диапазоне СВЧ мал уровень промышленных и атмосферных помех, условия распространения радиоволн СВЧ диапазона не зависят от смены времени суток и сезонов года. В связи с этим минимальный уровень принимаемых сигналов в диапазоне СВЧ практически определяется собственными шумами приемных устройств.

Электромагнитные колебания части СВЧ диапазона проходят с малым затуханием сквозь толщу атмосферы Земли. Это позволяет использовать СВЧ диапазон для связи с космическими объектами, передачи информации через спутники связи, в радиоастрономии.

Увеличение частоты колебаний ведет к пропорциональному увеличению кванта энергии, и в диапазоне СВЧ квант энергии соизмерим с энергиями возбуждения и ионизации атомов и молекул различных веществ.

СВЧ колебания хорошо поглощаются многими диэлектрическими материалами, парами воды. На этом свойстве СВЧ энергии основаны СВЧ нагрев и сушка материалов, использование СВЧ энергии в пищевой промышленности, быту, с целью ускоренного приготовления пищи, пастеризации, стерилизации и обезвоживания пищевых продуктов.

Волны СВЧ диапазона применяются в медицине для прогрева тканей организма (диатермия), в фармакологической технологии. СВЧ колебания могут оказывать специфическое воздействие на процессы в живых клетках, что также используется в медицине и для биологических исследований.

В диапазоне СВЧ длина волны становится соизмеримой с размерами элементов цепей, что приводит к обычно не контролируемым излучениям элементов схем, создающих нежелательные связи между элементами и увеличивающих потери энергии за счет излучения. Увеличение частоты колебаний приводит к росту потерь в диэлектрических материалах, используемых в конструкции СВЧ устройств. Рост потерь в диапазоне СВЧ связан также с характером протекания токов по проводникам. Если на постоянном токе и на низких частотах плотность тока по поперечному сечению проводника постоянна, то при значительном увеличении частоты ток в основном будет протекать в тонком поверхностном слое проводника. Это явление называется скин-эффект. При этом плотность тока экспериментально

уменьшается от своего максимального значения на поверхности вглубь проводника. Толщину поверхности слоя (скин-слоя) полагают равной такой толщине, на которой плотность тока уменьшается в е раз.

Толщина скин-слоя определяется выражением:[мкм] (1.2)

где f – частота в МГц, Gм = 3,8×107 См/м – удельная проводимость меди, G – удельная проводимость рассматриваемого материала. Наличие скин-эффекта приводит к росту сопротивления проводников с увеличением частоты тока, протекающего через проводник.

Для уменьшения потерь энергии в диапазоне СВЧ используют специальные изоляционные материалы с малыми потерями, а также уменьшают активное сопротивление проводников с помощью увеличения их поверхности, улучшения чистоты обработки поверхности проводников, применения покрытий материалами с низкой удельной проводимостью (серебро, золото).

Особенностью диапазона СВЧ является характер передачи энергии электромагнитных колебаний. В диапазоне СВЧ используют линии передачи энергии, которые либо ограничивают пространство, где распространяется энергия (волноводы, коаксиальные линии, полосковые линии), либо задают направление распространения энергии (двухпроводные линии передачи).

Классификация СВЧ приборов

Приборы СВЧ предназначены для усиления, генерирования и преобразования частоты электромагнитных колебаний СВЧ диапазона. В зависимости от способа преобразования энергии различают электронные приборы СВЧ и квантовые приборы. В электронных приборах СВЧ происходит преобразование электрической энергии источников постоянного или импульсного напряжения в энергию СВЧ колебаний при помощи потока свободных электронов, выполняющих роль посредника при передаче энергии, полученной от источника питания, электромагнитным колебаниям СВЧ. Передача энергии осуществляется в процессе движения электронов против сил торможения, создаваемых переменным электрическим СВЧ полем, связанным с колебательной системой.

В квантовых приборах в энергию электромагнитных колебаний СВЧ преобразуется внутренняя энергия атомов (ионов, молекул). Электроны, участвующие в процессе преобразования энергии, остаются связанными со своими атомами. Передача энергии от источника питания происходит в результате изменения квантовых состояний того или иного ансамбля частиц, входящих в состав вещества.

Все современные приборы СВЧ можно разделить на две большие группы по виду среды, в которой происходят процессы, приводящие к генерации и усилению СВЧ колебаний. К первой группе принадлежат приборы, внутри которых для нормальной работы необходим высокий вакуум. Приборы этой группы называются электровакуумными приборами СВЧ (ЭВП СВЧ). Ко второй группе отнесем приборы, в которых процессы происходят не в вакууме, а в веществе. Во вторую группу входят полупроводниковые приборы СВЧ, рабочей средой которых является объем легированного полупроводника, и квантовые приборы СВЧ, рабочим веществом в которых может быть диэлектрик или газ.

По характеру энергообмена ЭВП СВЧ могут быть разделены на приборы типов О и М.

Приборы СВЧ О-типа (от франц. L'onde – волна) – это приборы, в которых происходит преобразование кинетической энергии электронов в энергию СВЧ поля в результате торможения электронов этим полем. Магнитное поле в таких приборах или не используется совсем, или применяется только для целей фокусировки электронного потока и не имеет принципиального значения для процесса преобразования энергии электронов в энергию электромагнитных колебаний СВЧ. Характерной особенностью этих приборов является использование продольных статических электрических и магнитных полей. Движение электронов в таких приборах происходит по прямолинейным траекториям.

В приборах М-типа (магнетронного типа), которые еще также называются приборами со скрещенными полями, так как в таких приборах движение электронов происходит во взаимно перпендикулярных (скрещенных) статических электрическом и магнитном полях.

Траектории электронов в приборах М-типа имеют криволинейный вид. В процессе своего движения электроны, сохраняя кинетическую энергию, непрерывно смещаются в область с более высоким потенциалом, тем самым передавая часть своей потенциальной энергии СВЧ полю.

По длительности взаимодействия электронов с полем СВЧ ЭВП СВЧ подразделяются на приборы с кратковременным (прерывистым) взаимодействием и приборы с длительным (непрерывным) взаимодействием. Приборы с кратковременным взаимодействием одновременно являются приборами О-типа. Приборы с длительным взаимодействием могут быть как типа О, так и М.

По виду управления электронным потоком ЭВП СВЧ подразделяются на приборы с электростатическим и динамическим управлением.

Квантовые приборы удобно разделить на две группы в соответствии с диапазоном рабочих частот. Квантовые приборы СВЧ диапазона называют "мазерами". Квантовые приборы в оптическом диапазоне получили название оптических квантовых генераторов (ОКГ) или "лазеров

studfiles.net

Токи высоких (ВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот.

Кроме рассмотренного нами тока промышленной частоты (50 Гц), сегодня все большее распространение как в радиосвязи, так и в энергетике получили токи высокой (от 30 КГц до ЗО0 МГц) и сверхвысокой (от 300 МГц до 300 ГГц) частоты. Указанные диапазоны расположены между участками длинных радиоволн и инфракрасных тепловых излучений. Они применяются в телевизорах, радиоприемниках, видеомагнитофонах, МКВ-печах и др. В крупных городах увеличивается число передатчиков на башнях телецентров, находящихся в черте жилых застроек. Их размещение весьма привлекательно из-за большой высоты башни, но в то же время это существенно осложняет обстановку в прилегающих жилых районах. В последнее время широкое распространение получили такие источники ЭМП, как видиодисплейные терминалы и радиотелефоны, системы мобильной связи. Т.е., ЭМП различных частот и интенсивности окружают человека дома, на улице, на работе, в саду и даже в лесу, вблизи линий электропередач. Мы просто купаемся в излучениях. Но их применение в различных частотных диапазонах приводит к тому, что при определенных условиях они оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Интенсивность этого воздействия зависит от мощности источника тока, режима и продолжительности его действия, конструктивных особенностей излучающих устройств, технического состояния аппаратуры, а также от расположения рабочего места в эффективности защитных мероприятий.

