2015-05-18
353
1)Вытяжная;
2)Приточная;
3)Приточно-вытяжная.
Задание 5. Защита от электромагнитных излучений
Задача. На аэродроме с травяным покровом для дальнего обнаружения самолетов используется радиолокационная станция, имеющая следующие характеристики излучения: средняя по времени мощность излучения P=500 Вт, длина волны λ = 10см. Коэффициент усиления вращающейся параболической антенны G=20 000.
На расстоянии r = 200 м от станции располагается двухэтажное кирпичное служебное здание длиной l = 20 м, высота его стен h = 3 м, главный фасад обращен к станции. Режим работы персонала – 8 – часовой рабочий день.
Подобрать по шагу и диаметру проволоки металлическую сетку для экрана, защищающего служебное здание от излучения РЛС. Экран в виде плоской стенки будет установлен между станцией и зданием на расстоянии S = 30 м от здания перпендикулярно излучению. Вычислить размеры экрана.
Анализ и решение задачи:
Допустимая энергетическая нагрузка на организм человека W не должна превышать 2 Втчас/м² (200 мкВтчас/см²), при облучении от вращающихся и сканирующих антенн – 20 Втчас/м2. Количественная оценка энергетической нагрузки определяется интенсивностью излучения по плотности потока энергии ППЭ. На практике она определяется через мощность излучения радиотехнического устройства P (среднюю по времени для радиолокационных станций), а если антенна направленная, то и через коэффициент ее усиления G, а также через расстояние r между антенной и точкой наблюдения:
|
|
|
ППЭ=PG/4πr² =500Вт*20000/4*3,14*(200(м))2=19,9 Вт/м2
Из расчетов видно, что получившееся значение плотности потока энергии превышает допуск (ППЭдоп=2,5 Вт/м2) в 7,96 раза. Необходимо ослабить минимум в 7,96 раз или на 9 дб (10 lg 7,96 = 9 дб).
По таблице 1 определяем, что окно с двойными рамами и силикатным стеклом ослабляет поток мощности при длине волны 10,6 см менее, чем на 7 дб. Этого не достаточно в нашем случае.
Таблица 1.Ослабление потока мощности некоторыми строительными материалами и элементами конструкций зданий
| Наименование материалов и элементов конструкций | Толщина, см | Ослабление потока мощности, дБ | ||
| длина волны, см | ||||
| 0,8 | 3,2 | 10,6 | ||
| 1. Кирпичная стена толщиной 70 см 2. Шлакобетонная стена 3. Штукатуреная стена или деревянная перегородка 4. Слой штукатурки 5. Доска 6. Доска 7. Доска 8. Древесноволокнистая плита 9. Фанера 10. Окно с двойными рамами, стекло силикатное 11. Стекло | 1,8 5,0 3,5 1,6 1,8 0,4 ---- 0,28 | --- --- --- 12,0 --- --- --- --- --- | 21,0 20,5 12,0 8,0 --- --- --- --- | 16,0 14,5 8,0 --- 8,4 5,0 2,8 3,2 --- 7,0 --- |
Поставим металлическую сетку для экрана, защищающего служебное здание от излучения РЛС. По таблице 2 предварительно подбираем стальную тканую сетку ГОСТ-3826-47 № 10, шаг 10,7 мм, диаметр проволоки 0,7 мм, радиус –0,35 мм.
|
|
|
Таблица 2. Экранирующая способность некоторых тканых сеток при углах падения радиоволн 0 градусов.
| Характеристика сетки | Ослабление потока мощности, дБ | |||||||
| ГОСТ | материал сетки | номер сетки | шаг, мм | диаметр проволок, мм | ||||
| длина волны, см | ||||||||
| 3,2 | 6,3 | 10,6 | ||||||
| 3584-53 3826-47 « « « « « « « | латунь сталь сталь « « « « « « | 2,0 2,5 3,2 3,2 | 2,5 2,3 3,45 4,3 5,7 8,7 10,7 15,4 20,5 | 0,50 0,5 0,5 0,9 0,7 0,7 0,7 1,4 1,4 | 24 - 20 25 - 21 15 - 12 19 - 16 9 - 6 4,5 - 3 | 30 -25 31 - 27 21 - 18 24 - 21 15 - 12 10 - 8 8 - 6 5,5–3,5 3,5-2,5 | 35 - 29 35 - 31 28 - 20 29 - 25 20 - 17 13 - 10 11 – 8,5 9 – 5,5 5,5-4 |
Ослабление излучения сетками при линейной поляризации волн при нормальном падении волны можно вычислить по формуле:
дб
где d – расстояние между соседними проволоками (шаг сетки);
r 0 - радиус проволок.
Подставив выбранные параметры стальной сетки в формулу и после вычисления получим величину, равную -18,42 дБ, то есть ослабление излучения на 18,42 дБ, или в 69,5 раз, что удовлетворяет поставленной задаче.
Длина и высота экрана находятся в такой же пропорции с длиной и высотой здания, как отношение расстояния от экрана до станции к расстоянию от здания до станции, равное 170 м/200 м=0,85. Следовательно, длина экрана равна 20м х 0,85 = 17 м, а ширина 3м х 0,85 = 2,55 м. С учетом влияния краевой дифракции следует размеры экрана несколько увеличить, т. е. достаточно установить экран 2,6 м высотой и 20 м шириной.
Центр экрана должен быть на линии: ось антенны – центр фасада здания.
Ответ: для защиты служебного здания следует установить экран из тканой стальной сетки, ГОСТ 3826-47, № 10, шаг 10,7 мм, диаметр проволоки 0,7 мм. Размер экрана -20 х 2,6 м. Экран расположить в 30 м от здания.
Контрольные вопросы:
