9.3. Методы защиты от электромагнитных излучений

К основным методам защиты от излучений относятся: защита временем и расстоянием; умень­ше­ние мощности излучения непосредственно в источнике; экранирование источника и рабочего места; ус­та­нов­ление рационального режима работы персонала и эксплуатации установок, применение сигнализации и средств индивидуальной защиты.

Основным источником излучения любой радиопередающей установки является антенна, нап­рав­лен­но посылающая поток энергии в пространство, кроме него, возможно побочное излучение, через от­верс­тия и неплотности в линиях передачи энергии на антенну или в экранах, с катодных выводов маг­нет­ро­нов и других. При этом излучения опасны на расстоянии до 30 м в любом направлении.

Измерительные генераторы, используемые для настройки, ремонта и испытании ра­дио­тех­ни­чес­ко­го оборудования, создают опасные зоны в направлении главных максимумов антенн протяженностью до 1 - 2 м (при мощности до 0,1 Вт) и до 4 - 10 м (при мощности излучения 0,5 Вт и более).

С увеличением расстояния от источника интенсивность излучения уменьшается по экспо­тен­ци­аль­ному закону, поэтому защита расстоянием является наиболее простым и эффективным способом. С этой целью обслуживающий персонал располагается вне антенного поля, определяются безопасные марш­руты людей, опасные участки экранируются.

Уменьшение мощности излучения может быть достигнуто непосредственной регулировкой ге­не­ра­тора или косвенными путями регулирования, например, заменой мощного основного генератора ус­та­нов­ки менее мощным вспомогательным при настройках, регулировках и испытаниях радиоаппаратуры.

Другим путем косвенного уменьшения мощности излучения является применение специальных уст­ройств: поглотителей мощности, аттеньюаторов, направленных ответвителей и т.п.

Уменьшение мощности излучения непосредственно у источника при настройке и испытании ге­не­ра­то­ров СВЧ и передающих устройств осуществляется с помощью поглотителей мощности (эквивалент ан­тенн). Поглощение энергии эквивалентами антенн происходит в результате затухания электромагнитной вол­ны в нагрузке. Разработаны типовые поглотители мощности ступенчатой, конусообразной или клино­об­раз­ной формы для обеспечения достаточно хорошего коэффициента стоячей волны (рис.9.1). В таких уст­ройст­вах энергия поглощается путем рассеивания в заполнителях. Заполнителями являются смеси гра­фи­та с цементом, песком, резиной, керамикой и др. При больших и средних мощностях СВЧ генераторов при­ме­няются водяные поглотители.

а б

Рис. 9.1. Типовые поглотители мощности.

а - коаксиальный, б - волноводный.

Для понижения уровня мощности до необходимого значения применяются аттеньюаторы. По прин­ци­пу действия они разделяются на два вида: поглощающие и предельные. Поглощающие аттеньюаторы яв­ляются отрезками коаксиальной или волноводной линии, заполненных радиопоглощающим материалом. Пре­дельные аттеньюаторы выполняются в виде отрезков круглых волноводов, диаметр которых зна­чи­тель­но меньше критической длины волны в рабочем диапазоне.

Аттеньюаторы могут быть переменными и фиксированными. В переменных мощность на выходе мож­но плавно регулировать с помощью подвижных контактов.

Исследование эффективности действия эквивалентов антенн и аттеньюаторов диапазонов УВЧ и СВЧ в реальных условиях показали, что при правильном их использовании интенсивность излучения ос­лаб­ляется до 60 дБ и более. При этом на рабочих местах около аппаратуры плотность потока мощности сос­тавляет менее 10 мкВт/.

Для отвода из линий передачи незначительной части мощности для связи линии передачи с из­ме­ри­тельными приборами применяются направленные ответвители. Направленные ответвители дают ос­лаб­ле­ние мощности на 20 - 60 дБ.

Выделение зон излучения. Для каждой излучающей установки, работающей в помещении или на по­лигоне, должна выделятся отдельная зона. Границы зоны, где плотность потока мощности может пре­вы­шать предельно допустимые значения, определяются экспериментально для каждого конкретного случая раз­мещения аппаратуры при работе ее на максимальную мощность излучения. На границах зон с плот­ностью потока мощности, превышающей предельно допустимую, нужно устанавливать ограждения, пре­дуп­реждающие знаки, или обозначать их широкими линиями яркой краски на полу.

Экранирование. В тех случаях, когда невозможно уменьшить мощность излучения, экранируют ис­точ­ник или рабочее место. Экраны изготавливают из металлических листов алюминия, стали или сеток. Все экраны заземляются.

Необходимая толщина экрана определяется по формуле

, мм,

(9.17)

где L - необходимое ослабление излучения экраном, дБ; ; ; ; f - частота экранируемого поля, Гц; - магнитная проницаемость материала экрана, Гн/м (для алюминия Гн/м, для стали Гн/м); - проводимость металла эк­ра­на, см/м (для алюминия см/м, для стали см/м).

Во избежание отражения от внутренней поверхности экранов они покрываются специальными за­щит­ными материалами, поглощающими электромагнитную энергию. Смотровые окна и отверстия зак­ры­ва­ют отражающим стеклом, покрытым пленкой из двуокиси олова, металлическими сетками или сотовыми конст­рук­циями из отрезков труб.

При конструировании радиоаппаратуры необходимо предусматривать защитные меры, например, ге­нераторные лампы, конденсаторы, катушки индуктивности размещают в общем экранирующем шкафу. Фи­дерные линии, подводящие ток к рабочим контурам, экранируют стальными или алюминиевыми трубами с толщиной стенок не менее 0,5 мм. Часто фидерные линии выполняются в виде коаксиальных проводов. Эле­менты волноводных трактов должны иметь надежные соединения и плотно соединяться друг с другом.

Размещение СВЧ установок имеет очень важное значение. Установку мощностью более 10 Вт сле­дует размещать в помещениях с капитальными стенами и перекрытиями, покрытыми ра­дио­пог­ло­ща­ющи­ми материалами. Толщина и материалы стен и перекрытий выбираются такими, чтобы СВЧ энергия не про­никала в соседние помещения и было минимальное отражение. Хорошей поглощающей способностью об­ладают кирпич (толщина 70 см дает ослабление на 16 - 21 дБ), шлакобетон (толщина 46 см дает ос­лаб­ле­ние на 14 - 20 дБ).

Стены помещений частично отражают СВЧ излучения (масляная краска до 30%). Для уменьшения от­ражения СВЧ энергии потолок целесообразно покрывать известковой побелкой, стены облицовывают маг­нитодиэлектрическими пластинами, поролоном или резиной.

Металлические предметы, отражающие радиоволны, не должны занимать в помещении более 20-30% площади помещения.

Испытания радиоаппаратуры мощностью более 100 Вт проводятся в специальных экранированных ка­мерах или на открытых площадках (полигонах) вдали от населенных мест.

Для защиты населения устанавливаются санитарно-защитные зоны, протяженностью 500 - 600 м от ис­точников излучения, где запрещается жилая застройка.

В случаях, когда рассмотренные выше методы не дают достаточного эффекта, применяются средст­ва индивидуальной защиты. В качестве СИЗ от действия СВЧ излучений применяются халаты ра­дио­защитные, защитные очки с металлизированными стеклами.