Méthodologie de mesure du diamètre emp 2. Méthodes de mesure de l'intensité du champ électromagnétique

Les méthodes de mesure des champs électromagnétiques sont basées sur divers effets physiques, par ex.

    interaction forcée d'un champ magnétique avec le moment magnétique d'un objet physique ou de particules de matière,

    excitation de la force électromotrice induite dans un inducteur dans un MF alternatif,

    modifier la trajectoire des charges électriques se déplaçant dans le MP sous l'influence d'une force de déviation,

    effets thermiques des champs électromagnétiques sur le récepteur de rayonnement, etc.

Les exigences imposées aux équipements électroniques modernes, telles que : une fiabilité accrue et une immunité au bruit, une réduction des prix, des dimensions et de la consommation d'énergie, s'appliquent également aux capteurs. Le respect de ces conditions devient possible grâce à l’utilisation de circuits et de technologies microélectroniques, car :

premièrement, les propriétés électrophysiques des semi-conducteurs et des dispositifs à semi-conducteurs sur lesquels reposent les microcircuits dépendent fortement d'influences externes ;

Deuxièmement, la technologie microélectronique repose sur des méthodes groupées de traitement des matériaux pour la fabrication d'appareils, ce qui réduit leur coût, leurs dimensions, leur consommation d'énergie et conduit à une fiabilité et une immunité au bruit accrues.

De plus, lors de l'utilisation d'un capteur semi-conducteur ou d'un capteur dont la fabrication est compatible avec le processus technologique de création de circuits intégrés (IC), le capteur lui-même et les circuits de traitement du signal reçu peuvent être fabriqués en un seul cycle technologique, sur un seul cristal semi-conducteur ou diélectrique.

Les convertisseurs magnétiques microélectroniques les plus courants comprennent : les éléments Hall ; magnétorésistances; magnétotransistors et magnétodiodes; convertisseurs à recombinaison magnétique.

  1. Méthodes optiques pour obtenir des informations

L'optique est une branche de la physique qui étudie la nature du rayonnement optique (lumière), sa propagation et les phénomènes observés lors de l'interaction de la lumière et de la matière.

La lumière a une double structure et présente à la fois des propriétés ondulatoires et corpusculaires. Du point de vue des ondes, la lumière représente des ondes électromagnétiques situées dans une certaine plage de fréquences. Le spectre optique occupe la gamme de longueurs d'onde électromagnétiques allant de 10 -8 m à 2*10 -6 m (fréquence de 1,5*10 14 Hz à 3*10 16 Hz). La limite supérieure de la plage optique est déterminée par la limite des ondes longues de la plage infrarouge et la limite inférieure par la limite des ondes courtes de l'ultraviolet. Les propriétés des ondes se manifestent dans les processus de diffraction et d'interférence. D'un point de vue corpusculaire, la lumière est un flux de particules en mouvement (photons). Le lien entre l'onde et les paramètres corpusculaires de la lumière est établi par la formule de Broglie, où λ – longueur d'onde, r– l'impulsion des particules, h- Constante de Planck égale à 6,548 × 10 –34 J s (dans le système SI).

Les méthodes de recherche optique se caractérisent par une grande précision et clarté.

  1. Microscopie optique

Les instruments optiques tels que les microscopes sont utilisés pour examiner et mesurer de petits objets. La classe des microscopes optiques est très diversifiée et comprend les microscopes optiques, interférentiels, luminescents, infrarouges, etc.

Un microscope est une combinaison de deux systèmes optiques : une lentille et un oculaire. Chaque système se compose d'une ou plusieurs lentilles.

Un objet est placé devant l’objectif et une lentille oculaire est placée devant l’œil de l’observateur. Pour représenter visuellement le passage de la lumière à travers un système optique, les concepts d'optique géométrique sont utilisés, dans lesquels le concept principal est un rayon de lumière, la direction du rayon coïncide avec la direction du front d'onde.

Un diagramme schématique de l'acquisition d'images dans un microscope optique est présenté sur la figure 1.

Pour simplifier la construction de l'image sur la figure, le système de lentilles d'objectif est remplacé par une lentille convergente. L 1 , et le système de lentille oculaire est une lentille L 2 . Article AB placé devant le plan focal de l'objectif, ce qui crée une image réelle agrandie UN"B" objet près du foyer avant de l’oculaire. Image UN"B" est légèrement plus proche du foyer avant de l'oculaire F 2 . Dans ce cas, l'oculaire crée une image virtuelle agrandie UN"B", qui est projeté à la distance de meilleure vision et vu à travers l'oculaire avec l'œil.

Un microscope optique se caractérise par les principaux paramètres suivants : grossissement, résolution, profondeur de focalisation (netteté), champ de vision.

Augmenter est déterminé par le pouvoir grossissant de toutes les lentilles incluses dans le trajet des rayons optiques. On peut supposer qu'en sélectionnant en conséquence les valeurs de grossissement de l'objectif et de l'oculaire, il est possible d'obtenir un microscope avec un grossissement arbitrairement élevé. Cependant, dans la pratique, les microscopes avec un grossissement de plus de 1 500 à 2 000 fois ne sont pas utilisés, car la capacité de distinguer les petits détails d'un objet au microscope est limitée. Cette limitation est due à l'influence de la diffraction de la lumière se produisant dans la structure de l'objet considéré. En raison de la nature ondulatoire de la lumière, l'image de chaque point d'un objet dans le plan image a la forme d'anneaux sombres et clairs concentriques, à la suite desquels les points étroitement espacés de l'objet dans l'image fusionnent. À cet égard, les concepts de limite de résolution et de pouvoir de résolution d'un microscope sont introduits.

Limite de résolution Le microscope est la plus petite distance entre deux points d'un objet lorsque ces points sont distinguables, c'est-à-dire sont perçus au microscope comme ne se confondant pas.

La limite de résolution est donnée par la formule δ=0,51·λ/A, grandeur A = n péché toi appelée ouverture numérique du microscope ; λ - longueur d'onde de la lumière éclairant l'objet ; n- indice de réfraction du milieu entre la lentille et l'objet ; toi- angle d'ouverture de la lentille, égal à la moitié de l'angle entre les rayons extérieurs du faisceau lumineux conique entrant dans la lentille du microscope.

Les données sur chaque objectif sont marquées sur son corps indiquant les paramètres suivants) :

    grossissement (« x » – grossissement, taille) ;

    NA : 0,20 ; 0,65, exemple : 40/0,65 ou 40x/0,65 ;

    marquage de lettre supplémentaire si l'objectif est utilisé pour diverses méthodes de recherche et de contraste : phase - F, polarisation - P (Pol), luminescent - L ( L), etc.

    marquage du type de correction optique : apochromat - APO (APO), planchromat - PLAN (PL, Plan).

Résolution le microscope est la capacité d'un microscope à donner une image séparée de petits détails d'un objet. La résolution est l'inverse de la limite de résolution ξ = 1/δ.

Comme le montre la formule, la résolution d'un microscope dépend de ses paramètres techniques, mais la limite physique de ce paramètre est déterminée par la longueur d'onde de la lumière incidente.

La résolution d'un microscope peut être augmentée en remplissant l'espace entre l'objet et la lentille avec un liquide d'immersion à indice de réfraction élevé.

Profondeur de champ est la distance entre le plan le plus proche et le plan le plus éloigné d'un objet qui apparaît raisonnablement net.

Si les points d'un objet sont à des distances différentes devant l'objectif (dans des plans différents), alors les images nettes de ces points formées par celui-ci seront également à des distances différentes derrière l'objectif. Cela devrait signifier que des images nettes ne peuvent être formées que par des points situés dans le même plan. Les points restants dans ce plan seront affichés sous forme de cercles, appelés cercles de diffusion. (Fig.2).

La taille du cercle dépend de la distance d'un point donné au plan d'affichage. En raison de la résolution limitée de l'œil, les points représentés par de petits cercles seront perçus comme des points et le plan objet correspondant sera considéré comme étant net. La profondeur de champ est plus grande, plus la distance focale de l'objectif est courte et plus le diamètre de l'ouverture effective (le diamètre de la monture de l'objectif ou du trou d'ouverture) est petit. La figure 2 montre la dépendance de la profondeur de champ sur les facteurs répertoriés. Toutes choses égales par ailleurs, c'est-à-dire avec un F constant et également une distance constante de l'objectif à l'objet, pour augmenter la profondeur de champ, le diamètre du trou effectif est réduit. A cet effet, un diaphragme est installé entre les lentilles d'objectif, ce qui permet de modifier le diamètre du trou d'entrée.

Champ de vision système optique - partie de l'espace (plan) représentée par ce système. La taille du champ de vision est déterminée par les éléments inclus dans le système (tels que les montures de lentilles, les prismes et miroirs, les diaphragmes, etc.), qui limitent le faisceau de rayons lumineux.

MUK 4.3.1677-03

INSTRUCTIONS METHODOLOGIQUES

4.3. MÉTHODES DE CONTRÔLE. FACTEURS PHYSIQUES

Détermination des niveaux du champ électromagnétique créé par le rayonnement
moyens techniques de télévision, de radiodiffusion FM et de stations de base
radio mobile terrestre


Date d'introduction : à partir du moment de l'approbation

1. DÉVELOPPÉ par des employés de l'Institut de recherche industrielle de Samara sur la radio du ministère de la Fédération de Russie pour les communications et l'information (A.L. Buzov, S.N. Eliseev, L.S. Kazansky, Yu.I. Kolchugin, V.A. Romanov, M Yu. Sdobaev, D.V. Filippov , V.V. Yudin).