Составляющими токов ВЧ и СВЧ являются электрическое (ЭП), магнитное (МП) и электромагнитное (ЭМП) поля. Их воздействие может носить изолированный (от одного источника), сочетанный (от двух и более источников одного диапазона), смешанный (от двух и более различных источников) и комбинированный (в случае одновременного воздействия различных неблагоприятных факторов) характер. Воздействие бывает постоянное и прерывистое (облучение от устройств с перемещающейся диаграм­мой излучения - вращающиеся и сканирующие антенны РЛС).

Известно, что эффект воздействия СВЧ ЭМ поля на биологические объекты в известной степени определяется количеством проникающей в них и поглощаемой ими электромагнитной энергии. При соответствующем регулировании выходной мощности генератора сверхвысоких частот и продолжительности облучения различные ткани, содержащие кровеносные сосуды, могут быть нагреты практически до любой температуры. Температура тканей, начинает повышаться сразу же после подвода к ней СВЧ-энергии. Этот рост температуры продолжается в течение 15-20 мин и может на 1-2 °С повысить температуру ткани по сравнению со средней температурой тела, после чего температура начинает падать. Падение температуры в облучаемом участке происходит в результате резкого увеличения в нем потока крови, что приводит к соответствующему отводу теплоты.

Отсутствие кровеносных сосудов в некоторых частях тела делает их особенно уязвимыми к облучению сверхвысокими частотами. В этом случае теплота может поглощаться только окружающими сосудистыми тканями, к которым она может поступать только путем теплопроводности. Это в частности справедливо для тканей глаза и таких внутренних органов, как желчный пузырь, мочевой пузырь и желудочно-кишечный тракт. Малое количество кровеносных сосудов в этих тканях затрудняет процесс авторегулирования температуры. Кроме того, отражения от граничных поверхностей полостей тела и областей расположения костного мозга при определенных условиях приводит в образованию стоячих волн. Чрезмерное возрастание температуры в отдельных участках действия стоячих волн может вызвать повреждение ткани. Отражения такого рода вызываются также металлическими предметами, расположенными внутри или на поверхности тела.

При интенсивном облучении этих тканей СВЧ-полем наблюдается их перегрев, приводящий к необратимым изменениям. В то же время СВЧ-поля малой мощности благотворно воздействуют на организм человека, что используется в медицинской практике.

Головной и спинной мозг чувствительны к изменениям давления, и поэтому повышение температуры в результате облучения головы может иметь серьезные последствия. Кости черепной коробки вызывают сильные отражения, из-за чего оценить поглощенную энергию очень трудно. Повышение температуры мозга происходит наиболее быстро, когда голова облучается сверху или когда облучается грудная клетка, так как нагретая кровь из грудной клетки непосредственно направляется к мозгу. Облучение головы вызывает состояние сонливости с последующим переходом к бессознательному состоянию. При длительном облучении появляются судороги, переходящие затем в паралич. При облучении головы неизбежно наступает смерть, если температура мозга повышается на 6 °С.

Длина волны этого диапазона намного больше размеров тела человека. Максимальные токи возникают в теле, когда его большая ось расположена параллельно силовым линиям ЭМП. Общим в характере биологического воздействия названных полей токов ВЧ и СВЧ большой интенсивности является тепловой эффект, который может выражаться в интегральном повышении температуры тела или в избирательном нагреве отдельных тканей или органов, причем органы и ткани, недостаточно хорошо снабженные кровеносными сосудами (хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь), наиболее чувствительны к такому локальному перегреву. Глаз - это один из наиболее чувствительных к облучению энергией СВЧ органов, потому что он имеет слабую терморегуляционную систему, и выделяющаяся теплота не может отводиться достаточно быстро. После 10 мин облучения мощностью 100 Вт на частоте 2450 МГц возможно развитие катаракты (помутнения хрусталика глаза), в результате чего белок хрусталика коагулирует и образует видимые белые вкрапления. На этой частоте наибольшая температура возникает около задней поверхности хрусталика, который состоит из протеина, легко повреждаемого при нагревании.

Чувствительными к воздействию волн радиочастот являются центральная нервная система (ЦНС) и сердечно-сосудистая система (ССС). Нарушения в деятельности ЦНС сражаются в первую очередь в учащении ритма работы сердца, а в более тяжелой форме - в нарушении функций головного мозга. Под воздействием СВЧ-излучения возникают нарушения восприятия реальности, усталость, тошнота, головная боль.

Особенно чувствительны к подобному облучению мужские половые органы. Для них безопасная плотность облучения не превышает 5 мВт/ см2. При превышении интенсивности может наступить временное или даже полное бесплодие. А генетики считают, что даже меньшие плотности облучения могут вызвать мутации генов, которые остаются скрытыми в течение нескольких поколений.

При выраженных формах заболевания появляется лейкопения (уменьшение лейкоцитов в крови), лимфопения (уменьшение лимфоцитов) и тромбоцитопения. Возможны изменения в костном мозге, нарушения в эндокринной системе (гиперфункция щитовидной железы - зобная болезнь, пучеглазие), нарушение функций соловых желез. В результате сильного облучения токами СВЧ может наступить удушье. Особо следует заострить внимание на механизме действия токов СВЧ сантиметрового диапазона. Аппаратура этого диапазона находит сейчас все более широкое применение. На более высоких частотах длина волны становится соизмерима с размерами тела человека и его отдельных органов. В тканях начинают преобладать диэлектрические потери, в электролитах (кровь и лимфа) наводятся ионные вихревые токи. Энергия ЭМП поглощается в организме, превращаясь в тепловую. Нарушаются обменные процессы в клетках. Особенно сильно страдают органы со слабо выраженным механизмом терморегуляции : мозг, глаза, желчный и мочевой пузырь, нервная система. Наблюдаются трофические изменения в организме, старение и шелушение кожи, ломкость ногтей, выпадение волос.

Проникновение токов СВЧ в жировую ткань в 4 раза глубже, чем в мышечную. Причем максимальное проникновение тока СВЧ с λ = 20-40 см. Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги - уменьшается кислородная насыщенность крови, повышается венозное давление, замедляется кровоток и, как следствие, наступает нарушение сердечно-сосудистой деятельности и нервной системы. Даже локальное облучение токами СВЧ вызывает общую реакцию организма. Помимо непосредственного воздействия на работника лучистый поток теплоты нагревает пол, стены, оборудование, что приводит к повышению температуры воздуха в помещении, ухудшению условий труда. В целях предупреждения вредного влияния токов и их полей проводится контроль их уровней.

Мы знаем, что интенсивность излучения максимальна вблизи излучающих систем (антенны, открытые контуры волноводов и р.). Но излучение возможно и в других местах. Это и утечки в токах генераторов, неплотности в сочленениях тракта передачи волн, катодные выводы магнетронов и др. Излучения в этих случаях возможны в рабочих помещениях. При этом необходимо учитывать, что контролируемые параметры излучений неодинаковы во всех случаях и во многом зависят от электромагнитной обстановки (особенностей ЭМП). Так, в ближней зоне излучения (зоне индукции), которая простирается на 1/6 длины волны, энергия поля представляет собой некоторый запас реактивной мощности, т.к. МП еще не сформировалась и его интенсивность оценивается в основном по электрической составляющей.

Промежуточная зона (зона интерференции) от 1/6 до 6 длин волны характеризуете наличием сформированного ЭМП, распространяющегося в виде бегущей волны. Таким образом, в зависимости от места нахождения работающего относительно источника излучения он может подвергаться воздействию электрической или магнитной составляющей поля или их сочетанию, а в случае пребывания в волновой зоне воздействию сформировавшейся электромагнитной волны.

