Приложение на микровълново лъчение. Влияние върху тялото на микровълново електромагнитно (MW-EM) поле. Патогенезата на влиянието на микровълновите полета върху човешкото тяло
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО НА УКРАЙНА
НАЦИОНАЛЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ НА УКРАЙНА (KPI)
Факултет по военно обучение
абстрактно
по дисциплина
"Основи на конструкцията и проектирането на системи за противовъздушна отбрана"
„Концепцията за микровълновия диапазон на радиовълните.
Характеристики на тяхното разпространение "
Въведение
Концепцията за радар включва процеса на откриване и определяне на местоположението на различни обекти в пространството, използвайки феномена на отразяване на радиовълни от тези обекти.
В тази връзка характеристиките на използваните радиовълни и особеностите на тяхното разпространение в различни условияса от първостепенно значение за постигане на желания резултат.
Електромагнитните колебания с ултрависока честота (UHF колебания) са от особен интерес за нас, тъй като VHF диапазонът, съответстващ на тях, има определени предимства в сравнение с вълни от други диапазони.
1. Концепцията за микровълнови радиовълни
Радарът използва ултрависокочестотни електромагнитни трептения, които съответстват на VHF диапазона. Следната таблица показва приетото разделение на VHF обхвата:
Използването на VHF ленти се обяснява с предимствата, присъщи на радиовълните от тази лента в сравнение с вълните на други ленти.
VHF радиовълните се отразяват добре от обекти, срещани по пътя на тяхното разпространение. Това ви позволява да получавате интензивни сигнали, отразени от цели, облъчени от радара. В VHF диапазона е по-лесно да се получи силно насочен радиолъч, който е необходим за измерване на ъгловите координати на целта. В този диапазон има много по-малко индустриални смущения.
Първите радарни станции работят в метров диапазон; те имаха ниска разделителна способност и ниска точност при определяне на ъгловите координати на целите. Понастоящем почти целият диапазон на сантиметровите вълни се използва практически в радара, а милиметровият диапазон започва да се усвоява. В тези диапазони радарните станции имат сравнително малки антени, които се отличават със силно насочено действие и имат висока разделителна способност, което е необходимо за подобряване на точността на определяне на ъгловите координати на обектите.
2. Характеристики на разпространението на микровълнови радиовълни
По аналогия със светлинните вълни, VHF се разпространяват по права линия и обикалят само обекти, които имат геометрични размери, съизмерими с дължината на вълната. Закръгляването на препятствията чрез радиовълни, дифракция, е толкова по-силно, колкото по-голяма е дължината на вълната и колкото по-малък е размерът на препятствието. На границата на две среди радиовълните се отразяват според закона на оптиката - ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение. Частичното пречупване на радиовълните също се извършва според законите на оптиката. Големи изкуствени структури и планини, срещани по пътя на радиовълните, както и сферична формаземята блокира разпространението на радиовълни по земята. Обхватът на откриване на радарната станция обикновено е ограничен от линията на видимост между нейната антена и целта. Линията на видимост (геометрична) може да се определи по формулата:
където ч-височината на радарната антена над земята в метри,
Н-височината на целта над земята в метри.
Тази формула лесно се извежда от прости геометрични отношения, като се вземе предвид радиусът на земното кълбо, равен на 6400 км. Обхватът на радара за откриване се влияе от много фактори. Разпространението на микровълновите вълни в ниските слоеве на атмосферата зависи от влажността, температурата и атмосферното налягане. Горните слоеве на атмосферата, където под въздействието на слънчевите и космическите лъчи се получава йонизация на газа (разцепване на електрически неутрални атоми), влияят върху разпространението само на най-дългите вълни от VHF диапазона. Когато радиовълните се разпространяват в по-плътни слоеве на атмосферата, се появява ефектът на пречупване на радиовълните поради нехомогенността на слоевете на атмосферата. Плавното отклонение на лъча от праволинейния път на неговото разпространение се нарича пречупване. Радиовълните, прониквайки в по-плътните слоеве, намаляват скоростта си и, обратно, напускайки по-плътните слоеве, я увеличават. В резултат на това радиолъчът се отклонява от праволинейното сечение или с изпъкналост нагоре, огъвайки се около земята, или с изпъкналост надолу, отдалечавайки се от земната повърхност. Обхватът на радара в този случай съответно се увеличава или намалява.
От особен интерес е явлението критична рефракция или суперрефракция, когато кривината на лъча е равна или по-голяма от кривината на земното кълбо. При такова разпространение на радиовълните обхватът на тяхното действие е многократно по-голям от обхвата на пряка видимост. В техниката този случай на разпространение на радиовълни се нарича вълновод. Наблюденията потвърждават възможността за достатъчно стабилно УКВ приемане на разстояния до 1000 км.
Подобно на светлинните вълни, радиовълните се характеризират с феномена на интерференция или взаимодействие на фазите на радиовълните, разпространяващи се в пространството. При взаимодействие на радиовълни, които имат еднаква амплитуда, но са в противофаза, полученото поле ще бъде нула. Това явление се оказва вредно и причинява трептящи белези от целите на екрана на радара.
Хидрометеорите (дъжд, мъгла, облаци и др.) оказват голямо влияние върху разпространението на радиовълни по-къси от 30 cm в ниските слоеве на атмосферата. Затихването на радиовълните във водната пара е особено изразено за сантиметровия диапазон. Затихването на радиовълните в атмосферата може значително да намали обхвата на големи разстояния. На къси разстояния има малък ефект. При милиметрови вълни абсорбцията засяга определени дължини на вълните и се определя от молекулярната структура на газовете, влизащи в атмосферата. Затихването в атмосферата трябва да се вземе предвид при вълни по-къси от 10 cm, тъй като при тези вълни обхватът на радара е значително намален при наличие на мъгла, облаци и дъжд. Така, тежък дъждпредизвиква затихване от 0,3 - 0,4 dB/km за радиовълни с дължина 3 - 5 cm.