2. Présenté par le ministère des Communications de Russie (lettre N DRTS-2/988 du 2 décembre 2002). Approuvé par la commission de réglementation sanitaire et épidémiologique de l'État du ministère russe de la Santé.

3. APPROUVÉ ET ENTRÉ EN VIGUEUR par le Médecin hygiéniste en chef de la Fédération de Russie le 29 juin 2003.

4. INTRODUIT pour remplacer MUK 4.3.045-96 et MUK 4.3.046-96 (en termes de stations de base).

Objectif et portée

Les lignes directrices sont destinées à être utilisées par les spécialistes des centres nationaux de surveillance sanitaire et épidémiologique, les ingénieurs et techniciens, les organismes de conception et les opérateurs de télécommunications afin d'assurer la surveillance sanitaire et épidémiologique des sources de rayonnement.

Les lignes directrices établissent des méthodes pour déterminer (calculer et mesurer) les niveaux de champ électromagnétique (CEM) émis par les moyens techniques de télévision, de radiodiffusion FM et de stations de base de radio mobile terrestre dans la gamme de 27 à 2 400 MHz à leurs emplacements.

Le document a été introduit pour remplacer MUK 4.3.04-96* et MUK 4.3.046-96 (concernant les stations de base). Il diffère des documents précédents en ce qu'il contient une méthodologie de calcul des niveaux EMF pour des distances arbitraires des antennes, y compris la zone proche, en tenant compte de la surface sous-jacente et de l'influence de diverses structures métalliques.
_____________
*Probablement une erreur dans l'original. Vous devriez lire MUK 4.3.045-96. - Noter "CODE".

Les lignes directrices ne s'appliquent pas aux équipements de communication contenant des antennes à ouverture.

1. Dispositions générales

1. Dispositions générales

La détermination des niveaux de CEM est effectuée afin de prédire et de déterminer l'état de la situation électromagnétique dans les emplacements des objets émetteurs de télévision, de radiodiffusion FM et des stations de base de communications radio mobiles terrestres.

Le calcul prévisionnel est effectué :

- lors de la conception d'une installation d'ingénierie radio émettrice (PRTO) ;

- lorsque les conditions de placement, les caractéristiques ou les modes de fonctionnement des moyens techniques du PRTO existant changent (modifications de l'emplacement des antennes, de leurs hauteurs d'installation, des directions de rayonnement, de la puissance de rayonnement, du schéma de circuit antenne-alimentation, aménagement des territoires adjacents, etc. );

- en l'absence de matériel de prévision calculée de l'environnement électromagnétique du PRTO ;

- lors de la mise en service du PRTO (lors de modifications du projet par rapport à sa version originale, pour laquelle un calcul prévisionnel a été réalisé).

Les mesures sont effectuées :

- dès la mise en service du PRTO ;

- dans l'ordre des mesures de contrôle prévues au moins une fois tous les trois ans (en fonction des résultats de l'observation dynamique, la fréquence des mesures des niveaux de CEM peut être réduite par décision du centre de surveillance sanitaire et épidémiologique de l'État concerné, mais pas plus de une fois par an);

- lorsque les conditions de placement, les caractéristiques ou les modes de fonctionnement des moyens techniques du PRTO existant changent ;

- après avoir pris des mesures de protection visant à réduire les niveaux de CEM.

La méthodologie de prévision informatique définit les méthodes suivantes pour calculer les niveaux de CEM :

- directement par le courant dans les conducteurs de l'antenne (préalablement calculé) ;

- selon le diagramme de rayonnement de l'antenne (DP), qui est déterminé par la répartition du courant dans les conducteurs de l'antenne ;

- selon les fiches techniques de l'antenne.

Dans les cas où l'antenne est un réseau d'antennes dont les éléments sont des radiateurs de conception inconnue avec des diagrammes connus, il est possible de calculer les diagrammes d'un tel réseau.

Le calcul des niveaux EMF directement basé sur le courant est effectué pour des distances relativement courtes de l'antenne (dans les zones proches et intermédiaires), le calcul utilisant DP - pour des distances relativement grandes (dans la zone lointaine). Les DN passeport sont utilisés en l’absence d’informations sur la conception de l’antenne.

La répartition du courant le long des conducteurs de l'antenne est obtenue en résolvant le problème électrodynamique à l'aide de la méthode de l'équation intégrale. Dans ce cas, l'antenne est représentée comme un système de conducteurs situés d'une certaine manière et orientés dans l'espace.

La méthodologie de calcul des niveaux de CEM comprend :

- la possibilité de prendre en compte la surface sous-jacente à partir d'un modèle de propagation des ondes radio à deux faisceaux sous l'hypothèse que la surface sous-jacente n'affecte pas la répartition du courant dans les conducteurs de l'antenne ;

- la capacité de prendre en compte l'influence des structures métalliques à partir de la détermination du courant induit sur elles par le champ de l'antenne.

Les données initiales pour calculer les niveaux EMF sont les paramètres géométriques de l'antenne sous la forme d'un ensemble de coordonnées des extrémités des conducteurs, les paramètres géométriques et électriques de la surface sous-jacente et les caractéristiques techniques des équipements de transmission radio.

L'annexe 3 fournit des informations sur le logiciel recommandé, qui comprend le calcul des niveaux de CEM selon les méthodes énoncées dans les lignes directrices pour les moyens techniques spécifiés.

La méthodologie de mesure est basée sur les principes énoncés dans la prévision calculée et se concentre sur l'utilisation d'instruments de mesure existants qui offrent une précision suffisante dans la surveillance des niveaux de CEM.

2. Dispositions de base de la méthodologie de prévision calculée des niveaux de champ électromagnétique

2.1. L'essence de la méthode

Le calcul des niveaux EMF directement à partir du courant d'antenne est effectué en deux étapes : d'abord, la répartition du courant dans les conducteurs de l'antenne est calculée, puis les niveaux EMF. La distribution du courant est calculée sur la base de la résolution du problème électrodynamique correspondant à l'aide de la méthode de l'équation intégrale dans l'approximation aux fils fins. Dans ce cas, la conception réelle de l’antenne est représentée comme un système de conducteurs cylindriques électriquement minces. La solution de l’équation intégrale est réalisée par la méthode de collocation avec une base sinusoïdale par morceaux. Le calcul des niveaux EMF est effectué directement à partir de la distribution de courant trouvée, en tenant compte de la présence de distorsions d'ouverture et de champs réactifs.

Le calcul des niveaux EMF sur la base du DP calculé est effectué en trois étapes : d'abord, la répartition du courant dans les conducteurs de l'antenne est calculée, puis le DP et le coefficient de directivité (DA), à l'étape finale, les niveaux EMF sont calculés basé sur le DN et le DAC trouvés. La répartition du courant dans les conducteurs est déterminée de la même manière que lors du calcul des niveaux EMF directement à partir du courant d'antenne.

Le calcul des niveaux de CEM basé sur les DN du passeport est effectué en une seule étape. Dans ce cas, on suppose que le rayonnement (avec une directionnalité donnée, déterminée par les modèles passeport) provient d'un point pris comme centre de phase de l'antenne.

Dans une présentation plus approfondie, sauf réserves particulières, les unités de mesure de toutes les grandeurs sont données dans le système SI.

2.2. Calcul de la répartition du courant dans les conducteurs d'antenne

Le calcul de la répartition du courant dans les conducteurs de l'antenne s'effectue dans l'ordre suivant :

- construction d'un modèle électrodynamique de l'antenne ;

- calcul des éléments matriciels d'un système d'équations algébriques linéaires (SLAE) - un analogue algébrique de l'équation intégrale originale ;

- résoudre le SLAE et déterminer les coefficients de dilatation de la fonction de distribution de courant souhaitée (fonction de courant) selon une base donnée.

Construction d'un modèle électrodynamique

La conception actuelle est représentée comme un système de conducteurs cylindriques rectilignes électriquement fins. Le rayon des conducteurs ne doit pas dépasser (ci-après - longueur d'onde). Les conducteurs de plus grand rayon sont représentés sous forme de cylindres métalliques. Les surfaces métalliques solides se présentent sous forme de treillis métallique. Les conducteurs dont les axes sont des courbes douces sont représentés par des lignes brisées.

Un contour spatial est introduit, formé par un ensemble d'axes conducteurs. Le sens positif du contournement du circuit est déterminé (c'est aussi le sens positif du courant) et une coordonnée curviligne est saisie, mesurée le long de celle-ci.

Pour déterminer les fonctions de base sinusoïdales par morceaux, chaque conducteur droit est divisé en segments électriquement courts et partiellement sécants. Chaque segment est défini par trois points : début, milieu et fin (conformément à la direction positive sélectionnée). Dans ce cas, le point de départ du ème segment (si ce n'est pas le premier sur ce conducteur) coïncide avec le milieu du ème segment, le point d'arrivée (si ce n'est pas le dernier sur ce conducteur) coïncide avec le milieu de le ème segment : , . Si le ème segment est le premier (dernier) sur un conducteur donné, alors son point de départ (fin) coïncide avec le début (fin) du conducteur.

Les points définissant un certain segment sont associés à 3 rayons vecteurs , , (points de départ, milieu et fin, respectivement), ainsi qu'au rayon vecteur du point de collocation - le point sur la surface du conducteur le plus proche du point .