Воздействие ЭМП СВЧ не ограничивается биологическими объектами. В жизнь современного человека прямо-таки врываются электронные новшества и давно проверенные и привычные компоненты различной сложности. Даже в обычном автомобиле насчитываются десятки радиоэлектронных устройств. В самолетах их счет переходит на сотни – датчики, полетные и навигационные компьютеры, системы автопилотирования и контроля связи, приводов и т.д. Одновременно происходит развитие наземных и воздушных систем, принцип действия которых основан на излучении ЭМП большой мощности и частоты. Это станции дальней космической связи и телеметрии, обладающие мощностью дл сотен киловатт, станции дальнего радиолокационного обнаружения. Так, например, импульсный радар ДРЛС обладает пиковой мощностью до 700 мегаватт, что уже на значительной дальности (порядка 5-10 км) представляет опасность не только для радиолокационного оборудования, но и для людей, находящихся вне укрытия.

Одним из источников ЭМП, переходящего в ЭМИ, являются перспективные космические электростанции, представляющие собой геостанционарные спутники, собирающие энергию солнца, преобразующие ее в электрическую и передающие ее в виде СВЧ-излучения на землю в специальные приемники, Попадающие в зоны подобного излучения средства радиоэлектроники подвергаются опасности необратимых повреждений.

Для чего необходимо знать эти детали? Дело том, что контроль уровней ЭП осуществляется по значению напряженности ЭП выражаемой в В/м (кВ/м). Контроль уровней МП - по значению напряженности МП, выражаемой в А/м (кА/м), или магнитной индукции, выражаемой в Тл (мТл, мкТл). Соотношение между значениями напряженности МП и индукции 1мТл = 800 А/м. Энергетическим показателем для волновой зоны являет» плотность потока энергии, т.е. энергия, проходящая через 1 cм2 поверхности, перпендикулярной к направлению распространения ЭМ волны за I с. За единицу ППЭ принят Вт/см2 (мВт/см2 или мкВт/см2) в сек. Так, при воздействии ЭП с ППЭ=0,1 Вт/см2 в с. на рабочем месте может находиться весь рабочий персонал. При ППЭ от 1 до 10 Вт/см2 - не более 20 мин при условии пользования защитными очками. Предельно допустимая интенсивность постоянного облучения по функциональным изменениям - 0,01 мВт/см2. При наличии на рабочем месте рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в помещении допустимое ППЭ или вpeмя нахождения на рабочем месте уменьшается на порядок.

 

Таблица 4

Предельно допустимые уровни ЭМП

При круглосуточном непрерывном облучении

Метрическое подразделение диапазона     Частоты   Длины волн Предельно допустимый уровень
Километровые волны,низкие частоты 30-330 КГц 10-1 км 25 Вт/м
Гектометровые волны,средние частоты 0,3-3 МГц 1-0,1 км 15 Вт/м
Декаметровые волны,высокие частоты 3-30 МГц 100-10 м 10 Вт/м
Метровые волны, очень высокие частоты 30-300 МГц 10-1 м 3 Вт/м
Дециметровые волны, ультравысокие частоты 300-3000 МГц 1-0,1 м мкВт/ см2
Сантиметровые волны, сверхвысокие частоты 3-30 ГГц 10-1 см 10 мкВт/см2

 

Необходимо иметь в виду, что гигиенические нормативы разработаны не для всех частот, а лишь для 50 Гц, 1-12 кГц и 0,06- 300 мГц. Для ЭП ряда частот менее 50 Гц отсутствуют средства измерений. Нет средств измерений для ряда режимов импульсных воздействий. И то же самое можно сказать об измерении энергии МП. Отсутствуют методы и средства измерений МП с частот' более 30 мГц, а также импульсных МП. А ведь повышение напряженности тока частот более 30 мГц наиболее опасно и ограничивает время пребывания на рабочем месте. Ряд тесламетров переменного тока пригодны для измерения ЭП и МП лишь на строго определенных частотах. Проверка их пригодности осуществляется созданием образцовых полей и сравнение с показателями образцовых установок. Но и они разработаны не для всех частот. Одним из универсальных измерительных средств является высокочувствительный прибор «Локсан», работающий от батареек. О наличии электромагнитного поля с энергией, превышающей допустимую, он предупреждает сигналом.

Защита от воздействия ВЧ и СВЧ

Для предупреждения вредного воздействия ЭМП ВЧ и СВЧ на объектах (промышленных предприятиях), лабо­раториях, радиостанциях и т.п. предусматриваются сле­дующие мероприятия:

►санитарными правилами устанавливается порядок раз­мещения оборудования в помещениях и порядок досту­па персонала в эти помещения. Запрещается пребыва­ние лиц, не связанных с обслуживанием в залах пере­датчиков, на антенных полях и других местах, где дей­ствуют источники ВЧ и СВЧ-излучений;

►при размещении ВЧ и СВЧ-установок в отдельных по­мещениях запрещается проведение в них работ, не свя­занных с обслуживанием установок;

►для снижения напряженности ЭМП применяется экра­нирование источников излучения, смотровых окон, фи­деров, катушек индуктивности и конденсаторов. Пре­дусматривается дистанционное управление и контроль установок в экранированных помещениях;

►один раз в год производятся измерения напряженности ЭП в зоне обслуживания установок, а также в прилега­ющих служебных помещениях на максимально исполь­зуемых установками мощностях. Аналогичные измере­ния проводятся после ремонтных работ и при вводе в действие новых установок. Результаты измерений зано­сятся в специальный журнал.

Неплохим защитным средством от вредного воздействия ВЧ и СВЧ-излучений является нейтрализатор «Гамма-7Н», обеспечивающий защиту от излучений и нейтрализацию искусственных геопатогенных зон на производстве и в быту. Это широкополосный автопреобразователь слабых физических полей, работающий от энергии окружающей среды. Рассеивает, размельчает электромагнитное излучение, в т.ч. рентгеновское, ультрафиолетовое. Ослабление физической компоненты исходного излучения в 30 раз (эталонного излучения кварца в 60 раз), а по импульсным модулированным сигналам – в 3,5 раза.

Пострадавшему от поражения токами СВЧ необходимо сделать искусственное дыхание, обеспечить быстрое охлаждение тела и кислородное питание. Следует подчеркнуть, что у человека отсутствуют органы чувств, которые бы своевременно предупреждали об опасности облучения. Из-за большой глубины проникновения ЭМИ нельзя полагаться на обманчивые тепловые ощущения кожи.

 

Как и при работе с любыми видами излучений, работающий с токами ВЧ и СВЧ должен периодически проходить медосмотр. Причем этот медосмотр, вследствие специфики работы с этими излучениями, должен быть комплексным - терапевт, невропато­лог, окулист. Необходимо также помнить, что при допуске к работе с аппаратурой СВЧ имеется ряд медицинских противопо­казаний.

Рекомендации при работе с ВЧ и СВЧ :

экранирование источников излучения, рациональное разме­щение передатчиков, отдельных ВЧ и СВЧ блоков, дистанционное управление передатчиками.

на участке изготовления аппаратуры необходимо применять поглотители мощности, имитаторы цепи, волноводные осветите­ли, ослабители, экранизацию рабочих мест, использовать СИЗ (защитные очки типа ОРЗ-5).

при работе нескольких генераторов в одном помещении следует принять меры, исключающие превышение предельно до­пустимых уровней облучения за счет суммирования энергии из­лучения.

 

Лазерное излучение

Лазерное излучение (ЛИ) – излучение огромной интенсивности оптического квантового генератора связано с широким распространением высокоэнергетических процессов. Благодаря уникальным свойствам излучения лазеры нашли широкое применение в науке и технике (машиностроение, авиация и космонавтика, судостроение, геодезия, строительство, измерительная техника, галография, исследование структуры вещества, вычислительная техника, микроэлектроника, создание различных оптических эффектов в театрально-зрелищных мероприятиях, разделение изотопов и т.д.). Лазеры позволяют быстро и надежно контролировать загрязненность атмосферы и водной поверхности, определять внутренние дефекты в различных механизмах. Исключительно большое применение лазеры нашли в медицине, в том числе для диагностики и лечении различных заболеваний. Такое широкое их применение возможно благодаря та­ким уникальным свойствам, как монохроматичность и высокая плотность излучаемых колебаний, а также благо­даря возможности формирования узких пучков излучения с высокой концентрацией в них электромагнитной энер­гии. Излучение может охватить весь оптический диапазон электромагнитной энергии. Это дает возможность концентрировать световую энергию в пространстве. Лазеры, генерирующие непрерывное излучение, позволяют давать непрерывное излучение, позволяют создавать интенсивность порядка 10 10 Вт/см 2 , что достаточно для плавления и испарения любого материала. При генерации коротких импульсов интенсивность излучения достигает 10 15 Вт/см2 и больше, что открывает возможность создания управляемого термоядерного синтеза.