Заключение.
Постиженията на науката и технологиите в областта на създаването на мощни генератори на вълни в УКВ диапазона (съответно микровълнови вълни) сега позволяват създаването на импулсни предаватели, които осигуряват необходимата форма и минимална продължителност на генерираните импулси.
Широкото използване на микровълнови вълни в радара се дължи на предимствата на радиовълните в този диапазон.
Литература
1. Ермолаев G.I., Основи на радара и радарното оборудване самолет. - М.: Машиностроение, 1967.
2. Бакулев П.А., Радарни движещи се цели. - М .: Съветско радио, 1964 г.
3. Saibel A.G., Основи на радара. - М .: Съветско радио, 1961.
Добър ден, скъпи хабровци.
Тази публикация ще бъде за недокументираните характеристики на микровълновата фурна. Ще ви покажа колко много полезни неща може да направите, като използвате леко модифицирана микровълнова печка по нестандартен начин.
Микровълновата фурна съдържа високомощен микровълнов генератор.
Силата на вълните, които се използват в микровълновата печка, обсебва ума ми от дълго време. Неговият магнетрон (микровълнов генератор) произвежда електромагнитни вълни с мощност около 800 W и честота 2450 MHz. Само си представете, една микровълнова фурна произвежда толкова радиация, колкото 10 000 wi-fi рутера, 5000 мобилни телефониили 30 основни мобилни кули! За да предотвратите изтичането на тази мощност в микровълновата, удвоете защитен екранот стомана.Отварям кутията
Искам веднага да ви предупредя, че микровълновото електромагнитно излъчване може да навреди на вашето здраве, а високото напрежение може да причини смърт. Но това няма да ме спре.Премахването на капака от микровълновата разкрива голям трансформатор: MOT. Той повишава мрежовото напрежение от 220 волта до 2000 волта, за да захранва магнетрона.
В това видео искам да покажа на какво е способно такова напрежение:
Антена за магнетрон
След като извадих магнетрона от микровълновата печка, разбрах, че е невъзможно да го включа просто така. Радиацията ще се разпространява от него във всички посоки, удряйки всичко наоколо. Без колебание реших да направя насочена антена от кутия за кафе. Ето и диаграмата:Сега цялата радиация е насочена в правилната посока. За всеки случай реших да тествам ефективността на тази антена. Взех много малки неонови крушки и ги поставих в самолет. Когато донесох антената с включен магнетрон, видях, че крушките светят точно там, където е необходимо:
Необичайни преживявания
Искам веднага да отбележа, че микровълните имат много по-силен ефект върху оборудването, отколкото върху хората и животните. Дори на разстояние 10 метра от магнетрона оборудването даде сериозни повреди: телевизорът и музикалният център издадоха ужасен ръмжен звук, мобилният телефон първо загуби мрежата и след това напълно затвори. Магнетронът имаше особено силно влияние върху wi-fi. Когато доближих магнетрона до музикалния център, от него паднаха искри и за моя изненада той избухна! При по-внимателна проверка открих, че мрежовият кондензатор е избухнал в него. В това видео показвам процеса на сглобяване на антената и ефекта на магнетрона върху техниката:Използване на не йонизиращо лъчениемагнетронът може да произвежда плазма. В лампа с нажежаема жичка, донесена до магнетрона, свети ярко светеща жълта топка, понякога с лилав оттенък, като кълбовидна мълния. Ако магнетронът не бъде изключен навреме, електрическата крушка ще избухне. Дори обикновен кламер под въздействието на микровълните се превръща в антена. Върху него се индуцира ЕМП с достатъчна сила, за да запали дъгата и да разтопи този кламер. Луминесцентните и "домакинските" лампи светят на достатъчно голямо разстояние и светят направо в ръцете без кабели! И в неонова лампа електромагнитните вълни стават видими:
Искам да ви успокоя, моите читатели, никой от моите съседи не пострада от моите експерименти. Всички най-близки съседи избягаха от града веднага щом започнаха военните действия в Луганск.
Безопасност
Горещо не препоръчвам да повтаряте опитите, които описах, защото са необходими специални предпазни мерки при работа с микровълни. Всички експерименти се извършват само за научни и образователни цели. Вредата от микровълновото лъчение за хората все още не е напълно изяснена. Когато се приближих до работещия магнетрон, ми стана топло като от пещ. Само отвътре и като че ли точково, на вълни. Не почувствах повече вреда. Но все пак силно не препоръчвам да насочвате работещ магнетрон към хората. Поради термично излагане, протеинът в очите може да коагулира и да се образува кръвен съсирек. Съществува също спор, че такава радиация може да причини рак и хронични заболявания.Необичайни приложения на магнетрона
1 - Горелка за вредители.Микровълните ефективно унищожават вредителите, както в дървените сгради, така и на поляната за тен. Буболечките под твърдата обвивка имат вътрешност, съдържаща влага (каква мерзост!). Вълните го превръщат в пара за миг, без да вредят на дървото. Опитах се да убия вредители на живо дърво (листни въшки, троскот), също ефективно, но е важно да не прекалявате, защото дървото също се нагрява, но не толкова.2 - Топене на метал.Мощността на магнетрона е напълно достатъчна за топене на цветни метали. Просто трябва да използвате добра топлоизолация.
3 - Сушене.Можете да сушите зърнени храни, зърна и др. Предимството на този метод е стерилизацията, унищожават се вредители и бактерии.
4 - Почистване от подслушване.Ако третирате стая с магнетрон, можете да убиете цялата нежелана електроника в нея: скрити видеокамери, електронни бъгове, радиомикрофони, GPS проследяване, скрити чипове и други подобни.
5 - Заглушител.С помощта на магнетрон можете лесно да успокоите и най-шумния съсед! Микровълновата прониква до две стени и "успокоява" всяка звукова техника.