Les conducteurs droits sont divisés uniformément en segments. Dans ce cas, la longueur du segment doit être sélectionnée à partir de la condition :

Rayon du conducteur.

Lorsque la longueur du segment augmente par rapport aux limites spécifiées, l'erreur d'approximation augmente ; lorsqu'elle diminue, la conditionnalité du SLAE se détériore, ce qui peut s'avérer instable.

Pour décrire le branchement des conducteurs, des segments supplémentaires sont introduits. Dans ce cas, le milieu du segment supplémentaire coïncide avec les points extrêmes des conducteurs de connexion, et les points de départ et d'arrivée coïncident avec les milieux des segments extrêmes (les plus proches) de ces conducteurs. Dans ce cas, afin d'éviter l'apparition d'équations SLAE linéairement dépendantes, les règles suivantes doivent être respectées :

- le nombre de conducteurs coplanaires connectés en un point ne doit pas dépasser 3 (2 segments supplémentaires sont introduits) ;

- le nombre de conducteurs non coplanaires connectés en un point ne doit pas dépasser 4 (3 segments supplémentaires sont introduits).

S'il est nécessaire de décrire la connexion électrique d'un plus grand nombre de conducteurs, les points de contacts électriques doivent être espacés dans l'espace d'une distance électriquement courte, ce qui n'est pas significatif pour les caractéristiques électriques de l'antenne.

Lors de la modélisation d'une surface solide avec un treillis métallique, aucun segment supplémentaire n'est introduit aux nœuds du maillage.

Les espaces des vibrateurs actifs (auxquels les tensions d'alimentation sont fournies) sont également décrits par des segments. Dans ce cas, le milieu du segment coïncide avec le milieu de l'espace, et les points initial et final coïncident avec les milieux des segments les plus extérieurs (les plus proches) sur les conducteurs adjacents à l'espace (bras vibrateurs).

Calcul de la matrice SLAE

La matrice SLAE (étendue) contient une matrice carrée (- le nombre total de segments dans le modèle) avec des éléments () et - une colonne dimensionnelle de termes libres (). Voici le numéro de ligne de la matrice (numéro de l'équation SLAE, numéro du point de collocation), soit le numéro de colonne de la matrice (numéro de segment).

Un élément d'une matrice carrée est numériquement égal à la composante tangentielle du champ électrique prise de signe opposé, créée par le ème segment avec un courant unitaire au milieu du ème segment. La valeur est déterminée comme la somme de deux composantes :

Composante correspondant au rayonnement du segment [, ] ;

- composante correspondant au rayonnement du segment [, ].

Les composants sont calculés à l'aide de la formule :

Orth dans le système cylindrique associé au ème segment ;


- -ort dans le système cylindrique associé au segment [, ] (signe "-") ou au segment [, ] (signe "+") du ème segment ;

- application du ème point de collocation dans le système cylindrique associé au segment [, ] (signe « - ») ou au segment [, ] (signe « + ») du ème segment ;

, - valeurs de la fonction de Green pour différentes paires de points ;

- la distance entre le ème point de collocation et les points extrêmes (début et fin) du ème segment ;

- la distance entre le ème point de collocation et le milieu du ème segment ;

- numéro d'onde.

Les membres libres du SLAU sont définis comme suit.

Si le ème point de collocation correspond à un segment situé sur le conducteur, alors . Si le ème point de collocation correspond à un segment situé dans l'espace du vibrateur actif, alors la valeur normalisée de la tension d'entrée est prise comme valeur. De plus, si l’antenne contient un vibrateur, alors la tension d’entrée normalisée est supposée égale à l’unité. Si l'antenne contient deux vibrateurs ou plus (réseau d'antennes), pour l'un des vibrateurs, la tension d'entrée normalisée est supposée être égale à l'unité, et les tensions d'entrée restantes sont normalisées à la valeur réelle de la tension d'entrée de ce vibrateur.

Il est recommandé de résoudre le SLAE en utilisant la méthode d'élimination optimale.

Le SLAE s’écrit ainsi :

À la suite de la résolution du SLAE, les coefficients de dilatation de la fonction actuelle souhaitée sont déterminés , , ... . Numériquement, ces coefficients sont égaux aux courants aux milieux des segments correspondants pour la normalisation sélectionnée des tensions d'entrée (courants).

2.3. Calcul des niveaux de champ électromagnétique

2.3.1. Dispositions générales

Des critères supplémentaires sont introduits pour sélectionner une méthode de calcul des niveaux de CEM.

Lorsque le niveau EMF doit être calculé directement à partir du courant d'antenne, et lorsque - à partir du diagramme calculé à partir du courant d'antenne ou du diagramme passeport, où :

Distance du centre géométrique de l'antenne au point d'observation (auquel le niveau EMF est déterminé) ;

- taille maximale de l'antenne.

S'il n'y a aucune information sur le dispositif (la conception) de l'antenne (c'est-à-dire qu'il n'est pas possible de construire un modèle électrodynamique et de calculer le courant de l'antenne), mais que ses modèles de plaque signalétique sont connus, les niveaux EMF sont calculés à l'aide des modèles de plaque signalétique. Dans ce cas, si les valeurs d'intensité de champ obtenues (électriques et magnétiques) doivent être multipliées par un facteur de correction dont le graphique en fonction du paramètre est présenté sur la Fig.

Le critère de nécessité de prendre en compte l'influence des structures métalliques est la réalisation de l'inégalité :

La distance du point d'observation au point le plus proche de la structure métallique.

- la taille maximale de la structure métallique, mesurée verticalement avec polarisation verticale et horizontalement avec polarisation horizontale ;

- la taille maximale de la structure métallique, mesurée horizontalement en polarisation verticale et verticalement en polarisation horizontale ;

, - coefficients dont les valeurs sont déterminées à partir des graphiques de la Fig. 2.

L'influence de la surface sous-jacente n'est pas prise en compte dans les cas suivants :

- le point d'observation est situé en dessous du niveau de la surface sous-jacente (on entend ici des surfaces de dimensions limitées, par exemple les toitures des bâtiments) ;

- la hauteur du centre de l'antenne et la hauteur du point d'observation par rapport à la surface sous-jacente sont 10 fois ou plus supérieures à la distance entre le centre de l'antenne et le point d'observation.

La puissance rayonnée est déterminée comme suit.

Pour les dispositifs d'alimentation d'antenne de radiodiffusion FM et les stations de base de communications radio mobiles terrestres, la valeur est déterminée par la formule.

Une surveillance instrumentale des niveaux de CEM est effectuée afin de déterminer l'état réel de la situation électromagnétique dans les zones où se trouvent les équipements émetteurs et sert de moyen d'évaluer la fiabilité des résultats des calculs.

Les mesures sont effectuées :

Au stade de la surveillance sanitaire préventive - lors de la mise en service d'une installation d'ingénierie radio (RTO) ;

Au stade de la surveillance sanitaire en cours - lorsque les caractéristiques techniques ou les modes de fonctionnement changent (puissance de rayonnement du trajet antenne-alimentation, directions de rayonnement, etc.) ;

Lorsque les conditions situationnelles d'implantation des stations changent (changements d'emplacement des antennes, des hauteurs de leur installation, de l'azimut ou de l'angle d'élévation du rayonnement maximum, aménagement des territoires adjacents) ;

Après avoir pris des mesures de protection visant à réduire les niveaux de CEM ;

Dans le cadre de mesures de contrôle programmées (au moins une fois par an).

4.1. Préparation aux mesures

En préparation des mesures, les travaux suivants sont effectués :

Coordination avec les entreprises et organisations intéressées de l'objet, du moment et des conditions des mesures ;

Reconnaissance de la zone de mesure ;

Le choix des traces (itinéraires) et des sites de mesure, tandis que le nombre de traces est déterminé par le terrain adjacent à l'objet et la finalité des mesures ;

Organisation des communications pour assurer l'interaction entre le personnel de la station et le groupe de mesure ;

Fournir des mesures de distance jusqu'au point de mesure ;

Déterminer la nécessité d'utiliser des équipements de protection individuelle ;

Préparation du matériel de mesure nécessaire.

4. 2. Sélection des traces de mesure (itinéraires)

Le nombre de traces est déterminé par la topographie de la zone environnante et le but des mesures. Lors de l'établissement des limites du C33, plusieurs tracés sont retenus, déterminés par la configuration des limites théoriques du C33 et de la zone résidentielle adjacente. Lors de la surveillance sanitaire en cours, lorsque les caractéristiques de la station et ses conditions d'exploitation restent inchangées, des mesures peuvent être effectuées le long d'un tracé caractéristique ou le long de la limite C33.

Lors du choix des itinéraires, la nature des abords (relief, couvert végétal, bâtiments, etc.) est prise en compte, selon laquelle la zone adjacente à la gare est divisée en secteurs. Dans chaque secteur, un itinéraire radial par rapport à la station est sélectionné. Les exigences pour l'itinéraire sont :

Le chemin doit être ouvert et les sites où le comportement de mesure est prévu doivent avoir une visibilité directe sur l'antenne du dispositif émetteur ;

Le long du parcours, dans le lobe principal du diagramme de rayonnement, il ne doit y avoir aucun réémetteur (structures et structures métalliques, lignes électriques, etc.) et autres objets locaux obscurcissants ;


La pente du tracé doit être minime par rapport à la pente de tous les tracés possibles dans un secteur donné ;

Le parcours doit être accessible aux piétons ou aux véhicules ;

La longueur du tracé est déterminée sur la base de la distance calculée par rapport aux limites du C33 et de la profondeur de la zone de restriction d'aménagement (1,5 à 2 fois plus) ;

Les points (sites) pour les mesures doivent être sélectionnés à des intervalles ne dépassant pas 25 m - à une distance allant jusqu'à 200 à 300 m de l'antenne rayonnante ; 50-100 m - à une distance de 200-300 m à 500-1000 m ; 100 m ou plus - à une distance de plus de 1000 m.