Различают следующие режимы генерации ЛИ :

импульсный;

импульсно-периодический;

непрерывный.

Диапазон длин волн, излучаемых лазером, охватывает видимый спектр и распространяется на инфракрасную и ультрафиолетовую области. Чаще всего используются ла­зеры с длиной волн 0,49-0,51; 0,53-0,63; 0,694, 1,06 и 10,6 мкм. Видимая область лежит в пределах 0,4-0,86 мкм.

Параметрами воздействия ЛИ являются :

энергия одного импульса в Дж;

мощность непрерывного излучения в Вт;

расстояние до границы рабочей зоны (ГРЗ) в см.

По санитарным нормам источники излучения оптиче­ского диапазона в зависимости от спектрального состава излучения делятся на четыре диапазона.

Класс 1 (безопасное) – выходное излучение вредно, но не опасно для глаз.

Класс 2 (молоопасное) – опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение.

Класс 3 (среднеопасное) – опасно для глаз прямое, зеркально или диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение.

Класс 4 (высокоопасное) – опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности. Это источники ЭМИ в диапазоне волн от 0,2 дм до 1000 мкм.

В качестве ведущих критериев по оценке степени опасности генерирующего ЛИ приняты величина мощности (энергии), длина волны, длительность импульса и экспозиция излучения.

Предельно допустимые уровни, требования к устройству, размещению и безопасной эксплуатации лазеров регламентированы «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров № 2392-81», которые позволяют разрабатывать мероприятия по обеспечению безопасных условий труда при работе с лазерами. Санитарные нормы и правила позволяют определить величины ПДУ для каждого режима работы, участка оптического диапазона по специальным формулам и таблицам. Нормируется энергетическая экспозиция облучаемых тканей. Для лазерного излучения видимой области спектра для глаз учитывается также и угловой размер источника излучения.

Предельно допустимые уровни облучения дифференцированы с учетом режима работы лазеров - непрерывный режим, моноимпульсный, импульсно-периодический.

В зависимости от специфики технологического процесса работа с лазерным оборудованием может сопровождаться воздействием на персонал главным образом отраженного и рассеянного излучения. Энергия излучения лазеров в биологических объектах (ткань, орган) может претерпевать различные превращения и вызывать органические изменения в облучаемых тканях (первичные эффекты) и неспецифические изменения функционального характера (вторичные эффекты), возникающие в организме в ответ на облучение.

Воздействие ЛИ на организм носит сложный характер и обусловлено как непосредственным воздействием ЛИ на облучаемые ткани, так и вторичными явлениями, выра­жающимися в различных изменениях, возникающих в организме. В оценку эффективности этих излучений поло­жено их взаимодействие с тканями организма человека, в частности, с роговицей глаза и кожей. Биологическое воз­действие ЛИ бывает термическим (ожог) — быстрый на­грев и мгновенное 'закипание жидкости, приводящее к ме­ханическому повреждению, и нетермическим, возникаю­щим в результате избирательного поглощения тканями ЭМ энергии. Первичный эффект проявляется в виде орга­нических изменений в облучаемых тканях (глаз, кожи). Сфокусированный на сетчатке хрусталиком глаза лазер­ный луч будет иметь вид малого пятна с еще более плот­ной концентрацией энергии, чем попадающее в глаз излу­чение. Энергия лазера адсорбируется пигментным эпите­лием и в течение очень короткого времени повышает в нем температуру до высоких уровней, вызывая термкоогуляцию прилегающих тканей – хореолетинальный ожог. Наибольшая проницаемость глаза, доходящая до 100%, лежит в области 0,5-0,9мкм. Влияние излучения лазера на орган зрения (от небольших функциональных нарушений до полной потери зрения) зависит в основном от длины волны и локализации воздействия. Длительное облучение глаз в диапазоне близкого инфракрасного излучения может привести к помутнению хрусталика. Воздействие на глаз сверхпороговых интенсивностей излучения вызывает тепловой ожог глазного дна с необратимыми повреждениями сетчатки глаза. Облучение глаз сопровождается развитием дистрофических изменений в коре головного мозга.

Импульсное ЛИ представляет большую опасность, чем непрерывное, так как в этом случае повреждение глазного дна вызывается комбинированным действием – термическим и механическим.

При применении лазеров большой мощности и расширении их практического использования возросла опасность случайного повреждения не только органа зрения, но и кожных покровов и даже внутренних органов с дальнейшими изменениями в центральной нервной и эндокринной системах. Под воздействием непрерывного ЛИ происходит коогуляция (свертывание) белка, а при больших мощностях – испарение биоткани. При мощности излучения в импульсе свыше 107 Вт и высокой степени фокусирования лазерного луча возможно образование ионизирующего излучения.

Воздействие на кожу. Интенсивное лазерное облучение кожи может вызвать в ней различные повреждения от легких функциональных изменений, сопровождающихся покраснением (эритема) до тяжелых патологических, включая омертвление (некроз). Наибольшее биологическое воздействие оказывает ЛИ с длинами волн 0,28…0,32 мкм. Оно наиболее глубоко проникает в кожу и обладает выраженным канцерогенным действием.

Степень воздействия определяется интенсивностью ЛИ, степенью пигментации кожи и состоянием кровообращения. Темная кожа, особенно при наличии родимых пятен, поглощает большую часть энергии по сравнению со светлой, а при белой энергия излучения проникает под кожу и повреждает расположенные под ней сосуды и нервные окончания.

При большой интенсивности облучения возможны повреждения не только глаз и кожи, но и внутренних органов и тканей. Они имеют характер отеков, кровоизлияний, омертвления тканей. Одним из наиболее уязвимых внутренних органов для воздействия ЛИ является печень.

ЛИ благодаря высокой интенсивности (I = 109 Вт/см2) также может воздействовать на элементы радиоэлектронной аппаратуры, вызывая, в частности, значительный нагрев поверхности облучаемых полупроводников. Если плотность потока тока энергии лазерного импульса превышает определенный порог (Wпл). поверхностный слой полупроводникового элемента испытывает фазовый переход плавления. При этом имеет место диффузия материала (примесей) и поверхности полупроводника в расплавленный слой, а также нарушение стехнометрического состава этого соя за счет испарения одной наименее устойчивой к нагреву компоненты в полупроводниках сложного состава.

В условиях допороговых энергий лазерного импульса (W ≤ Wпл) возникают точечные дефекты (электронное возбуждение, деформация и тепло). Тепловыделение при лазерном воздействии вызывает термализацию неравновестных носителей и решетки кристалла, а вместе с электронным возбуждением – деформацию поверхностного слоя за счет увеличения или уменьшения межатомного расстояния в молекулах кристаллов.

Ударный эффект

Кроме термического эффекта при действии лазерного излучения на ткани организма имеет место ударный эффект. При облучении поверхности кожи происходит испарение частиц, вследствие чего поверхности передаётся импульс, направленный в противоположном направлении, т.е. по ходу лазерного излучения. Одновременно с этим в облучаемой зоне образуется тепловое объёмное расширение. Из-за быстроты протекания процесса тепло не успевает передаться от более нагретых участков к менее нагретым . В результате начинает распространяться механическая волна вглубь ткани. Каждая молекула ткани организма обладает строго определённым запасом энергии, которому соответствует определенная структура энергетических уровней. При изменении структуры электронных уровней начинаются пространственные изменения в расположении молекул различных соединений. Поглощение клеткой лазерного излучения приводит к образованию паров внутри клеток и их гибели. Тепловое расширение клеток порождает гораздо большее давление, чем давление, образующееся при испарении частиц с поверхности. Повышение давления распространяется со сверхзвуковой скоростью (по характеру напоминает ударную волну) и только по мере проникновения вглубь ткани замедляется.

Таким образом при лазерном облучении разрушению могут подвергаться не только покровные ткани, но и внутренние органы без видимых наружных поражений.

В результате воздействия лазерного излучения на вещество возникают дополнительные колебания молекул с частотой 2-104-1013 Гц. Они также являются причиной повреждения облучаемых участков тканей. Белки, находящиеся во всех клетках живого организма, являются основным классом соединений, который определяет понятие «жизнь». Попадание лазерного излучения на ткань приводит к свёртыванию белков и образованию периодически повторяющихся зон уплотнённого вещества - коогулята или свернувшегося белка. Возникают колебания коогулята. Они приводят к образованию стоячей волны (наложение основной и отражённой волн) на различных по плотности веществ. В результате погибает большое количество клеток.

 

Кроме того, при действии ЛИ могут возникать сопутствующие опасные факторы:

сохранение электрического заряда после разряда конденсатора в накопительных батареях, системах управления и других узлах;

акустический шум до 120 ДБ на частоте 1000-250 Гц, возникающий в момент настройки лазера и в процессе взаимодействия ЛИ с мишенью. При работе мощных твердотельных лазеров импульсного действия дополнительным источником шума является блок накачки. Наиболее характерным типом интенсивного шума лазерных установок является импульсный шум. Вся энергия импульса беспрепятственно проходит во внутреннее ухо, обладая значительной интенсивностью, вызывая серьезные изменения в чувствительных клетках;

вредные химические примеси в воздухе рабочих помещений, образующиеся при разряде импульсных ламп накачки (озон, окислы азота), при действии его излучения на обрабатываемые материалы и в результате испарения материала мишени (оксид углерода, свинец, ртуть и др.). В жидкостных лазерах активная среда представляет собой раствор красителей или редкоземельных элементов в ацетоне, диметилформальдегиде, спиртах, кислотах и др. Особой токсичностью отличается семинил в присутствии четыреххлористого олова и оксихлорид фосфора.

В газовых лазерах активной средой является или смесь газов с парами металлов, брома, шестифтористой серы и др. В химических лазерах для создания активной среды используют смеси водорода и дейтерия с галогенами. При увеличении мощности излучения лазера в воздушную среду могут поступать пары нитробензола, сероуглерода, бензола и др;

воздействие ЭМ поля ВЧ и СВЧ на организм в целом заключается в том, что рентгеновское излучение при фокусировании ЛИ в газе в режиме модулирования добротности приводит к образованию сгустка высоко ионизированной плазмы с плотностью электронов 1045-1020 на см3. Этот вид ЛИ генерируется при использовании источников питания с напряжением свыше 15 кВ (вакуумные выпрямительные кенотроны и тиратроны, генераторные лампы).

Основным нормирующим фактором ЛИ является энергетическая экспозиция Н и облученность Е облучаемых тканей. Ее предельно допустимый уровень нормируется в спектральном диапазоне от180 до 105 нм. Величина ПДУ зависит от длины волны, длительности импульса, частоты повторений импульсов, продолжительности воздействия импульсов, а в видимой части спектра – дополнительно от освещенности роговицы глаза. Необходимо учитывать, что на ряд параметров ЛИ не разработаны их значения. Существуют лишь расчетные.

Любое лазерное изделие должно иметь пояснительный знак с надписью. Рамки текста и обозначения должны быть черными на желтом фоне.

Таким образом, ЛИ может представляет опасность для человека, вызывая в его организме патологические изменения, функциональные расстройства зрения, центральной нервной и вегетативной систем, а также воздействует на внутренние органы, такие как печень, спинной мозг и др. При эксплуатации лазерных установок (изделий) необходимо учитывать также возможность взрывов и пожаров при попадании ЛИ на горючие материалы.

Основным документом, регламентирующим требования безопасности при эксплуатации лазерных установок являются «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» № 5804 -91 (СанПиН-лазер), методические рекомендации "Гигиена труда при работе с лазерами", утвержденные МЗ РСФСР 27.04.81 г.; ГОСТ 24713-81 "Методы измерений параметров лазерного излучения. Классификация", ГОСТ 24714-81 "Лазеры. Методы измерения параметров излучения. Общие положения"; ГОСТ 12.1.040-83 "Лазерная безопасность. Общие положения"; ГОСТ 12.1.031 -81 "Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения".

Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, организационного, санитарно-гигиенического характера. При использовании лазеров II—III классов в целях исключения облучения персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсических веществ при воздействии на них лазерного излучения. Лазеры IV класса опасности размещаются в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционным управлением их работой.

При размещении в одном помещении нескольких лазеров следует исключить возможность взаимного облучения операторов, работающих на различных установках. Не допускаются в помещения, где размещены лазеры, лица, не имеющие отношения к их эксплуатации. Запрещается визуальная юстировка лазеров без средств защиты.

Для удаления возможных токсических газов, паров и пыли оборудуется приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Для защиты от шума принимаются соответствующие меры звукоизоляции установок, звукопоглощения и др.

К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазерами, относятся специальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до ПДУ. Защитные очки бывают открытые и закрытые с бесцветным стеклами и стеклами-светофильтрами, селикатными или пластмассовыми. Лицевые щитки применяются в тех случаях, когда ЛИ представляет опасность не только для глаз, но и для кожи лица.

Лазерный бронежилет, состоящий из отдельных уголковых отражателей, предназначен для активной защиты от ЛИ, которая заключается в отражении падающего луча, попадающего на ячеистую структуру бронежилет в строго противоположном направлении.

 

ОСВЕЩЕНИЕ

Свет является естественным условием жизнедеятельности человека, необходимым для сохранения здоровья и высокой производительности труда. С точки зрения безопасности жизнедеятельности чрезвычайно важна зрительная способность человека и зрительный комфорт. Много несчастных случаев происходит из-за неудовлетворительного освещения или из-за ошибок, сделанных по причине трудности распознавания того или иного предмета, связанных с управлением транспортных средств, оборудованием и др. Неудовлетворительная освещенность на рабочем месте является причиной снижения производительности и качества труда, получения травм.

Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380-760 нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора.

Для того, чтобы обеспечить условия для зрительного комфорта, к системе освещения предъявляются следующие требования :

равномерное освещение;

оптимальная яркость;

отсутствие бликов и ослепленности;

правильная цветовая гамма;

отсутствие пульсации света.

Свет должен включать компоненты как прямого, так и рассеянного излучения. Результатом этой комбинации станет тенеобразование, которое позволит правильно воспринимать форму и положение предметов на рабочем месте.

Освещение подразделяется на естественное, искусственное и совмещенное. Естественное освещение создается природными источниками света : прямыми солнечными лучами и диффузным светом небосвода (от солнечных лучей, рассеянных атмосферой). Естественное освещение является биологически наиболее ценным видом освещения, к которому максимально приспособлен глаз человека.

При недостатке освещенности естественного света используют искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света.




infopedia.su

На какой частоте работают свч печи. Микроволновая печь

Знания нельзя купить, здесь их дают бесплатно!

История изобретения.

Изобретение микроволновой печи - это изобретение совершенно нового способа приготовления пищи.

В 30-х годах 20-го века одновременно в разных странах велись работы над получением мощных радиоволн сверхвысокочастотного диапазона. Эти радиоволны прежде всего научились использовать в радиолокаторах. Совершенно случайно в 1932 году сотрудники одной из лаборатории в США поджарили без огня две сосиски, поместив их около мощного генератора СВЧ.