Това не са всички възможни приложения, тествани от мен. Експериментите продължават и скоро ще напиша още по-необичаен пост. Все пак искам да отбележа, че е опасно да използвате микровълнова фурна по този начин! Ето защо е по-добре да направите това в спешни случаи и при спазване на правилата за безопасност при работа с микровълни.
Това е всичко за мен, внимавайте при работа с високо напрежение и микровълни.
Кой е изобретил микровълновите печки и как свърши всичко?
Първите микровълнови фурни са изобретени от немски учени по поръчка на нацистите. Това беше направено, за да не се губи време за готвене и да не се носи тежко гориво за печки в студените руски зими. По време на операцията се оказа, че приготвената в тях храна се отразява негативно на здравето на войниците и те отказват да я употребяват.
През 1942-1943 г. тези изследвания попадат в ръцете на американците и са засекретени.
В същото време няколко микровълнови фурни попадат в ръцете на руснаците и са внимателно проучени от съветски учени в Б Беларуски радиотехнологичен институт и закрити изследователски институти в Урал и Новосибирск (д-р Лурия и Перов). По-специално е изследван техният биологичен ефект, тоест ефектът на микровълновото лъчение върху биологични обекти.
Резултат:
В Съветския съюз беше приет закон, забраняващ използването на фурни, базирани на микровълново излъчване, поради тяхното биологична опасност! Съветите издадоха международно предупреждение за здравето и околната среда срещу микровълновата фурна и други подобни електромагнитни устройства.
Тези данни са малко тревожни, нали?
Продължавайки работата, съветските учени изучават хиляди работници, които работят с радарни инсталации и получават микровълново лъчение. Резултатите бяха толкова тежки, че беше определена стриктна граница на радиация от 10 микровата за работниците и 1 микроват за цивилните.
Принцип на работа на микровълновата фурна:
Микровълново лъчение, Микровълново лъчение (UHF лъчение)- електромагнитно излъчване, включително сантиметрови и милиметрови радиовълни (от 30 cm - честота 1 GHz до 1 mm - 300 GHz).
Микровълните са форма на електромагнитна енергия, също като светлинните вълни или радиовълните. Това са много къси електромагнитни вълни, които се разпространяват със скоростта на светлината (299,79 хиляди км в секунда). В съвременните технологии микровълните се използват в микровълнова фурна, за междуградски и международни телефонни комуникации, предаване на телевизионни програми, работа на интернет на Земята и чрез сателити. Но микровълните са ни познати най-вече като източник на енергия за готвене – микровълновата фурна.
Всяка микровълнова фурна съдържа магнетрон, който преобразува електрическата енергия в микровълново електрическо поле с честота 2450 MHz или 2,45 GHz, което взаимодейства с водните молекули в храната. Микровълните "атакуват" водните молекули в храната, карайки ги да се въртят милиони пъти в секунда, създавайки молекулярно триене, което загрява храната.
Какво не е наред с микровълновата?
За тези, които са наясно с вредното въздействие на мобилните телефони, трябва да е ясно, че мобилният телефон работи на същите честоти като микровълновата печка. За тези, които не са запознати с тази информация, прочетете информацията "Влияние на мобилните телефони върху човека".
Ще говорим за четири фактора, които показват, че микровълновата вреда се случва.
Първо, това са самите електромагнитни лъчения или по-скоро техният информационен компонент. В науката се нарича торсионно поле.
Експериментално е установено, че електромагнитните лъчения имат торсионна (информационна) компонента. Според изследванията на специалисти от Франция, Русия, Украйна и Швейцария, именно торсионните полета, а не електромагнитните, са основният фактор отрицателно въздействиевърху човешкото здраве. Тъй като това е торсионното поле, което предава на човек цялата онази негативна информация, от която започват главоболие, раздразнения, безсъние и т.н.
Освен това не трябва да забравяме за температурата. Разбира се, това се отнася за дълъг период от време и постоянно използване на микровълновата.
Най-вредно за човешкото тяло от гледна точка на биологията е високочестотното лъчение в сантиметровия диапазон (UHF), което дава електромагнитно излъчване с най-голям интензитет.
Микровълновото лъчение директно загрява тялото, кръвният поток намалява нагряването (това се отнася за органи, богати на кръвоносни съдове). Но има органи, като лещата, които не съдържат кръвоносни съдове. Следователно микровълновите вълни, т.е. значителни термични ефекти, водят до помътняване на лещата и нейното разрушаване. Тези промени са необратими.
Електромагнитното излъчване не може да бъде видяно, чуто или ясно усетено. Но той съществува и засяга човешкия организъм. Точният механизъм на действие на електромагнитното обучение все още не е проучен. Влиянието на това лъчение не се проявява веднага, но тъй като се натрупва, може да бъде трудно да се припише това или онова заболяване, което внезапно е възникнало в човек, на устройствата, с които е бил в контакт.
Второ, това е ефектът на микровълновото лъчение върху храната. В резултат на действието на електромагнитното излъчване върху веществото е възможна йонизация на молекули, т.е. атомът може да спечели или да загуби електрон и това променя структурата на материята.
Радиацията води до разрушаване и деформация на хранителните молекули. Микровълновата печка създава нови съединения, които не съществуват в природата, наречени радиолитици. Радиолитичните съединения създават молекулярно гниене като пряка последица от радиацията.
- Печеното в микровълновата фурна месо съдържа нитрозодиентаноламини, добре известен канцероген;
- Някои аминокиселини в млякото и зърнените култури са превърнати в канцерогени;
- Размразяването на замразени плодове в микровълнови фурни превръща техните глюкозиди и галактозиди в частици, съдържащи канцерогенни елементи;
- Дори много кратко излагане на сурови зеленчуци в микровълнова фурна превръща техните алкалоиди в канцерогени;
- Канцерогенните свободни радикали се образуват в растенията в микровълновата, особено в кореноплодните зеленчуци;
- Стойността на храната намалява от 60% на 90%;
- Биологичната активност на витамин В (комплекс), витамините С и Е, както и на много минерали, изчезва;
- Разбит в различни степенив растенията, алкалоиди, глюкозиди, галактозиди и нитрилозиди;
- Разграждане на нуклеопротеините в месото. Робърт Бекер в книгата си „Електричеството на тялото“, позовавайки се на изследванията на руски учени, описва заболявания, свързани с микровълновата печка.