Lors du choix des sites de mesure, il convient de tenir compte du fait qu'il n'y a aucun objet local dans un rayon allant jusqu'à 10 m et que la visibilité directe de l'antenne rayonnante est assurée depuis n'importe quel point.

4.3. Prendre des mesures

L'équipement utilisé pour mesurer les niveaux de CEM doit être en bon état de fonctionnement et disposer d'un certificat de vérification d'État valide.

La préparation de l'équipement pour les mesures et le processus de mesure lui-même sont effectués conformément au mode d'emploi de l'appareil utilisé.

Au stade de la surveillance sanitaire en cours, lorsque les caractéristiques techniques du RTO, les conditions et le mode de son fonctionnement restent inchangés, des mesures peuvent être effectuées le long d'un parcours caractéristique ou le long de la limite de la zone de protection sanitaire.

L'antenne de mesure de l'appareil est orientée dans l'espace en fonction de la polarisation du signal mesuré.

Les mesures sont effectuées au centre du site à une hauteur de 0,5 à 2 m. Dans ces limites, on trouve une hauteur à laquelle l'écart des lectures de l'instrument est le plus grand, à cette hauteur, en tournant doucement l'antenne de mesure à l'horizontale, et, si nécessaire, dans le plan vertical, la lecture maximale de l'instrument est à nouveau atteinte de manière constante . La valeur maximale de la valeur mesurée est prise comme référence.

Sur chaque site, au moins trois mesures indépendantes doivent être effectuées. Le résultat est la moyenne arithmétique de ces mesures.

Les mesures de la force nulle de chaque moyen technique sont effectuées à l'aide du kit FSM-8, inclus dans le mode de mesure des valeurs efficaces aux fréquences porteuses des canaux vidéo et audio.

La valeur résultante de ces mesures est trouvée selon la formule 3.9.

Les mesures peuvent être effectuées avec d'autres appareils présentant des paramètres similaires.

Pour mesurer la distance entre la base du support et le point de mesure, un théodolite, un ruban à mesurer, un plan (carte) de la zone et d'autres méthodes disponibles offrant une précision suffisante peuvent être utilisés.

Sur la base des résultats de mesure, un protocole est établi. Les résultats des mesures doivent être inscrits dans le passeport sanitaire du RTO et portés à la connaissance de son administration.

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4.3. Méthodes de contrôle. Facteurs physiques

Directives MUK 4.3.677-97

"Détermination des niveaux de champs électromagnétiques sur les lieux de travail des entreprises radio dont les équipements techniques fonctionnent dans les gammes LF, MF et HF"

Date d'introduction : à partir du moment de l'approbation

1. Champ d'application

2. Essence de la méthode

3. Dispositions de base de la méthode de prévision informatique

3.1.1. Rayonnement des écrans des alimentations bicoaxiales des émetteurs à sortie symétrique

3.1.2. Emission depuis les écrans des départs coaxiaux des émetteurs à sortie asymétrique

3.2.2. Méthode de couture en points avec une base sinusoïdale par morceaux

4.1. Opérations de mesure

4.2. Instruments de mesure

4.3. Conditions de mesure

4.4. Prendre des mesures

1. Champ d'application

Les lignes directrices ont été élaborées pour aider les ingénieurs des organismes et institutions du service sanitaire et épidémiologique, les ingénieurs et techniciens, les organismes de conception d'équipements de communication afin d'assurer une surveillance sanitaire préventive des sources de rayonnement dans le kilo- (LF), hecto- ( Gammes MF) et décamétriques (HF) dans les entreprises de radiodiffusion et de radiocommunications, ainsi que pour prédire les niveaux d'intensité du champ électromagnétique lors de l'organisation des travaux de service.

2. Essence de la méthode

Les méthodes de surveillance des niveaux de champs électromagnétiques sur les lieux de travail des entreprises de radio dans les gammes LF, MF et HF contiennent une méthode de calcul de l'intensité du champ électromagnétique des moyens techniques émetteurs de communication radio et de radiodiffusion en kilo-, hecto- et gammes d'ondes décamétriques, ainsi qu'une méthode de mesure des niveaux de champ électromagnétique. Les calculs et les études expérimentales réalisés conformément à cette méthodologie sont nécessaires et suffisants lors de l'examen électromagnétique d'objets émetteurs.

La méthode de prédiction informatique des champs électromagnétiques sur les postes de travail desservant les équipements techniques des gammes LF, MF et HF est basée sur des solutions rigoureuses aux problèmes électrodynamiques correspondants des structures en fils minces, avec des fonctions de répartition du courant connues sur les émetteurs, qui sont déterminées sur la base de solutions approchées.

Les lignes directrices s'appliquent aux installations d'ingénierie radio, qui peuvent être équipées à la fois de moyens techniques de la même gamme de fréquences et de moyens techniques de différentes gammes de fréquences. Les champs électromagnétiques des moyens techniques peuvent différer en intensité, polarisation, fréquences, dépendance aux paramètres du sol, etc. Les lignes directrices prennent en compte l'individualité des objets réels, qui se manifeste (du point de vue de l'environnement électromagnétique) dans les différences de placement et d'orientation des sources de rayonnement individuelles, dans la divergence des horaires de changement d'onde, dans un ensemble différent de moyens techniques.

Les principales sources de champs électromagnétiques à l’intérieur des bâtiments techniques des lieux de travail de service comprennent :

Écrans de départs émetteurs bicoaxiaux à sortie symétrique ;

Écrans d'alimentation coaxiale d'émetteurs à sortie asymétrique ;

Emplacements des armoires émettrices ;

Antennes du centre radio. En prévision informatique, le champ électromagnétique est déterminé pour des modèles électrophysiques spécifiques de locaux techniques, en tenant compte de certaines sources de rayonnement.

3. Dispositions de base de la méthodologie de prévision informatique

Une caractéristique de la prévision électromagnétique dans les gammes LF, MF et HF est que le champ doit être déterminé dans la zone de rayonnement proche. Dans ce cas, l'intensité du champ est définie comme une superposition des champs des sources de rayonnement et des champs secondaires créés par les courants induits par ces sources (c'est-à-dire le champ primaire) sur les surfaces métalliques des locaux (charpentes et revêtements des armoires émettrices, eau). tuyaux de refroidissement, surfaces externes des écrans internes coaxiaux et bicoaxiaux, etc.).

Il n'est possible de prendre en compte ces facteurs qu'en résolvant le problème électrodynamique correspondant, au sein duquel se trouvent les courants induits.

3.1. Rayonnement provenant de sources de champs électromagnétiques

Le champ primaire des sources de rayonnement est calculé étape par étape. Les champs créés par les courants sur les surfaces externes des écrans d'alimentation, le rayonnement des fissures des armoires d'émetteurs et, dans le cas d'un bâtiment non blindé, le rayonnement des antennes des centres radio sont considérés comme des sources tierces. Les courants des écrans d'alimentation sont calculés sur la base de la théorie des lignes longues ; les impédances d'onde des lignes équivalentes formées par les écrans et les bus de mise à la terre sont trouvées en résolvant un problème électrostatique bidimensionnel ; Les sections verticales des barres de terre dans la section transversale de transition vers l'alimentation externe, qui ont une réactance inductive finie et sont excitées en raison de l'asymétrie du courant des émetteurs à sortie symétrique ou en raison de l'effet de blindage insuffisant du l'écran métallique du départ concentrique externe d'un émetteur à sortie asymétrique, sont considérés comme des sources d'excitation. Le rayonnement provenant des fentes des armoires est considéré comme l'action de courants magnétiques équivalents circulant le long des fentes. Les champs créés par le rayonnement de l'antenne sont calculés par une méthode qui prend en compte les paramètres électrophysiques réels de la surface sous-jacente.

3.1.1. Rayonnement des écrans des alimentations bicoaxiales des émetteurs à sortie symétrique

Le calcul du champ créé par le rayonnement des départs bicoaxiaux s'effectue en 5 étapes :

1) calcul des paramètres géométriques d'une ligne équivalente (EL), dont un fil est le blindage d'alimentation, l'autre est le bus de mise à la terre ;

2) calcul des paramètres EL - impédances d'onde des sections homogènes et impédances dans les sections des joints de ces sections déterminées vers l'émetteur ;

3) calcul des paramètres du circuit de sortie EL (section verticale du bus de masse, alimentation d'antenne) et de la tension à la sortie EL, c'est-à-dire dans la section transversale de la transition vers le chargeur concentrique externe ;

4) calcul du courant EL dans chaque zone homogène ;

5) calcul du champ créé par ce courant EL.

Dans un premier temps, un système de coordonnées cartésiennes est introduit pour que le plan (XOY) coïncide avec le plan du sol. L'orientation azimutale des axes (OX) et (OY) peut être arbitraire. Ce système de base est commun à tous les départs et autres éléments de construction et est ensuite utilisé dans tous les calculs. L'alimentation est représentée par une connexion en cascade de sections homogènes de lignes électriques. Pour des raisons d'unification, chaque segment homogène doit être droit, c'est-à-dire sa longueur ne doit pas dépasser la longueur de la section d'alimentation entre les tours adjacents. Dans les cas où il y a un changement brusque de l'uniformité EL au sein d'une section droite (un changement brusque de la distance entre le départ et le bus), cette section peut être divisée en deux ou plusieurs sections homogènes. Chaque segment homogène est caractérisé par les coordonnées cartésiennes de ses points extrêmes. Pour plus de certitude, les points sont pris sur l'écran du chargeur (et non sur le bus). Les coordonnées doivent former une paire ordonnée de vecteurs dont l'ordre d'enregistrement détermine le sens positif du courant dans un segment donné (le 1er vecteur est le début du segment, le 2ème est la fin). La détermination de la position spatiale des segments EL est nécessaire pour calculer le champ créé par son courant.

Lors de la deuxième étape, les impédances d'onde de l'EL sont calculées en résolvant un problème électrostatique bidimensionnel à l'aide de la méthode de l'équation intégrale, qui à son tour est résolue par la méthode des moments.

L'impédance caractéristique d'une ligne de transmission est entièrement déterminée par sa capacité linéaire Cc, F/m, qui caractérise la connexion électrostatique entre les fils de la ligne, c'est-à-dire détermine la valeur de la charge linéaire du fil à une certaine différence de potentiel des fils conformément aux relations :

(3.1)

où Q1 et Q2 sont respectivement les charges linéaires du fil 1 et du fil 2, C/m, et Q2 = -Q1 (pour plus de précision, on suppose que le fil 1 est l'écran d'alimentation, le fil 2 est le bus de mise à la terre) ;

et - respectivement, les potentiels du fil 1 et du fil 2, V.

Pour déterminer la capacité linéaire, il suffit de résoudre le problème électrostatique suivant : régler le potentiel du fil égal, par exemple, à 1 V, régler le potentiel du fil 2 égal à zéro, c'est-à-dire

(3.2)

et trouvez les charges linéaires des fils. Puis à partir de (3.1) la capacité est trouvée à l'aide de la formule :

où est la charge linéaire de l'un des conducteurs (peu importe lequel), C/m ;

Lors de la résolution du problème électrostatique de la recherche des charges linéaires des fils de ligne, il est conseillé d'utiliser l'équation intégrale (qui est une solution de l'équation différentielle bien connue de Poisson) :

(3.3)

où p est la densité de charge, C/m3

Constante électrique ;

où v et v" sont les rayons vecteurs des points dans l'espace (v est le point d'observation ; v est la variable d'intégration) ;

r est la distance entre les points v et v".

Puisque la charge n'existe qu'à la surface des conducteurs, l'intégrale de volume peut être remplacée par l'intégrale de surface correspondante (dans ce cas, la densité de charge p est la surface, C/m2, dans la section transversale par rapport à l'axe de la ligne qu'elle aura être fonction de la coordonnée curviligne mesurée le long du contour de la section transversale du conducteur le long de la ligne - une constante ). De plus, puisque les potentiels des points situés à la surface des conducteurs sont connus, le côté gauche de (3.3) peut être considéré comme une fonction donnée. Avec cette approche, l'expression (3.3) est l'équation de Fredholm du 1er type.

La ligne est supposée s'étendre à l'infini (dans les deux sens à partir de la section étudiée). Les surfaces solides des conducteurs sont remplacées par des bandes uniformément chargées d'épaisseur nulle dont la longueur (dans le sens longitudinal) est bien supérieure aux dimensions transversales de la ligne (ce qui correspond à sa longueur infinie). La distribution discrète des charges sur les bandes est un analogue approximatif de la distribution continue de la densité de charge sur les surfaces solides. La singularité de l'équation intégrale qui se produit lorsque v -> v" est éliminée par le fait que dans le cas d'une distribution de charge sur la surface, l'ampleur de la charge au point v" (c'est-à-dire sur une zone infinitésimale contenant le point v auquel le potentiel est calculé) tend vers zéro.

Les expressions des potentiels de bande forment un système d'équations qui, en notation matricielle, a la forme :

(3.4)

où [P] est une matrice complexe de coefficients potentiels de dimension M x M, dont chaque élément P~ représente un coefficient de charge de la j-ième bande q~ est l'intégrale dans (3.3) prise sur la surface du j-ième bande, dont l'intégrande est déterminé par i les ième et j-ième bandes, en tenant compte du fait que la fonction requise est retirée du signe de l'intégrale (c'est-à-dire dans la fonction intégrande q(v")=1 C); [q] est le vecteur colonne des charges linéaires des bandes, C/m ; [f] est le vecteur colonne des potentiels des bandes, V. La solution du système (3.4) détermine les charges linéaires de les bandes.

Les charges linéaires totales des conducteurs sont les sommes correspondantes des charges des bandes qui les forment.

La prise en compte de l'influence de la terre semi-conductrice dans la méthode des moments peut se faire en introduisant des images miroir de bandes. Les charges linéaires équivalentes des images miroir sont entièrement déterminées par les charges linéaires des bandes correspondantes, donc la taille de la matrice /P/ dans (3.4) reste inchangée (pour chaque élément Pij la composante potentielle créée sur la i-ème bande par l'image miroir de la j-ième bande est ajoutée).

Les impédances d'onde de sections homogènes sont trouvées par la formule

(3.5)

vitesse de la lumière dans l'air.

Après avoir trouvé les impédances d'onde des sections homogènes, le circuit EL est complètement restauré, comme le montre la Fig. 1. La ligne est composée de N sections en cascade. Chaque ième section est caractérisée par une impédance caractéristique Wi et la coordonnée de son extrémité, qui est la distance électrique de l'émetteur. (la longueur électrique du segment i-ro est la différence thetai-thetai-1). Les symboles suivants sont utilisés dans le diagramme : z 1 , z 2 , ... z n - les impédances d'entrée des segments ; z m - impédance de la section verticale du bus de mise à la terre ; z c - impédance d'entrée du départ externe le long d'une onde monocycle ; E synf - tension d'onde de mode commun à la sortie du chargeur interne.

Les impédances d'entrée des segments se trouvent à l'aide de la formule récurrente :

(3.6)

je =1, 2,...N .

Au troisième étage, l'impédance de la section verticale du bus de mise à la terre z et l'impédance d'entrée de l'alimentation externe le long de l'onde monocycle z sont calculées c et tension à la sortie EL(voir fig. 1).

L'impédance de la section verticale du bus de mise à la terre Zsh est calculée par la formule :

(3.7)

où oméga est la fréquence circulaire, rad/s ;

L w - inductance du bus, H.

Inductance du bus L w doit être calculé à l’aide de la formule

Schéma de la ligne équivalente formée par l'écran d'alimentation interne et le bus de terre

où µ 0 - perméabilité magnétique de l'air ;

I - longueur du pneu ;

g est une quantité dont la valeur est trouvée par la formule

où c est la largeur du pneu ;

K et E sont des intégrales elliptiques complètes de première et deuxième espèces de module k, déterminées à partir de l'équation

où K", E" sont des intégrales elliptiques complètes avec un module supplémentaire

b - épaisseur du pneu.

Pour calculer l'impédance caractéristique d'une ligne d'alimentation externe à l'aide d'une onde monocycle (c'est-à-dire la valeur Zc), la même méthode est utilisée que pour trouver les impédances caractéristiques de sections homogènes.

Pour estimer la valeur de E synf un indicateur standardisé est utilisé - l'asymétrie de courant maximale admissible à la sortie d'une cascade push-pull, c'est-à-dire On suppose que l'émetteur fonctionne. Valeur d'amplitude E synf est pris égal à 2...3 % de la valeur d'amplitude de la composante de tension antiphase à une modulation de 100 %.

Le circuit à la sortie EL (voir Fig. 1) est un diviseur de tension dont un bras est l'impédance Zc, l'autre est formé par une connexion parallèle de Zsh et ZN. Par conséquent, la tension dans la section efficace EL est déterminée par la relation :

(3.8)

Ensuite, à la quatrième étape, se trouve le courant EL. Pour ce faire, au sein de chaque i-ième segment homogène, on introduit les amplitudes des ondes de tension incidentes Ui et réfléchies Vi, liées à la section d'entrée de ce segment (de sorte que l'égalité Ui+Vj=ui-1 soit vérifiée). Les valeurs de Ui et Vi sont obtenues à partir de la condition selon laquelle la loi d'Ohm est satisfaite dans la section d'entrée et la continuité de tension dans l'EL en fonction de thêta. En omettant les calculs intermédiaires fastidieux, nous écrivons les relations de récurrence pour Ui, Vi et les contraintes ui en sections , ,... , ... , (la tension uN a déjà été trouvée) :

Le courant du ième segment est déterminé par l'expression :

(3.10)

Ainsi, au cours des quatre premières étapes, la répartition du courant est déterminée sur chaque segment EL homogène.

Cinquième étape. Expressions pour les composantes de champ Ez, Ep, Nfi, créées par un courant sinusoïdal rectiligne par morceaux à un certain point d'observation de coordonnées p, z dans un système de coordonnées cylindriques dont l'axe d'application coïncide avec la ligne de courant et est dirigé conformément à son sens positif :

(3,13)

où, z 1 et z 2 - s'applique respectivement au début et à la fin d'un segment homogène droit donné de EL ;

r 1 et r 2 - distance jusqu'au point d'observation depuis le début et la fin du segment, respectivement ;

I(x) - fonction actuelle ;

x - coordonnée curviligne - distance à l'émetteur le long du départ ;

x 1 et x 2 sont respectivement les coordonnées x du début et de la fin du segment.