В 1945 году американский инженер Спенсер экспериментировал с магнетроном - радиолампой, генерирующей радиоволны в СВЧ-диапазоне. Спенсер взял несколько зёрен кукурузы и поместил их возле магнетрона, через несколько минут из зёрен получился попкорн. То же самое он проделал с сырым яйцом.

Сырое яйцо, оставшееся снаружи холодным, в середине почти мгновенно вскипело под действием электромагнитных волн.

В октябре 1945 года фирма, в которой работал Спенсер, получила патент на микроволновую печь и начала выпускать устройства под названием "радарная печь" - большие шкафы, набитые радиолампами, трансформаторами и охлаждающими вентиляторами. Пространство, куда следовало помещать пищу, было не больше обычной кухонной духовки. Использовали эти микроволновые печи для разморозки стратегических запасов продуктов.

В 1952 году японцы купили патент и наладили производство микроволновых печей для дома.

А ещё через пятнадцать лет в магазинах появились наши отечественные микроволновые печи.

Постепенно СВЧ-печи стали комбинированными и были оснащены грилем, конвектором, «криспом» и другими дополнительными функциями , при помощи которых готовка еды упростилась, а вкусовые качества сравнялись с блюдами, приготовленными традиционным способом.. Микроволновка может готовить еду пятью разными способами: простыми СВЧ; грилевым излучением; одновременно СВЧ и грилем; грилем с использованием конвекции; СВЧ с конвекцией.

Откуда берутся микроволны?

В бытовых микроволновых печах используются микроволны, частота которых составляет 2450 МГц. Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями, чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.

Источником излучения является высоковольтный вакуумный прибор - магнетрон. На нить накала магнетрона необходимо подавать высокое напряжение - около 3–4 кВ. Сетевого напряжения питания (220 В) магнетрону недостаточно, и питается он через специальный высоковольтный трансформатор .

Мощность магнетрона составляет примерно 700–850 Вт. Для охлаждения магнетрона рядом с ним имеется вентилятор, непрерывно обдувающий его воздухом. Вентилятор обеспечивает принудительную конвекцию воздуха в полости печи с одновременным его подогревом, что способствует равномерному пропеканию продуктов.

Микроволны с магнетрона поступают в печь по волноводу - каналу с металлическими стенками, отражающими СВЧ-излучение.

Сложную конструкцию имеет дверца микроволновки. Она должна обеспечивать возможность обзора (что происходит внутри) и исключать выход микроволн наружу. Это многослойный «пирог» из стеклянных или пластмассовых пластин.

Между пластинами обязательно есть сетка из перфорированного металлического листа. Металл отражает микроволны назад, в полость печи, а маленькие отверстия перфорации (менее 3мм) не пропускают СВЧ-излучение. По периметру дверцы вмонтирован уплотнитель из диэлектрического материала.

Для микроволнового приготовления пищи совершенно непригодна металлическая посуда. Микроволны не проникают сквозь металл, они отражаются от него. Это может вызвать электрический разряд (дугу) и нанести вред печи. Кроме того, отражённые микроволны могут проходить через стекло дверцы, что небезопасно для здоровья

Как микроволны нагревают пищу?

Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный. Таких молекул в пище много - это молекулы жиров, сахаров и воды. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, "плюсом" в одну сторону, "минусом" в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, как молекулы тут же переворачиваются на 180°. Поле волны, в котором находятся эти молекулы, меняет полярность 4 900 000 000 раз в секунду!

Под действием микроволнового излучения молекулы поворачиваются с бешеной частотой и трутся одна о другую. Выделяющееся при этом тепло и служит причиной разогрева пищи. Нагрев продуктов происходит за счёт прогрева микроволнами поверхностного слоя и дальнейшего проникновения тепла в глубину пищи за счёт теплопроводности.

Закипание воды в микроволновке происходит не так, как в чайнике, где тепло подводится к воде только снизу. Микроволновый нагрев идет со всех сторон. В микроволновке вода дойдёт до температуры кипения, но пузырьков не будет. Зато когда вы достанете стакан из печи, всколыхнув его при этом, - вода в стакане запоздало забурлит, и кипяток может ошпарить вам руки.

Если вы хотите довести воду в стакане или ином высоком узком сосуде до кипения, не забудьте опустить в него чайную ложечку перед тем, как поставить стакан в печь.

Как нельзя поступать?

Нельзя включать пустую печь , без единого предмета, который поглощал бы микроволны. Не встречая на своём пути никаких препятствий, микроволны будут многократно отражаться от внутренних стенок полости печи, а сконцентрированная энергия излучения может вывести печь из строя. В качестве минимальной загрузки необходимо ставить в неё хотя бы стакан воды.

Опасны ли микроволны?

Микроволны не оказывают никакого радиоактивного воздействия на биологические ткани и продукт питания.

Приготовление пищи при помощи микроволн требует очень небольшого количества жиров, поэтому приготовленная

vemid.ru

Понятие об СВЧ диапазоне радиоволн и особенности их распространения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УКРАИНЫ (КПИ)

Факультет военной подготовки

Реферат

по дисциплине

«Основы построения и устройства ЗРК»

на тему:

«Понятие об СВЧ диапазоне радиоволн.

Особенности их распространения»

Киев-99

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Понятие радиолокации включает в себя процесс обнаружения и определения местоположения различных объектов в пространстве с использованием явления отражения радиоволн от этих объектов.

В связи с этим характеристики используемых радиоволн и особенности их распространения в различных условиях имеют первостепенное значение для достижения требуемого результата.

Электромагнитные колебания сверхвысокой частоты (СВЧ колебания), представляют для нас особый интерес, так как соответствующий им диапазон УКВ имеет определенные преимущества по сравнению с волнами других диапазонов.

1. Понятие об СВЧ радиоволнах

В радиолокации используются электромагнитные колебания сверхвысокой частоты, которым соответствует диапазон УКВ. В следующей таблице приведено принятое деление диапазона УКВ:

Применение диапазонов УКВ объясняется преимуществами, свойственными радиоволнам этого диапазона по сравнению с волнами других диапазонов.

Радиоволны УКВ диапазона хорошо отражаются от предметов, встречающихся на пути их распространения. Это позволяет получать интенсивные сигналы, отраженные от целей, облученных радиолокационной станцией. В диапазоне УКВ легче получить остронаправленный радиолуч, необходимый для измерения угловых координат цели. В этом диапазоне наблюдается значительно меньше индустриальных помех.

Первые радиолокационные станции работали в метровом диапазоне; они имели низкую разрешающую способность и невысокую точность определения угловых координат целей. В настоящее время в радиолокации практически применяют почти весь сантиметровый диапазон волн и начинают осваивать миллиметровый диапазон. В этих диапазонах радиолокационные станции имеют относительно малогабаритные антенны, отличающиеся остронаправленным действием и обладающие высокой разрешающей способностью, необходимой для повышения точности определения угловых координат объектов.

2. Особенности распространения СВЧ радиоволн

По аналогии со световыми волнами УКВ распространяются прямолинейно и огибают лишь предметы, имеющие геометрические размеры, соизмеримые с длиной волны. Огибание препятствий радиоволнами дифракция, сказывается тем сильнее, чем больше длина волны и чем меньше размеры препятствия. На границе двух сред происходит отражение радиоволн по закону оптики – угол падения равен углу отражения. Частичное преломление радиоволн также происходит по законам оптики. Крупные искусственные сооружения и горы, встречающиеся на пути радиоволн, а также сферическая форма земли препятствуют распространению радиоволн вдоль земли. Дальность радиолокационной станции обнаружения ограничивается обычно прямой видимостью между ее антенной и целью. Дальность прямой видимости (геометрической) может быть определена по формуле:

где h – высота подъема антенны РЛС над землей в метрах,

H – высота цели над землей в метрах.

