Физические основы защиты от ЭМП

В зависимости от частоты источника ЭМП, его мощности и режима работы выбираются те или иные средства защиты от воздействий электромагнитных колебаний на человеческий организм. Пространство вокруг источника ЭМП условно делят на ближнюю и дальнюю зоны действия.

Ближняя зона — зона, в которой электромагнитное поле еще не сформировано на расстоянии от излучателя. Ближняя зона (зона индукции) ограничена сферой с радиусом, в которой излучатель находится в центре. В ближней зоне электромагнитное поле характеризуется электрической составляющей поля З (B/м). Такая оценка относится к диапазонам № 5 — 8. В случае одновременной работы нескольких источников в данной зоне принимается суммарное значение квадратов напряженности поля:

.

где E_i — напряженность поля i-ого источника в точке измерения.

Дальняя зона (зона излучения). В дальней зоне на расстояниях r>л/6 существует и распространяется ЭМП. Обе составляющие его сформированы в поддиапазонах № 9 — 11. ЭМП характеризуется интенсивностью излучения W_S (поверхностная плотность потока энергии, или вектор Умова-Пойнтинга), выражаемой в Вт/м². В случае работы нескольких источников берется суммарная интенсивность излучений N источников:

.

где — интенсивность излучения i-го источника в точке измерения дальней зоны.

При работе нескольких источников ЭМП различных диапазонов суммарное действие излучателя должно удовлетворять следующему требованию:

где E_0i — ПДУ напряженности электрического поля для i-го источника на границе санитарно-защитной зоны; - ПДУ интенсивности излучения для j-го источника на границе санитарно-защитной зоны; E_i, — фактическое значение параметров; i = 1, 2, 3, …, k; j = 1, 2, 3, …, m.

Наиболее распространенным способом защиты является экранирование, использующее процессы отражения и поглощения электромагнитных волн.

Для поглощения электромагнитных волн широко используются радиопоглощающие материалы (РПМ). При взаимодействии падающей электромагнитной волны с РПМ происходит ее поглощение, рассеяние, а в некоторых типах РПМ — интерференция. В результате этих процессов происходит диссипация энергии падающей волны в поглощающем покрытии, и отраженная волна становится незначительной.

По принципу действия РПМ делятся на две большие группы: объемные и резонансные.

В объемных поглотителях используется объемное поглощение электромагнитной энергии за счет внесения электрических или магнитных потерь. Объемные поглотители обеспечивают высокое поглощение ЭМП с малым коэффициентом отражения в широком диапазоне частот.

К числу недостатков можно отнести относительно большие массогабаритные параметры.

Резонансные (интерференционные) поглотители представляют собой композицию из чередующихся слоев диэлектрика и проводящих пленок метала. Толщина диэлектрика составляет четверть длины волны падающего излучения или кратна нечетному числу. Принцип действия таких систем основан на интерференции падающей волны и образовании в них стоячих волн. Такие поглотители обладают низким коэффициентом отражения, малой массой, компактностью, но недостаточной широкополосностью.