Le champ créé par le courant du bus (d'amplitude égale et de phase opposée au courant de l'écran d'alimentation) se retrouve de la même manière.

3.1.2. Emission depuis les écrans des départs coaxiaux des émetteurs à sortie asymétrique

Le champ généré par le courant d'une alimentation coaxiale d'un émetteur à sortie asymétrique est calculé comme dans le cas d'une alimentation bicoaxiale en cinq étapes. La procédure de calcul ne diffère que dans la troisième étape, c'est-à-dire sinon, les paramètres du circuit de sortie EL et sa tension de sortie sont calculés.

Considérons le troisième étage pour un chargeur coaxial. Dans ce cas, le courant inverse circule en partie à travers le blindage métallique du départ concentrique, en partie à travers le sol. Une mesure de la densité du courant de terre dans le courant inverse total est le coefficient de transparence du blindage métallique kп. Le courant inverse total circule vers la surface intérieure de l'écran d'alimentation coaxial de l'émetteur depuis l'écran filaire, le bus de terre et sa surface extérieure. Le dernier composant est le courant EL. Dans un circuit équivalent, le courant de terre circule à travers une connexion parallèle d'impédances Z w (section verticale du bus) et Z N (impédance d'entrée du dernier N-ième segment homogène de l'EL, voir Fig. 1).

Lors du calcul du courant de terre, recherchez d'abord le coefficient de transparence du blindage métallique k à l'aide de la formule :

(3.14)

où C 12 est la capacité linéaire mutuelle entre le fil central et le grillage du chargeur concentrique ;

C 11 - propre capacité du fil central.

Les capacités C 11 et C 12 sont trouvées en résolvant le problème électrostatique (par la méthode décrite dans le paragraphe précédent) au potentiel du fil central du départ 1B et aux potentiels nuls du fil écran et de la masse : les valeurs de C 11 et C 12 coïncident respectivement avec les valeurs absolues des charges linéaires du conducteur central et de l'écran. Ensuite, le courant de terre I est calculé à l'aide de la formule :

(3,15)

où I0 est le courant du fil central, qui correspond au courant de sortie de l'émetteur en supposant un niveau élevé d'adaptation d'antenne.

La tension à la sortie EL uN est calculée comme la chute de tension aux bornes de la connexion parallèle Zsh et Z N lorsque le courant I3 circule :

(3.16)

Sinon, comme indiqué ci-dessus, le calcul est similaire au cas d'un départ émetteur bicoaxial à sortie symétrique.

3.1.3. Rayonnement provenant des fentes dans les armoires de transmetteurs

Les fentes des armoires émettrices sont considérées comme de courts vibrateurs magnétiques excités par un courant de fente magnétique équivalent par morceaux sinusoïdal avec une amplitude au ventre I (m). Sur la base du principe de dualité commutative des équations de Maxwell, des expressions fermées sont obtenues pour la composante phi des composantes électriques, p et z des champs magnétiques dans un système de coordonnées cylindriques dont l'axe applicable coïncide avec l'axe du champ magnétique. vibrateur, l'origine des coordonnées avec son centre :

(3.17)

(3.18)

(3.19)

où, r 1, r 0, r 2 sont les distances au point d'observation à partir de différents points du vibrateur, déterminées par des indices :

Index "2" - origine (point extrême inférieur dans ce système de coordonnées) ;

Index "0" - centre (milieu);

Index "1" - fin (point extrême supérieur).

Pour déterminer la valeur de I(m), la formule (3.19) est utilisée et on suppose que la valeur de E f est donnée. Il y a deux cas possibles :

Les spécifications des émetteurs de ce type établissent une exigence relative à la tension maximale admissible, indiquant la distance par rapport au mur de l'émetteur à laquelle cette exigence est vérifiée ;

Dans les spécifications des émetteurs de ce type, l'exigence mentionnée est établie soit sans indiquer la distance à laquelle elle est vérifiée, soit sous la forme d'une référence à la télécommande.

Dans le premier cas, toutes les données initiales nécessaires sont disponibles pour calculer le courant magnétique équivalent de la fente. Dans le second cas, il est proposé, guidé par les valeurs d'intensité de champ tirées du cahier des charges ou (sinon dans le cahier des charges) de la norme d'hygiène, de supposer que ces valeurs sont déterminées à une distance de 0,3. . 0,7 m de la paroi de l'émetteur. D'une manière ou d'une autre, une certaine intensité Efi est substituée dans (3.19), ce qui permet de trouver à partir de cette expression l'amplitude du courant magnétique équivalent au ventre I(m).

3.1.4. Rayonnement des antennes centrales radio

Le calcul du champ créé par les antennes rayonnantes des centres radio est détaillé dans les « Directives méthodologiques MUK 4.3.044-96. Détermination des niveaux de champ électromagnétique, des limites de la zone de protection sanitaire et des zones de restriction de développement dans les lieux d'émission installations de radiodiffusion et de communication radio d'une portée kilométrique, hectométrique et décamétrique".

3.2. Calcul des courants induits sur les éléments métalliques

Le calcul des courants induits sur les éléments métalliques s'effectue comme suit.

Le problème est résolu comme un problème de diffraction par la méthode des équations intégrales dans l'approximation du fil mince (le problème de la diffusion d'un champ externe). L'objet est représenté comme un système de fils « fins » - un modèle de fil. La plupart des éléments métalliques à l'intérieur du bâtiment sont en réalité des conducteurs linéaires (écrans d'alimentation, tuyaux de refroidissement par eau, barres de terre, etc.), les murs blindés et les sols en béton armé sont modélisés comme des surfaces métalliques solides avec un treillis métallique. Pour résoudre l'équation intégrale, la méthode bien connue d'appariement en points discrets avec une base sinusoïdale par morceaux pour le développement de la fonction actuelle a été utilisée. La section décrit en détail les principales procédures de calcul effectuées dans le cadre de la méthode.

3.2.1. Méthode d'équation intégrale dans l'approximation aux fils fins

Les champs créés par les sources évoquées ci-dessus se produiraient en l'absence d'autres objets métalliques. Dans ce cas, le champ électromagnétique sera influencé par les murs conducteurs (blindés) du bâtiment, les lignes d'alimentation, les barres de mise à la terre, les tuyaux de refroidissement par eau, les armoires d'émetteurs, etc. Sous l’action des sources, des courants seront induits sur ces objets, ce qui provoquera à son tour l’apparition d’un champ parasite. Le champ résultant sera une superposition du champ primaire des sources évoquées ci-dessus et du champ secondaire - le champ de diffusion sur les corps métalliques situés dans le bâtiment. Le champ primaire doit être considéré comme étranger, et il est nécessaire de trouver le courant secondaire sur les écrans d'alimentation qui, avec le primaire (trouvé lors de la modélisation de ces sources), représente l'image réelle de la distribution du courant, en tenant compte tenir compte de l'interaction des lignes d'alimentation entre elles et avec d'autres conducteurs.

L'équation de Harrington est utilisée comme équation intégrale initiale. Sa solution est réalisée par la méthode de correspondance de points avec une base sinusoïdale par morceaux pour le développement de la fonction actuelle. La sous-section précédente aborde en détail les questions théoriques connexes. Vous trouverez ci-dessous une description de procédures de calcul spécifiques.

3.2.2. Méthode de couture en points avec une base sinusoïdale par morceaux.

La solution au problème de la diffusion du champ des sources externes dans un bâtiment (c'est-à-dire les courants induits) s'effectue en 4 étapes :

1) construction d'un modèle à fils fins ;

2) construire des segments avec des fonctions de base sinusoïdales par morceaux sur des fils ;

3) calcul des coefficients et des termes libres d'un système d'équations algébriques linéaires (SLAE) - un analogue de l'équation intégrale originale ;

4) résoudre le SLAE, ce qui permet de trouver les amplitudes des courants de segment aux ventres - des coefficients pour les fonctions de base qui, avec ces dernières, restaurent complètement la fonction qui se rapproche de la véritable distribution du courant.

Le modèle filaire est un système de conducteurs droits. Il devrait inclure :

Tous les conducteurs linéaires (alimentations, conduites de refroidissement par eau, etc.) ;

Armoires d'émetteurs (dans les gammes LF et MF, les armoires de taille dominante sont modélisées avec un fil à grand rayon, dans la gamme HF - avec un treillis métallique) ;

Murs et plafonds blindés du bâtiment (y compris béton armé).

Le modèle est construit dans le système cartésien de base utilisé dans la modélisation des sources. Chaque conducteur droit est spécifié par une paire ordonnée de vecteurs de rayon des points extrêmes (l'ordre dans lequel les vecteurs sont écrits détermine la direction positive du courant). Les dimensions linéaires des cellules maillées modélisant des surfaces solides ne doivent pas dépasser 3,5 % de la longueur d'onde et être au moins la moitié de la distance jusqu'au conducteur linéaire le plus proche (par exemple, une ligne d'alimentation). Afin de réduire le nombre de calculs, vous devez faire varier la densité du réseau en fonction de la distance aux conducteurs linéaires, aux armoires de transmetteurs, etc. Dans le cas d'une configuration de bâtiment complexe, vous pouvez diviser l'objet en parties distinctes, connectées électriquement. par de petites portes et résolvez le problème séparément pour chacune de ces pièces.