Эта формула легко выводится из простых геометрических соотношений с учетом радиуса земного шара, равного 6400 км. На дальность действия радиолокационной станции обнаружения оказывают влияние многие причины. Распространение СВЧ волн в нижних слоях атмосферы зависит от влажности, температуры и атмосферного давления. Верхние слои атмосферы, где под влиянием солнца и космических лучей происходит ионизация газа (расщепление электрически нейтральных атомов), оказывают влияние на распространение только самых длинных волн диапазона УКВ. При распространении радиоволн в более плотных слоях атмосферы проявляется эффект преломления радиоволн из-за неоднородности слоев атмосферы. Плавное отклонение луча от прямолинейного пути его распространения называется рефракцией. Радиоволны, проникая в более плотные слои, уменьшают свою скорость и, наоборот, выходя из плотных слоев, увеличивают ее. В результате радиолуч отклоняется от прямолинейного участка либо выпуклостью вверх, огибая землю, либо выпуклостью вниз, удаляясь от земной поверхности. Дальность действия РЛС при этом соответственно либо возрастает, либо уменьшается.

Особый интерес представляет явление критической рефракции или сверхрефракции, когда кривизна луча равна или больше кривизны земного шара. При таком распространении радиоволн дальность их действия превосходит во много раз дальность прямой видимости. В технике этот случай распространения радиоволн называют волноводным. Наблюдения подтверждают возможность достаточно устойчивого приема УКВ на расстояниях, доходящих до 1000 км.

Как и для световых волн, для радиоволн характерно явление интерференции или взаимодействия фаз радиоволн, распространяющихся в пространстве. При взаимодействии радиоволн, имеющих одинаковые амплитуды, но находящихся в противофазе, результирующее поле будет равно нулю. Это явление оказывается вредным и вызывает мерцание отметок от целей на экране радиолокатора.

Большое влияние на распространение радиоволн короче 30 см в нижних слоях атмосферы оказывают гидрометеоры (дождь, туман, облака и т. д.). Затухание радиоволн в парах воды особенно сильно сказывается для сантиметрового диапазона. Затухание радиоволн в атмосфере может заметно уменьшать дальность действия при больших расстояниях. На малых расстояниях оно сказывается незначительно. На миллиметровых волнах поглощение сказывается на определенных длинах волн и обусловливается молекулярным строением входящих в атмосферу газов. Затухание в атмосфере требуется учитывать для волн короче 10 см, так как на этих волнах дальность действия РЛС заметно уменьшается при наличии тумана, облаков и дождя. Так, сильный дождь вызывает затухание 0,3 – 0,4 дб/км для радиоволн длиной 3 – 5 см.

Заключение.

Достижения науки и техники в области создания мощных генераторов волн диапазона УКВ (соответственно СВЧ волн) позволяют сейчас создавать импульсные передатчики, обеспечивающие необходимую форму и минимальную длительность генерируемых импульсов.

Широкое применение СВЧ волн в радиолокации объясняется преимуществами радиоволн этого диапазона.

Литература

1. Ермолаев Г.И., Основы радиолокации и радиолокационное оборудование летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1967.

2. Бакулев П.А., Радиолокация движущихся целей. – М.: Советское Радио, 1964.

3. Сайбель А.Г., Основы радиолокации. – М.: Советское Радио, 1961.

mirznanii.com

Что такое «сверхвысокий диапазон» и какова расшифровка СВЧ?

Расшифровка СВЧ – это «сверхвысокие частоты». Многие подумают, что это нечто сложное из области заумной физики и математики, и что это их не касается. Однако дело обстоит совсем иначе. Устройства СВЧ давно и плотно вошли в нашу жизнь, и их можно встретить повсеместно. Но что же это такое?

Диапазон сверхвысоких частот

Расшифровка СВЧ – сверхвысокие частоты электромагнитного излучения, которые расположены в спектре между частотой инфракрасной дальней области и ультравысокими частотами. Длина волн данного диапазона составляет от тридцати сантиметров до одного миллиметра. Именно поэтому СВЧ иногда называют сантиметровыми и дециметровыми волнами. В зарубежной технической литературе расшифровка СВЧ – микроволновый диапазон. Имеется в виду, что длина волн очень мала в сравнении с волнами радиовещания, которые имеют порядок в несколько сотен метров.

Свойства СВЧ-диапазона

По своей длине данный тип волн – промежуточный между излучением света и радиосигналами, поэтому он и обладает свойствами обоих видов. Например, как и свет, эти волны распространяются по прямой траектории и перекрываются практически всеми более-менее твердыми объектами. Аналогично световому излучению, СВЧ может фокусироваться, отражаться, распространятся в виде лучей. Несмотря на то что расшифровка СВЧ акцентирует внимание на «сверх»-высоком диапазоне, многие антенны и радиолокационные устройства являют собой несколько увеличенный вариант зеркал, линз и других оптических элементов.

Генерация

Так как излучение сверхвысоких частот схоже с радиоволнами, то и генерируется оно схожими методами. Расшифровка СВЧ предполагает применение к ней классической теории радиоволн, однако благодаря повышенному диапазону существует возможность повысить эффективность его использования. К примеру, один только луч может «нести» сразу до тысячи телефонных разговоров одновременно. Сходства СВЧ-волн и света, выражающихся в повышенной плотности переносимой информации, оказались полезными для радиолокационной техники.

Применение сверхвысоких частот в радиолокации

Волны сантиметрового и дециметрового диапазонов стали предметом интереса еще во времена Второй мировой войны. В то время возникла потребность в эффективном и новаторском средстве обнаружения. Тогда исследовали СВЧ-волны на предмет их применения в радиолокации. Суть заключается в том, что интенсивные и короткие импульсы запускаются в пространство, а затем часть этих лучей регистрируется после возвращения от искомых удаленных объектов.

Применение сверхвысоких частот в области связи

Как мы уже говорили, расшифровка СВЧ – сверхвысокие частоты. Инженеры и техники решили применить эти радиоволны в связи. Во всех странах активно используют коммерческие линии связи, основанные на передаче волн высоких диапазонов. Такие радиосигналы идут не по кривой земной поверхности, а по прямой, через ретрансляционные станции связи, расположенные на высотах с интервалами около пятидесяти километров.

Для передачи не нужны большие затраты электроэнергии, так как СВЧ-волны допускают узконаправленные прием и передачу, а также на станциях усиливаются электронными усилителями перед ретрансляцией. Система антенн, башен, передатчиков и приемников кажется дорогой, но все это окупается информационной емкостью подобных каналов связи.

Применение сверхвысоких частот в области спутниковой связи

Система радиобашен для ретрансляции СВЧ-сигналов на большие расстояния может существовать только на суше. Для межконтинентальных переговоров используют искусственные спутники, которые находятся на геостационарной орбите Земли и выполняют функции ретрансляторов. Каждый спутник предоставляет несколько тысяч каналов связи высокого качества своим клиентам для передачи телевизионных и телефонных сигналов одновременно.

Термообработка продуктов

Первые попытки применения сверхвысоких частот для обработки пищевых продуктов получили положительные, и даже восторженные отзывы. СВЧ-печи на сегодняшний день применяют как в домашних условиях, так и в крупной пищевой промышленности. Генерируемая электронными высокомощными лампами энергия концентрируется в незначительном объеме, что позволяет термически обработать продукцию чисто, компактно и бесшумно.

Встраиваемая СВЧ-печь получила наибольшее распространение в домашнем хозяйстве, и ее можно найти на многих кухнях. Также подобные устройства бытового назначения применяются во всех местах, где необходим быстрый подогрев и подготовка блюд. Печь СВЧ с грилем, например, является абсолютно необходимым элементом для любого уважающего себя ресторана.

Основные источники излучения

Прогресс в использовании СВЧ-волн связан с такими электровакуумными приборами, как клистрон и магнетрон, которые способны генерировать огромное количество энергии высокой частоты. Использование магнетрона базируется на принципе объемного резонатора, стенки которого являются индуктивностью, а пространство между стенами – емкостью резонансной цепи. Размеры данного элемента выбирают по необходимой резонансной сверхвысокой частоте, которая бы соответствовала нужным соотношениям между емкостью и индуктивностью.