Данни:
Някои от аминокиселините на L-пролин, които са част от майчиното мляко, както и в млечните формули за деца, се превръщат под въздействието на микровълни в d-изомери, които се считат за невротоксични (деформират нервна система) и нефротоксичен (отровен за бъбреците). Жалко е, че много деца се хранят с изкуствени заместители на млякото ( детска храна), които стават още по-токсични от микровълните.
Краткосрочно проучване показа, че хората, които ядат мляко и зеленчуци в микровълнова печка, имат промени в състава на кръвта, намаляват хемоглобина и повишават холестерола, докато хората, които ядат същата храна, но приготвена по традиционен начин, не променят състоянието на тялото.
Пациентката на болницата Норма Левит претърпя лека операция на коляното, след което почина от кръвопреливане. Обикновено кръвта се нагрява преди преливане, но не и в микровълнова фурна. Този път медицинската сестра загряла кръвта в микровълновата, без да подозира за опасността. Замърсената с микровълнова кръв уби Норма. Същото се случва и с храната, която се нагрява и готви в микровълнова печка. Въпреки че процесът се състоя, вестниците и списанията не разгласиха този случай.
Изследователи от Виенския университет установиха, че нагряването с микровълни нарушава атомния ред на аминокиселините. Според изследователите това е повод за безпокойство, тъй като тези аминокиселини са включени в протеини, които след това структурно, функционално и имунологично променят. По този начин протеините - основата на живота - се променят в храната от микровълните.
на трето място, микровълновото лъчение води до отслабване на клетките на нашето тяло.
В генното инженерство има такъв начин: за да проникне в клетката, тя се облъчва леко с електромагнитни вълни и това отслабва клетъчните мембрани. Тъй като клетките са практически разрушени, клетъчните мембрани не могат да предпазят клетката от проникването на вируси, гъбички и други микроорганизми, а естественият механизъм на самолечение също е потиснат.
Четвърто, микровълновата фурна създава радиоактивен разпад на молекули, последван от образуването на нови сплави, неизвестни на природата, както е обичайно с радиацията.
Вредата от микровълновата сега не изглежда толкова нереалистична?
Влиянието на микровълновото лъчение върху човешкото здраве
В резултат на прием на храна, приготвена в микровълнова печка, първо намалява пулса и налягането, а след това се появяват нервност, високо кръвно налягане, главоболие, световъртеж, болки в очите, безсъние, раздразнителност, нервност, болки в стомаха, неспособност за концентрация, косопад, повишена при апендицит, катаракта, репродуктивни проблеми, рак. Тези хронични симптоми се изострят от стрес и сърдечни заболявания.
Консумацията на храна, облъчена в микровълнова печка, допринася за образуването увеличен бройракови клетки в кръвния серум.
Според статистиката при голям брой хора храната, облъчена в микровълнова фурна, причинява тумори, наподобяващи рак на стомаха и храносмилателния тракт, освен това обща дегенерация на периферната клетъчна тъкан с трайно нарушение на храносмилателната и отделителната функция. система.
По този начин храната, променена с микровълни, уврежда храносмилателния тракт и имунна системачовек и в крайна сметка може да причини рак.
Освен това не трябва да забравяме самото електромагнитно излъчване. Това важи особено за бременни жени и деца.
Кръвоносната система, ендокринната система, мозъкът, очите, имунната и репродуктивната система са най-податливи на въздействието на електромагнитните полета.
Що се отнася до бременните жени, тук трябва да бъдете изключително внимателни. Неограничените "разходки" в електромагнитни полета по време на бременност могат да доведат до спонтанни аборти, преждевременни раждания и поява на вродени малформации при децата.
Прочетете повече за ефекта на електромагнитните полета в раздела "Влияние на електромагнитното излъчване върху човека".
Целта на този сайт не е да сплашва. Предупреждаваме.
Никой не казва, че утре ще имате психични разстройства или, не дай си Боже, ще намерят нещо в мозъка.
Вредата от микровълновото лъчение зависи от неговата интензивност и време на експозиция. Модерните микровълнови фурни не могат да ви убият...утре или след година...
Учените говорят за последствията след 10-15 години.
Какво пише?
1. Ако днес сте на 20-25 години, тогава докато сте все още млад човек (до 35-40 години), рискувате да останете инвалид или да родите човек с увреждане или изобщо да не го родите , което значително намалява продължителността на живота на вас и вашето дете.
2. Ако сте на 30 или 40 години, може да не видите внуците си или да рискувате болезнена старост. Освен това вие влияете върху развитието и дори живота на вашите деца.
3. Ако сте на около 50 или повече години, вижте точка 2. Това се отнася и за вас.
трябва ли ти
Не би ли било по-добре да се предпазите от електромагнитно излъчване и да откажете да ядете храна от микровълновата?
Тези вълни заемат честотната лента от 3 до 300 GHz. Тук могат да работят едновременно голям брой радиоелектронни средства с различно предназначение без взаимни смущения. Именно в този диапазон от вълни има принципна възможност за работа на устройства с широки ленти на работни честоти. Увеличаването на работната (носеща) честота на радиосигнала ви позволява да увеличите информационния капацитет
С ∆ω (където ∆ω е честотната лента, заета от радиосигнала) на комуникационния канал, т.е. всъщност скоростта на предаване (приемане) на информация. Това от своя страна дава възможност за кандидатстване комбинирани видовемодулация на радиосигнала (амплитудно-фазова, импулсно-кодова и т.н.), което значително повишава стелт, шумоустойчивост на радиоканала. .