Le système conducteur du modèle est un contour curviligne L". Pour déterminer les fonctions de base, N segments courts y sont alloués. Chaque k-ème segment est déterminé par trois points : l"1,k - début, l"0,k - point médian, l "2,k est la fin. La kième fonction de base correspondante est donnée par les expressions :

Essentiellement, un segment est un vibrateur court avec un courant sinusoïdal par morceaux et, dans le cas général, ses bras - segments et - peuvent ne pas se trouver sur la même ligne droite et avoir des longueurs différentes. Les segments adjacents se chevauchent partiellement : le milieu du segment k-ro l"0,k coïncide avec la fin du (k-1)-ro et le début du (k+1)-ème segments.

Les contacts électriques entre conducteurs (par exemple, au niveau des nœuds du réseau) sont décrits en introduisant des segments spéciaux dont les bras reposent sur des conducteurs différents. Dans ce cas, la loi de Kirchhoff est automatiquement satisfaite pour le nœud de la chaîne.

Sur la surface du fil à une distance de son rayon au milieu de chaque segment, un point de couture correspondant est introduit. Les courbes reliant les points de couture et passant le long de la surface des conducteurs forment le contour en L.

La fonction actuelle est représentée comme une extension selon le système de fonctions de base :

(3.22)

où, - coefficients inconnus (recherchés) - amplitudes des courants de segment aux ventres.

Les valeurs sont trouvées en résolvant le SLAE :

(3.23)

où chaque coefficient exprime la connexion entre les k-ème et i-ème segments et a la signification de la composante tangentielle du champ au point de jonction du i-ème segment à =1A, termes libres E je causés par l’action de sources tierces. Chances sont calculés comme suit. Puisque les bras d'un segment dans le cas général peuvent ne pas se trouver sur la même ligne droite, il est pratique de calculer le champ de chaque bras séparément, puis de additionner les composantes tangentielles correspondantes. Il convient de calculer le champ créé par un bras sous la forme d'une expansion en vecteurs unitaires 1z et 1po d'un repère cylindrique dont l'axe d'application (OZ) est aligné avec le bras, le milieu du segment est à l'origine des coordonnées, le début (pour le 1er bras) ou la fin (pour le 2ème bras) du segment est dans la région des z positifs.

Les formules pour les composantes z-ième et po-ième du champ créé au point de jonction par l'un des bras du segment (dans le système cylindrique correspondant) ont la forme :

(3.24)

(3.25)

où, r 1 - distance jusqu'au point d'observation depuis le début (fin) du segment, m ;

r 0 - distance au point d'observation depuis le milieu du segment, m ;

Numéro de vague ;

Longueur d'onde, m ;

l est la longueur du bras considéré, m ;

z et sont les coordonnées cylindriques du point d'observation (respectivement l'appliqué et la projection du rayon vecteur du point sur le plan z=0, m).

Le signe "+" (3.24, 3.25) correspond au 1er bras du segment, le signe "-" au 2ème.

Laissez les composantes z et p du champ être calculées selon les formules (3.24, 3.25) pour les deux bras du kième segment, c'est-à-dire 4 numéros reçus. Notons-les E m,k , m = 1, 2, 3, 4. Chaque m-ième composante du système de coordonnées principal d'origine correspond à un vecteur unitaire 1"m,k. En tenant compte de ces notations, la formule pour peut s'écrire sous la forme :

(3.26)

où, je est un vecteur unitaire tangentiel à L au i-ème point d'assemblage.

La formule pour les membres gratuits Ei est :

(3.27)

Où, - un champ tiers créé par toutes les sources évoquées ci-dessus ;

Vecteur de rayon du i-ème point de couture dans le système de coordonnées principal d'origine.

Après avoir calculé les coefficients et les termes libres, le SLAE (3.23) est compilé et résolu.

Il est préférable de résoudre le SLAE en utilisant la méthode d'élimination optimale, qui nécessite de stocker dans la mémoire de l'ordinateur uniquement la matrice triangulaire supérieure des coefficients SLAE (y compris la diagonale principale) et la colonne des termes libres.

3.3. Calcul des niveaux de champ électromagnétique

Après avoir résolu SLAE (3.23), nous avons un système de courants :

Tiers sur les écrans des départs et courants magnétiques équivalents dans les emplacements des armoires des émetteurs ;

Induit sur des corps métalliques, y compris les écrans d'alimentation, parcourus par des courants étrangers (le courant total des écrans d'alimentation sera la somme des courants étrangers et induits).

De plus (dans le cas d'un bâtiment non blindé) il existe des champs tiers créés par les antennes du centre radio.

Le champ total à un point d'observation sera une superposition du champ parasite des antennes, du champ des courants parasites (écrans d'alimentation, fentes des armoires) et du champ des courants induits.

Le champ de rayonnement électrique des antennes est déterminé par la méthode décrite ci-dessus. Pour calculer le champ magnétique, en tenant compte de la distance des antennes, vous pouvez utiliser une approche approximative basée sur l'hypothèse de la nature ondulatoire du champ. Dans ce cas, pour une antenne polarisée verticalement dans un système cylindrique (l'axe applicable est vertical et coïncide avec l'antenne), le champ magnétique n'a que la -composante :

(3.28)

pour une antenne polarisée horizontalement dans le même système cylindrique, il faut trouver Efi, alors le champ magnétique n'aura qu'une composante z :

(3.29)

Le champ créé par les courants parasites des écrans d'alimentation est calculé à l'aide des formules (3.11-3.13), comme décrit ci-dessus ; champ de rayonnement provenant des fentes des armoires émettrices - selon les formules (3.17-3.19).

Le champ créé par les courants induits est une superposition des champs de segments individuels. Pour calculer le champ électrique, il faut, à l'aide de la méthode décrite ci-dessus, calculer les coefficients du SLAE pour le point d'observation, en le considérant comme un point de couture, et le contour L est alternativement orienté selon les vecteurs de base du cartésien principal système. Ensuite, le champ d'un segment (que ce soit le i-ème segment) sera le produit du courant au ventre Ii par ce coefficient.

Le champ magnétique des segments est calculé comme une superposition des champs de leurs bras individuels comme suit. Pour chaque bras de chaque segment, un système de coordonnées cylindriques est construit de telle sorte que l'axe applicable (OZ) coïncide avec le bras, le point central du segment est à l'origine et son point extrême est dans la région de z positif. Dans un tel système, le champ magnétique n'aura qu'une composante phi, qui est calculée par la formule :

(3.20)

où, I 0 est le courant au ventre, c'est-à-dire coefficient Ii, pour le segment i-ro, trouvé suite à la résolution du SLAE ;

r 1 et r 0 - distances jusqu'au point d'observation à partir des points extrêmes et médians du segment, respectivement ;

l - longueur des épaules ;

z et ro sont les coordonnées cylindriques du point d'observation. Après avoir calculé Nfi pour un certain bras, on trouve les projections du vecteur champ magnétique sur l'axe du système cartésien principal. Cette procédure est effectuée pour tous les bras ; le champ magnétique total des courants induits est obtenu comme la somme des projections correspondantes.

4. Méthodologie de mesure des niveaux de champ électromagnétique

Une surveillance instrumentale des niveaux de CEM est effectuée afin de déterminer l'état réel de l'environnement électromagnétique sur le lieu de travail de l'opérateur et sert de moyen d'évaluer la fiabilité des résultats des calculs. Les mesures sont effectuées :

Au stade de la surveillance sanitaire préventive - lors de la mise en service d'une installation d'ingénierie radio (RTO) ;

Au stade de la surveillance sanitaire en cours - lors de modifications de caractéristiques techniques ou de modes de fonctionnement (puissance de rayonnement, trajet d'alimentation de l'antenne, directions de rayonnement, etc.) ;

Lorsque les conditions situationnelles pour l'emplacement des équipements techniques de la station changent (changements d'emplacement des antennes, des alimentations, de leurs hauteurs d'installation, de l'azimut ou de l'angle d'élévation du rayonnement maximal de l'antenne, changements d'emplacement des émetteurs) ;

Après avoir pris des mesures de protection visant à réduire les niveaux de CEM ;

Dans le cadre de mesures de contrôle programmées (au moins une fois par an).

En préparation des mesures, les travaux suivants sont effectués :

Coordination avec les entreprises et organisations intéressées de l'objet, du moment et des conditions des mesures ;

Déterminer la nécessité d'utiliser des équipements de protection individuelle ;

Préparation du matériel de mesure nécessaire. Cette méthodologie s'applique à tous les lieux de travail des entreprises radio émettant de l'énergie dans les gammes LF, MF et HF.

4.1. Opérations de mesure

Lors de la réalisation des mesures, les opérations suivantes doivent être effectuées :

Mesurer la force de la composante électrique du champ électromagnétique.

Mesurer la force de la composante magnétique du champ électromagnétique.

Conversion des niveaux mesurés de composants électriques et magnétiques en valeurs de charge énergétique.

4.2. Outils de mesure

Lors de la réalisation de mesures, les moyens exemplaires et auxiliaires suivants doivent être utilisés :

Microvoltmètre sélectif SMV-11 (SMV-6) ;

Antenne spéciale pour mesurer la composante électrique des champs électromagnétiques aux fréquences 0,06-30 MHz (« ORT ») ;

Antenne spéciale pour mesurer la composante magnétique des champs électromagnétiques aux fréquences 0,06-30 MHz.