Итак, расшифровка СВЧ - сверхвысокие частоты. Размер генератора напрямую влияет на мощность подобных излучений. Магнетроны малого размера для высоких частот являются такими маленькими, что их мощности не могут достичь нужных величин. Проблема также стоит и с использованием тяжелых магнитов. В клистроне она частично решена, так как в этом электровакуумном приборе не нужно внешнее поле.

fb.ru

СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ДИАПАЗОН: ИСТОЧНИКИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ - Словарь Кольера - Русский язык

СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ДИАПАЗОН: ИСТОЧНИКИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

К статье СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ДИАПАЗОН

Быстрый прогресс в области СВЧ-техники в значительной мере связан с изобретением специальных электровакуумных приборов - магнетрона и клистрона, способных генерировать большие количества СВЧ-энергии. Генератор на обычном вакуумном триоде, используемый на низких частотах, в СВЧ-диапазоне оказывается весьма неэффективным.

Двумя главными недостатками триода как СВЧ-генератора являются конечное время пролета электрона и межэлектродная емкость. Первый связан с тем, что электрону требуется некоторое (хотя и малое) время, чтобы пролететь между электродами вакуумной лампы. За это время СВЧ-поле успевает изменить свое направление на обратное, так что и электрон вынужден повернуть обратно, не долетев до другого электрода. В результате электроны без всякой пользы колеблются внутри лампы, не отдавая свою энергию в колебательный контур внешней цепи.

Магнетрон. В магнетроне, изобретенном в Великобритании перед Второй мировой войной, эти недостатки отсутствуют, поскольку за основу взят совершенно иной подход к генерации СВЧ-излучения - принцип объемного резонатора. Подобно тому как у органной трубы данного размера имеются собственные акустические резонансные частоты, так и у объемного резонатора имеются собственные электромагнитные резонансы. Стенки резонатора действуют как индуктивность, а пространство между ними - как емкость некой резонансной цепи. Таким образом, объемный резонатор подобен параллельному резонансному контуру низкочастотного генератора с отдельными конденсатором и катушкой индуктивности. Размеры объемного резонатора выбираются, конечно, так, чтобы данному сочетанию емкости и индуктивности соответствовала нужная резонансная сверхвысокая частота.

В магнетроне (рис. 1) предусмотрено несколько объемных резонаторов, симметрично расположенных вокруг катода, находящегося в центре. Прибор помещают между полюсами сильного магнита. При этом электроны, испускаемые катодом, под действием магнитного поля вынуждены двигаться по круговым траекториям. Их скорость такова, что они в строго определенное время пересекают на периферии открытые пазы резонаторов. При этом они отдают свою кинетическую энергию, возбуждая колебания в резонаторах. Затем электроны возвращаются на катод, и процесс повторяется. Благодаря такому устройству время пролета и межэлектродные емкости не мешают генерации СВЧ-энергии.

Магнетроны могут быть сделаны большого размера, и тогда они дают мощные импульсы СВЧ-энергии. Но у магнетрона имеются свои недостатки. Например, резонаторы для очень высоких частот становятся столь малыми, что их трудно изготавливать, а сам такой магнетрон из-за своих малых размеров не может быть достаточно мощным. Кроме того, для магнетрона нужен тяжелый магнит, причем требуемая масса магнита возрастает с увеличением мощности прибора. Поэтому для самолетных бортовых установок мощные магнетроны не подходят.

Клистрон. Для этого электровакуумного прибора, основанного на несколько ином принципе, не требуется внешнее магнитное поле. В клистроне (рис. 2) электроны движутся по прямой от катода к отражательной пластине, а затем обратно. При этом они пересекают открытый зазор объемного резонатора в форме бублика. Управляющая сетка и сетки резонатора группируют электроны в отдельные "сгустки", так что электроны пересекают зазор резонатора только в определенные моменты времени. Промежутки между сгустками согласованы с резонансной частотой резонатора таким образом, что кинетическая энергия электронов передается резонатору, вследствие чего в нем устанавливаются мощные электромагнитные колебания. Этот процесс можно сравнить с ритмичным раскачиванием первоначально неподвижных качелей.

Первые клистроны были довольно маломощными приборами, но позднее они побили все рекорды магнетронов как СВЧ-генераторов большой мощности. Были созданы клистроны, выдававшие до 10 млн. ватт мощности в импульсе и до 100 тыс. ватт в непрерывном режиме. Система клистронов исследовательского линейного ускорителя частиц выдает 50 млн. ватт СВЧ-мощности в импульсе.

Клистроны могут работать на частотах до 120 млрд. герц; однако при этом их выходная мощность, как правило, не превышает одного ватта. Разрабатываются варианты конструкции клистрона, рассчитанного на большие выходные мощности в миллиметровом диапазоне.

Клистроны могут также служить усилителями СВЧ-сигналов. Для этого нужно входной сигнал подавать на сетки объемного резонатора, и тогда плотность электронных сгустков будет изменяться в соответствии с этим сигналом.

Лампа бегущей волны (ЛБВ). Еще один электровакуумный прибор для генерации и усиления электромагнитных волн СВЧ-диапазона - лампа бегущей волны. Она представляет собой тонкую откачанную трубку, вставляемую в фокусирующую магнитную катушку. Внутри трубки имеется замедляющая проволочная спираль. Вдоль оси спирали проходит электронный луч, а по самой спирали бежит волна усиливаемого сигнала. Диаметр, длина и шаг спирали, а также скорость электронов подобраны таким образом, что электроны отдают часть своей кинетической энергии бегущей волне.

Радиоволны распространяются со скоростью света, тогда как скорость электронов в луче значительно меньше. Однако, поскольку СВЧ-сигнал вынужден идти по спирали, скорость его продвижения вдоль оси трубки близка к скорости электронного луча. Поэтому бегущая волна достаточно долго взаимодействует с электронами и усиливается, поглощая их энергию.

Если на лампу не подается внешний сигнал, то усиливается случайный электрический шум на некоторой резонансной частоте и ЛБВ бегущей волны работает как СВЧ-генератор, а не усилитель.

Выходная мощность ЛБВ значительно меньше, чем у магнетронов и клистронов на той же частоте. Однако ЛБВ допускают настройку в необычайно широком частотном диапазоне и могут служить очень чувствительными малошумящими усилителями. Такое сочетание свойств делает ЛБВ очень ценным прибором СВЧ-техники.

Плоские вакуумные триоды. Хотя клистроны и магнетроны более предпочтительны как СВЧ-генераторы, благодаря усовершенствованиям в какой-то мере восстановлена важная роль вакуумных триодов, особенно в качестве усилителей на частотах до 3 млрд. герц.

Трудности, связанные с временем пролета, устранены благодаря очень малым расстояниям между электродами. Нежелательные межэлектродные емкости сведены к минимуму, поскольку электроды сделаны сетчатыми, а все внешние соединения выполняются на больших кольцах, находящихся вне лампы. Как и принято в СВЧ-технике, применен объемный резонатор. Резонатор плотно охватывает лампу, и кольцевые соединители обеспечивают контакт по всей окружности резонатора.

Генератор на диоде Ганна. Такой полупроводниковый СВЧ-генератор был предложен в 1963 Дж.Ганном, сотрудником Уотсоновского научно-исследовательского центра корпорации ИБМ. В настоящее время подобные приборы дают мощности лишь порядка милливатт на частотах не более 24 млрд. герц. Но в этих пределах он имеет несомненные преимущества перед маломощными клистронами.

Поскольку диод Ганна представляет собой монокристалл арсенида галлия, он в принципе более стабилен и долговечен, нежели клистрон, в котором должен быть нагреваемый катод для создания потока электронов и необходим высокий вакуум. Кроме того, диод Ганна работает при сравнительно низком напряжении питания, тогда как для питания клистрона нужны громоздкие и дорогостоящие источники питания с напряжением от 1000 до 5000 В.

Кольер. Словарь Кольера. 2012

Словари → Русский язык → Словарь Кольера


Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ДИАПАЗОН: ИСТОЧНИКИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:


slovar.cc

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о