Друго обстоятелство, диктуващо необходимостта от рязко увеличаване на работната честота, например на радар, е необходимостта от увеличаване на неговата разделителна способност както в обхват, поради използването на сложни широколентови сондиращи сигнали, така и в ъглови координати. Разделителната способност в ъглови координати зависи от ширината на диаграмата на излъчване на радиооборудването, която се определя от размера на антената и закона за амплитудно-фазовото разпределение на полето в нейния отвор. Ето защо сега интензивно се усвояват както микровълновият, така и EHF диапазонът.
Характеристиките на микровълновия диапазон включват:
1. Широколентов достъп - най-ценното качество на микровълновия диапазон. В три ленти (N = 9...11) с честотна лента Δƒ = 300 GHz е възможно да се предава едновременно
104 пъти повече информация, отколкото в пет други диапазона (N=4...8). Широколентовият достъп позволява използването на шумоустойчива честотна и фазова модулация, при която нивото на сигнала на изхода на приемника не зависи от нивото на входния сигнал в определени граници;
2. Добри условияза създаване на антени, чиито размери са много по-големи от дължината на вълната и следователно тези антени имат силно насочено излъчване;
3. Безпрепятствено преминаване на микровълните през слоевете на йоносферата, позволяващо комуникация на земни станции с изкуствени спътници на Земята (AES) и космически кораби. Когато микровълновите вълни се разпространяват близо до повърхността на Земята, тяхната дифракция и пречупване са малки;
4. Ниско ниво на атмосферни и индустриални смущения, без влияние върху условията на разпространение на вълните на времето на деня и сезоните на годината
При работа на радиосъоръжения в сантиметрови, дециметрови и метрови диапазони трябва да се вземе предвид възможността за пречупване на радиовълните, тяхното поглъщане и разсейване както от йоносферата, така и от тропосферата. Съответните формули и графики бяха дадени по-рано. Спомнете си, че явлението суперрефракция се наблюдава по-често над морето, отколкото над сушата през топлия сезон. В допълнение, за радиостанции с дециметров и метров обхват, работещи с линейно поляризирани сигнали по радиопътеки, преминаващи през йоносферата, е възможно затихване на поляризирания сигнал поради ефекта на Фарадей, който се състои във въртене на равнината на поляризация на радиовълните.
Напоследък се засилва интересът към милиметровия диапазон на вълните. Това се дължи на широките възможности за използване на тези вълни в радар, комуникации, радиометеорология, радиоастрономия, в изследването природни ресурсии т.н.
Характеристиките на милиметровите вълни включват::
1. Увеличаване на честотата на вълните при тяхното затихване поради хидрометеори и резонансно поглъщане в газовете на тропосферата. Този ефект е особено изразен в милиметровите вълни (MMW), които се усвояват интензивно за комуникационни цели. В диапазона MMW атмосферата има редица прозорци на прозрачност и пикове на поглъщане. Радиовръзката, като правило, се осъществява в прозрачни прозорци.
Анализът на кривите на поглъщане на електромагнитните вълни в тропосферата (виж фиг. 6.10) показва, че в милиметровия диапазон между честотите на резонансното поглъщане има участъци от спектъра с относително малки коефициенти на поглъщане. Тези зони обикновено се наричат "прозорци на прозрачност" на тропосферата. Те са разположени в близост до дължините на вълните, посочени в Таблица 7.1
Таблица 7.1 – "Прозорци на прозрачност" на тропосферата
Радиооборудването с различно предназначение, работещо в района на тези "прозорци на прозрачност" на дължини на вълните, много ефективно решава поставените задачи.
По-голямото поглъщане на милиметровите вълни в сравнение със сантиметровите води до намаляване на комуникационния обхват, което изисква увеличаване на енергийния потенциал на радиовръзката за компенсиране на затихването.
2. Диапазонът MMW не е претоварен, комуникационните средства, работещи в него, имат добра електромагнитна съвместимост (EMC) с комуникационните средства от други диапазони. Това правило се нарушава, когато става дума за разпространение на надлъжни EMW (LEMW), съществуващи в различни среди (плазма, вода, почва и др.). Тези вълни имат уникални свойства, които, за съжаление, не са достатъчно проучени и до днес, въпреки че PEMW в плазмата (вълните на H. Alfvén) са известни още през 20-те години на миналия век. последния век; .
3. Повишено затихване в пиковете на поглъщане, което прави възможно предаването на информация по микровълновата печка при ниско ниво на взаимни смущения от различни служби и организиране на скрити комуникации на къси разстояния по повърхността на Земята. В допълнение, честотите, съответстващи на пиковете на атмосферно поглъщане, могат да се използват за космически връзки на дълги разстояния. В този случай атмосферата играе ролята на филтър-уловител по отношение на намесата на Земята.
4. MMW прониква през мъгла, дим, дъжд, прах по-добре от видимите и инфрачервените вълни. Те преминават през плазмата с малко затихване, така че се използват за комуникация с ракети, които преодоляват йонизираната атмосфера. В непрозрачния честотен участък MMW радиовълните са напълно погълнати и комуникацията е невъзможна, въпреки че е напълно осъществима на същите честоти между две космически радиотехнически апарати, само комуникационният канал в този случай ще бъде екраниран от наблюдение от Земя;
5. Флуктуации (флуктуации) на повърхностните комуникационни линии на MMW амплитуди, фази, посоки на пристигане на вълни, причинени от пречупването им в атмосферата и нейните нехомогенности, влиянието на Земята, както и повторното отражение на вълните от повърхностите на спътници, самолети и други обекти, върху които е разположено оборудването MMW, проява на ефекта на многолъчево разпространение. Има забележимо доплерово изместване на честотата на MMW.
Близък до този диапазон е инфрачервеният диапазон на електромагнитните вълни, който също се използва успешно за управление, наблюдение и др. Имайте предвид, че с прехода към оптичния диапазон на дължината на вълната коефициентът на затихване намалява и атмосферата отново става относително
прозрачен.
тестови въпроси
1. Обяснете зависимостта на плътността на свободните електрони от височината и времето на деня.
2. Ролята на слоя Е 2 с най-висока концентрация на електрони?
3. Какво определя пречупването на радиовълните в йоносферата?
4. Обяснете траекториите на радиолъчите в йоносферата за различни дължини на вълните.
5. Как да изберем работната честота на електронно устройство?
6. Какви са характеристиките на разпространението на свръхдълги и дълги вълни?
7. Какви са характеристиките на разпространението на декаметрови (къси) вълни?
8. Обяснете образуването на зона на мълчание.
9. Защо се съставя т. нар. вълнов график?
10. Какви са характеристиките на разпространението на микровълновия диапазон?
11. Какви са характеристиките на разпространението на обхвата EHF?
Литература
1. Бичков А. А. „Електромагнитни вълни. Вълноводи и резонаторни резонатори”, Лекции, ВМФ, 1987 г. – 72 с.
2. Бичков А. А. „Характеристики на разпространението на радиовълни от различни диапазони. Антенни устройства." Лекции, част 2, ВМФ, 1989 г. - 74 с.
3. Теория на електромагнитното поле и техниката на микровълновите честоти: учебник за средните училища / Под редакцията на B.I. Щелман. - Харков, Издателство Академия, 1974. - 494 с.
4. Нефедов E. I. Антенно-фидерни устройства и разпространение на радиовълни: учебник за студенти. по-висок образователен институции.–М.: Академия, 2009.–377 с.
5. Нефедов Е. И. Техническа електродинамика: учебник за студенти. по-висок образователен институции.– М.: Академия, 2009.–410 с.
6. Black F.B. Разпространение на радиовълни / F.B. Черно - М .: Сов. радио, 1972. - 464 с.
7. Бичков А.А. Характеристики на структурата на електромагнитното поле и параметрите на вълновия процес в морския тропосферен вълновод / I.L. Афонин, А.А. Бичков // Изв. по-висок учебник заведения. Радиоелектроника. - 2004. - Т. 47. - № 2. - С. 58–65.
8. Леонидов V.I. Някои особености на формирането на вълноводни структури над морската повърхност / V.I. Леонидов, Ф.В. Кивва., В.И. Алехин // Научно оборудване в милиметрови и субмилиметрови диапазони на радиовълни: сб. научен тр. - Харков: Институт по радиофизика и електроника на Академията на науките на Украйна. - 1992. - С.73 - 80.
9. Саламатин В. В. Основи на геометричната електродинамика на вълноводи с правоъгълно сечение / В. В. Саламатин, И. Л. Афонин, С. Н. Бердишев // учебник за студенти. по-висок образователен заведения. - Севастопол, изд. SevNTU, 2008. - 218 с.
Конвенционални обозначения. 3
Предговор. четири
ЧАСТ 1. КРАТКИ ПОЛОЖЕНИЯ НА ТЕОРИЯТА
ЕЛЕКТРОМАГНИТНО ПОЛЕ. 4
Глава 1. Основни закони на електромагнитното поле. 4
1.1. Физически величини, използвани за описание електромагнитни явления. Параметри и класификация на медиите. 6
1.2. Уравнения на Максуел в интегрална форма. единадесет
1.3. Уравнения на Максуел в диференциална форма
(електродинамични уравнения) 13
1.4. Гранични условия за вектори на електромагнитно поле. 19
1.5. Енергийни отношения в електромагнитно поле. 23
Въпроси за сигурност.. 25
Глава 2
Полето на елементарен електрически вибратор…………………26
2.1. Елементарни излъчватели………………………………………………...26
2.2. Електромагнитно поле на електрическо излъчване. 28
2.3. Анализ на полето на елементарен електрически вибратор. 33
2.3.1. Близка (реактивна) зона. 34
2.3.2. Далечна (вълнова) зона или зона на Фраунхофер. 36
2.4. Диаграмата на излъчване на елементарен електрически вибратор. 40
Въпроси за сигурност.. 44
Глава 3
и нехомогенни среди. 45
3.1. Разпространение на електромагнитни вълни в идеал
диелектрик. 45
3.2. Параметри на вълновия процес. петдесет
3.3. Разпространение на електромагнитни вълни в среда със загуби. 51
3.3.1. Класификация на медиите според големината на проводимостта. 52
3.3.2. Електромагнитни вълни в среда със загуби. 53
3.4. Поляризация на плоски вълни. 55
3.4.1. Линейна поляризация. 56
3.4.2. Кръгова поляризация. 58
3.4.3. Елиптична поляризация. 60
3.5. Плоски електромагнитни вълни в нееднородни среди. 61
3.5.1. Закони за отражение и пречупване (закони на Снел) 61
3.5.2. Коефициенти на отражение и пречупване (коефициенти на Френел) 63
3.5.3. Наклонено падане на ЕМВ върху повърхността на идеален проводник 65
3.5.4. Дълбочина на проникване на електромагнитното поле
в проводяща среда. 66
3.5.5. Логаритмични единици за затихване ................................................. 67
Въпроси за сигурност.. 68
Глава 4. Електромагнитни вълни във вълноводи. 69
4.1. Кратка информацияотносно системите за насочване на микровълнова енергия. 69
4.2. Класификация на направляваните вълни. 71
4.3. Правоъгълен вълновод. 73
4.4. Диаграма на видовете вълни в правоъгълен вълновод. Избор на напречни размери 76
4.5. Структура на полето на основната вълна H 10 78
4.6. Структура на повърхностните течения в правоъгълен вълновод, излъчващи и неизлъчващи процепи 81
4.7. Отражателна интерпретация на разпространението на вълната във вълновод. Фазови и групови скорости във вълновод 83
Въпроси за сигурност.. 85
ЧАСТ 2. РАЗПРОСТРАНЕНИЕ НА РАДИОВЪЛНИТЕ.. 86
Глава 5 Общи въпросиразпространение на радиовълни. 86
5.1. Класификация на радиовълните по диапазони и метод
разпространение. 87
5.2. Влияние на подстилащата повърхност върху разпространението на радиовълните. 95
5.2.1. Влияние на електрическите параметри на подстилащата повърхност върху разпространението на радиовълни 95
5.2.2. Влиянието на релефа и формата на подстилащата повърхност
към разпространението на радиовълни. 97
Въпроси за сигурност.. 104
Глава 6
радио вълни. 105
6.1. Влияние на тропосферата върху разпространението на радиовълните. 105
6.1.1. Пречупване на радиовълни в тропосферата. 106
6.1.2. Морски тропосферни вълноводи.. 112
6.1.3. Разсейване на радиовълни в тропосферата (ефект на далечно тропоразсейване) 118
6.1.4. Абсорбция на радиовълни в тропосферата.
Разсейване на радиовълни от хидрометеори. 118
Въпроси за сигурност.. 121
Глава 7. Влияние на йоносферата върху разпространението на радиовълните. Характеристики на разпространението на различни радиовълни
диапазони................................................................................................................................. 122
7.1. Влияние на йоносферата върху разпространението на радиовълните. 122
7.2. Характеристики на разпространението на радиовълни от различни диапазони. 128
7.2.1. Разпределение на екстра дълги, дълги и средни
вълни. 128
7.2.2. Разпространение на декаметрови (къси) вълни. 131
7.2.3. Разпространение на вълни в диапазоните на микровълните и EHF .. 136
Въпроси за сигурност.. 139
Литература. 140
Анатолий Александрович БИЧКОВ,
кандидат на техническите науки, доцент
Електродинамика
и разпространение на радиовълни
Коректор Е.Г. Коряко
Технически редактор О.А. Срощенко
Компютърно оформление и формиране
публикуване на оригинално оформление L.F. Соловьов
Подписано за печат 19 септември 2017 г
Формат на хартията 60х84 1/16. Офсетова хартия. Слушалки "Times".
Изд. № 31. Печатна ризография. Том9 печ.л. Тираж 55 бр. Зак 390 .
Е свободен
Печатница ChVVMU на името на P.S. Нахимов, 299028, Севастопол, ул. Дибенко П., 1-А
Обхватът на радиоизлъчването е противоположен на гама лъчението и също е неограничен от една страна - от дълги вълни и ниски честоти.
Инженерите го разделят на много секции. Най-късите радиовълни се използват за безжично предаване на данни (Интернет, клетъчна и сателитна телефония); метрови, дециметрови и ултракъси вълни (УКВ) заемат местните телевизионни и радиостанции; късите вълни (HF) се използват за глобална радиокомуникация - те се отразяват от йоносферата и могат да обикалят около Земята; за регионално излъчване се използват средни и дълги вълни. Много дълги вълни (VLW) - от 1 км до хиляди километри - проникват солена водаи се използват за комуникация с подводници, както и за търсене на полезни изкопаеми.
Енергията на радиовълните е изключително ниска, но те възбуждат слаби трептения на електрони в метална антена. След това тези трептения се усилват и записват.
Атмосферата пропуска радиовълни с дължина от 1 мм до 30 м. Те позволяват да се наблюдават ядрата на галактиките, неутронните звезди и други планетарни системи, но най-впечатляващото постижение на радиоастрономията са рекордно детайлните изображения на космически източници, резолюцията на което надвишава десет хилядни от дъговата секунда.
Микровълнова печка
Микровълните са поддиапазон на радиоизлъчване, близък до инфрачервения. Нарича се още микровълново лъчение, защото има най-високата честота в радиообхвата.
Микровълновият диапазон представлява интерес за астрономите, тъй като записва реликтовото лъчение, останало от времето на Големия взрив (друго име е микровълновият космически фон). Излъчен е преди 13,7 милиарда години, когато горещата материя на Вселената е станала прозрачна за собственото си топлинно излъчване. С разширяването на Вселената космическият микровълнов фон се охлади и днес температурата му е 2,7 K.
Реликтовото лъчение идва към Земята от всички посоки. Днес астрофизиците се интересуват от нееднородностите на небесното сияние в микровълновия диапазон. Те се използват, за да се определи как галактическите купове са започнали да се формират в ранната вселена, за да се тества правилността на космологичните теории.
А на Земята микровълните се използват за обикновени задачи като затопляне на закуска и разговори по мобилен телефон.
Атмосферата е прозрачна за микровълните. Те могат да се използват за комуникация със сателити. Има и проекти за пренос на енергия на разстояние с помощта на микровълнови лъчи.
Източници
проучвания на небето
Микровълново небе 1.9 мм(WMAP)
Космическият микровълнов фон, наричан също космически микровълнов фон, е охладеното сияние на горещата Вселена. За първи път е открит от А. Пензиас и Р. Уилсън през 1965 г. ( Нобелова награда 1978 г.) Първите измервания показаха, че радиацията е напълно еднаква в цялото небе.
През 1992 г. е обявено откритието на анизотропията (нехомогенността) на космическия микровълнов фон. Този резултат е получен от съветския спътник "Реликт-1" и потвърден от американския спътник COBE (виж Небе в инфрачервени лъчи). COBE също установи, че спектърът на CMB е много близък до черното тяло. Този резултат беше удостоен с Нобелова награда през 2006 г.
Вариациите в яркостта на реликтовото излъчване в небето не надвишават една стотна от процента, но тяхното присъствие показва едва забележими нехомогенности в разпределението на материята, съществувала на ранна фазаеволюцията на Вселената и послужиха като зародиши на галактики и техните клъстери.
Въпреки това, точността на данните от COBE и Relikt не беше достатъчна за тестване на космологичните модели и затова през 2001 г. беше пуснат нов, по-точен апарат WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), който до 2003 г. изгради подробна карта на Разпределение на интензитета на CMB небесна сфера. Въз основа на тези данни сега се усъвършенстват космологичните модели и идеи за еволюцията на галактиките.
Реликтовото излъчване възниква, когато възрастта на Вселената е около 400 хиляди години и поради разширяване и охлаждане става прозрачна за собственото си топлинно излъчване. Първоначално радиацията има спектър на Планк (черно тяло) с температура около 3000 Ки отчита близкия инфрачервен и видим диапазон на спектъра.
С разширяването на Вселената космическият микровълнов фон претърпя червено изместване, което доведе до намаляване на температурата му. В момента температурата на радиационния фон е 2,7 Да сеи попада в микровълновия и далечния инфрачервен (субмилиметров) диапазон на спектъра. Графиката показва приблизителен изглед на спектъра на Планк за тази температура. CMB спектърът е измерен за първи път от сателита COBE (вижте Инфрачервено небе), за който е присъдена Нобелова награда през 2006 г.
Радио небе на вълна 21 см, 1420 MHz(Дики и Локман)
Известната спектрална линия с дължина на вълната 21,1 сме друг начин за наблюдение на неутрален атомен водород в космоса. Линията възниква поради така нареченото свръхфино разделяне на основното енергийно ниво на водородния атом.
Енергията на невъзбуден водороден атом зависи от взаимната ориентация на завъртанията на протона и електрона. Ако са успоредни, енергията е малко по-висока. Такива атоми могат спонтанно да преминат в състояние с антипаралелни завъртания, излъчвайки квант на радиоизлъчване, който отнася малък излишък от енергия. С един атом това се случва средно веднъж на 11 милиона години. Но огромното разпределение на водорода във Вселената прави възможно наблюдението на газови облаци при тази честота.
Радио небе на вълна 73,5 см, 408 MHz(Бон)
Това е най-дългата дължина на вълната от всички изследвания на небето. Извършено е на дължина на вълната, при която в Галактиката се наблюдават значителен брой източници. Освен това изборът на дължина на вълната се определя от технически причини. Един от най-големите в света радиотелескопи с пълно въртене, 100-метровият радиотелескоп Бон, беше използван за изграждането на изследването.
Земно приложение
Основното предимство на микровълновата фурна е, че с течение на времето продуктите се нагряват в целия обем, а не само от повърхността.
Микровълновото лъчение с по-голяма дължина на вълната прониква по-дълбоко от инфрачервеното под повърхността на продуктите. Вътре в храната електромагнитните вибрации възбуждат ротационните нива на водните молекули, движението на които основно кара храната да се нагрява. По този начин се извършва микровълново (MW) сушене на продукти, размразяване, готвене и нагряване. Също така променливи електрически токовевъзбужда високочестотни токове. Тези токове могат да възникнат във вещества, в които присъстват подвижни заредени частици.
Но остри и тънки метални предмети не трябва да се поставят в микровълнова фурна (това важи особено за съдовете с шприцовани метални декорации за сребро и злато). Дори тънък пръстен от позлата по ръба на плочата може да причини мощен електрически разряд, който ще повреди устройството, което създава електромагнитна вълна в пещта (магнетрон, клистрон).
Принципът на действие на клетъчната телефония се основава на използването на радиоканал (в микровълновия диапазон) за комуникация между абоната и една от базовите станции. Информацията се предава между базовите станции, като правило, чрез цифрови кабелни мрежи.
Обхватът на базовата станция - размер на клетката - от няколко десетки до няколко хиляди метра. Зависи от пейзажа и от силата на сигнала, който е избран така, че да няма твърде много активни абонати в една клетка.
В стандарта GSM една базова станция може да осигури не повече от 8 телефонни разговора едновременно. При масови събития и по време на природни бедствия броят на обаждащите се нараства драстично, което претоварва базовите станции и води до прекъсване на клетъчните комуникации. За такива случаи клетъчните оператори разполагат с мобилни базови станции, които могат бързо да бъдат доставени до многолюдно място.
Много спорове повдигат въпроса за възможната вреда от микровълновото лъчение. мобилни телефони. По време на разговор предавателят е в непосредствена близост до главата на човека. Многобройни проучвания все още не са успели да регистрират надеждно отрицателно въздействиерадиоизлъчването на мобилен телефон върху здравето. Въпреки че е невъзможно напълно да се изключи влиянието на слабото микровълново лъчение върху телесните тъкани, няма основания за сериозно безпокойство.
Телевизионното изображение се предава на метрови и дециметрови вълни. Всеки кадър е разделен на линии, по които яркостта се променя по определен начин.
Предавателят на телевизионна станция постоянно излъчва радиосигнал със строго фиксирана честота, тя се нарича носеща честота. Приемащата верига на телевизора се настройва към него - в него възниква резонанс с желаната честота, което позволява да се уловят слаби електромагнитни трептения. Информацията за изображението се предава от амплитудата на трептенията: голяма амплитуда - висока яркост, ниска амплитуда - тъмна област на изображението. Този принцип се нарича амплитудна модулация. Радиостанциите (с изключение на FM станциите) предават звук по същия начин.
С прехода към цифрова телевизия правилата за кодиране на изображението се променят, но самият принцип на носещата честота и нейната модулация се запазва.
Параболична антена за приемане на сигнал от геостационарен сателит в микровълновия и VHF диапазона. Принципът на действие е същият като този на радиотелескопа, но не е необходимо антената да бъде подвижна. По време на инсталирането се изпраща до спътника, който винаги остава на едно и също място спрямо земните структури.
Това се постига чрез изстрелване на сателит в геостационарна орбита с надморска височина около 36 000 км. кмнад земния екватор. Периодът на въртене по тази орбита е точно равен на периода на въртене на Земята около оста й спрямо звездите - 23 часа 56 минути 4 секунди. Размерът на антената зависи от мощността на сателитния предавател и неговата диаграма на излъчване. Всеки сателит има основна обслужваща зона, където неговите сигнали се приемат от антена с диаметър 50–100 см, и периферната зона, където сигналът отслабва бързо и може да изисква антена до 2–3 м.