Il est permis, en plus de ceux indiqués ci-dessus, d'utiliser d'autres instruments de mesure sélectifs (WMS-4, ESH 2, ESH 3, ESHS 10) et à large bande (NFM-1, PZ-15 - PZ-22) avec des erreurs pas pires que ceux des appareils répertoriés plus haut.

4.3. Conditions de mesure

Lors de la réalisation de mesures, les conditions suivantes doivent être remplies :

Température ambiante 293 +- 5 K° (20 +- 5 C°) ;

Pression atmosphérique 100 +- 4 kPa (750 +- 30 mmHg) ;

Humidité relative 65 +- 15% ;

La tension d'alimentation secteur avec une fréquence de 50 Hz +- 1 % et le contenu harmonique jusqu'à 5 % doit être de 220 V +- 2 %.

Les mesures sur les lieux de travail sont effectuées à des distances des sources CEM correspondant à l'emplacement du corps des travailleurs, à plusieurs niveaux de la surface du sol ou du sol, avec détermination de la valeur maximale d'intensité CEM pour chaque lieu de travail.

La distance minimale entre l'antenne de mesure et les surfaces métalliques ne doit pas être inférieure à quatre tailles d'antenne maximales, les tailles d'antenne ne dépassant pas 0,25 m.

4.4. Prendre des mesures

4.4.1. Mesure du niveau de tension du composant électrique de l'EMF dans la plage de fréquences 0,06-30 MHz.

4.4.1.1. Le niveau d'intensité du champ est déterminé à chaque fréquence de fonctionnement du dispositif de transmission radio.

4.4.1.2. Allumez le microvoltmètre sélectif et faites-le chauffer pendant le temps spécifié dans le mode d'emploi.

4.4.1.3. Une antenne spéciale pour mesurer la composante électrique de la CEM est placée dans le plan XOY sélectionné le long de l'axe X au point de mesure correspondant.

4.4.1.4. Allumez (s'il ne fonctionne pas) l'appareil émetteur radio en mode émission continue.

4.4.1.5. Réglez et calibrez la fréquence de l’appareil SMV-11.

4.4.1.6. Configurez l'appareil pour le signal mesuré.

4.4.1.7. Effectuez un étalonnage du gain.

4.4.1.8. La valeur de tension mesurée est calculée à partir de la somme de l'atténuation sur les diviseurs et de la lecture du dispositif indicateur en dB.

4.4.1.9. L'intensité du champ est déterminée par la somme de la valeur de tension mesurée et du coefficient d'étalonnage d'une antenne de mesure spéciale à une fréquence donnée en dB.

4.4.1.10. Convertissez la valeur de l'intensité de champ Ex, exprimée en dB par rapport à 1 μV, en V/m à l'aide de la formule

4.4.1.11. Orientez l'antenne de mesure le long de l'axe Y et répétez les étapes dans les paragraphes. 4.4.1.7-4.4.1.10, définissant Ey.

4.4.1.12. Installez l'antenne de mesure orthogonalement au plan XOY, répétez les étapes selon les paragraphes. 4.4.1.7-4.4.1.10, déterminant Ez.

4.4.1.13. Les mesures des composants Еx, Еy, Еz sont répétées encore deux fois. Sélectionnez la plus grande des valeurs mesurées.

4.4.1.14. Répétez les étapes selon les paragraphes. 4.4.1.7-4.4.1.13, placer l’antenne à un point différent de l’espace sur le lieu de travail de l’opérateur (à une hauteur différente). Sélectionnez la plus grande des valeurs mesurées.

4.4.1.15. Répétez l'action conformément à la clause 4.4.1.14 afin que sur un lieu de travail, des mesures soient prises au moins en trois points. Sélectionnez la plus grande des valeurs mesurées.

4.4.1.16. Les valeurs mesurées sont recalculées en valeur du composant total à l'aide de la formule

4.4.2. Mesure du niveau d'intensité du composant magnétique de l'EMF dans la gamme de fréquences 0,06-30 MHz.

4.4.2.1. Les mesures sont effectuées conformément à la clause 4.4.1, en remplaçant l'antenne de mesure du composant électrique par une antenne spéciale pour mesurer le composant magnétique.

4.4.2.2. Les valeurs mesurées sont recalculées en valeur du composant total à l'aide de la formule

4.4.3. Des mesures sont effectuées des composants électriques et magnétiques de la CEM créée par d'autres appareils de transmission radio à leurs fréquences de fonctionnement conformément aux paragraphes. 4.4.1-4.4.2.

Les résultats des mesures sont documentés dans un protocole.

Médecin Hygiéniste en Chef de l'Etat

Fédération de Russie G.G. Onishchenko

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Réglementation sanitaire et épidémiologique d'État de la Fédération de Russie

Détermination des niveaux électromagnétiques
champs créés par rayonnement
moyens techniques de télévision,
Diffusion FM et stations de base
radio mobile terrestre

Lignes directrices
MUK 4.3.1677-03

Ministère de la Santé de Russie
Moscou 2003

1. Développé par des employés de l'Institut de recherche industrielle de la radio de Samara du ministère de la Fédération de Russie pour les communications et l'information (A.L. Buzov, S.N. Eliseev, L.S. Kazansky, Yu.I. Kolchugin, V.A. Romanov, M Yu. Sdobaev, D.V. Filippov , V.V.

2. Présenté par le ministère des Communications de Russie (lettre n° DRTS-2/988 du 12/02/02). Approuvé par la commission de réglementation sanitaire et épidémiologique de l'État du ministère russe de la Santé.

3. Approuvé et mis en vigueur par le médecin hygiéniste en chef de la Fédération de Russie le 29 juin 2003.

4. Introduit pour remplacer MUK 4.3.045-96 etMUK 4.3.046-96(en termes de stations de base).

J'AI APPROUVÉ

Médecin hygiéniste en chef de la Fédération de Russie, premier vice-ministre de la Santé de la Fédération de Russie G.

G. Onishchenko

Date d'introduction : à partir du moment de l'approbation

4.3. MÉTHODES DE CONTRÔLE. FACTEURS PHYSIQUES

Détermination des niveaux de champs électromagnétiques,
créé en émettant des moyens techniques
télévision, radiodiffusion FM et stations de base
radio mobile terrestre

Lignes directrices
MUK 4.3.1677-03

Objectif et portée

Les lignes directrices sont destinées à être utilisées par les spécialistes des centres nationaux de surveillance sanitaire et épidémiologique, les ingénieurs et techniciens, les organismes de conception et les opérateurs de télécommunications afin d'assurer la surveillance sanitaire et épidémiologique des sources de rayonnement.

Les lignes directrices établissent des méthodes pour déterminer (calculer et mesurer) les niveaux de champ électromagnétique (CEM) émis par les moyens techniques de télévision, de radiodiffusion FM et de stations de base de radio mobile terrestre dans la gamme de 27 à 2 400 MHz à leurs emplacements.

Le document a été introduit pour remplacer MUK 4.3.04-96 et MUK 4.3.046-96 (concernant les stations de base). Il diffère des documents précédents en ce qu'il contient une méthodologie de calcul des niveaux EMF pour des distances arbitraires des antennes, y compris la zone proche, en tenant compte de la surface sous-jacente et de l'influence de diverses structures métalliques.

Les lignes directrices ne s'appliquent pas aux équipements de communication contenant des antennes à ouverture.

1. Dispositions générales

La détermination des niveaux de CEM est effectuée afin de prédire et de déterminer l'état de la situation électromagnétique dans les emplacements des objets émetteurs de télévision, de radiodiffusion FM et des stations de base de communications radio mobiles terrestres.

Le calcul prévisionnel est effectué :

Lors de la conception d'une installation d'ingénierie radio émettrice (PRTO) ;

Si les conditions de placement, les caractéristiques ou les modes de fonctionnement des moyens techniques du PRTO existant évoluent (modifications de l'emplacement des antennes, de leurs hauteurs d'installation, des directions de rayonnement, de la puissance de rayonnement, du schéma de circuit antenne-alimentation, aménagement des territoires adjacents, etc.) :

En l'absence de matériel de prévision calculée de l'environnement électromagnétique du PRTO ;

A la mise en service du PRTO (lorsque des modifications sont apportées au projet par rapport à sa version originale, pour laquelle des calculs prévisionnels ont été réalisés).

Les mesures sont effectuées :

Lors de la mise en service du PRTO ;

Dans le cadre des mesures de contrôle prévues, au moins une fois tous les trois ans (en fonction des résultats de l'observation dynamique, la fréquence des mesures des niveaux de CEM peut être réduite par décision du centre compétent de la Surveillance Sanitaire et Epidémiologique de l'État, mais pas plus de une fois par an);

Lorsque les conditions de placement, les caractéristiques ou les modes de fonctionnement des moyens techniques du PRTO existant changent ;

Après avoir pris des mesures de protection visant à réduire les niveaux de CEM.

La méthodologie de prévision informatique définit les méthodes suivantes pour calculer les niveaux de CEM :

Directement par le courant dans les conducteurs de l'antenne (préalablement calculé) ;

Selon le diagramme de rayonnement (DP) de l'antenne, qui est déterminé par la répartition du courant dans les conducteurs de l'antenne ;

D'après les fiches techniques de l'antenne.

Dans les cas où l'antenne est un réseau d'antennes dont les éléments sont des radiateurs de conception inconnue avec des diagrammes connus, il est possible de calculer les diagrammes d'un tel réseau.

Le calcul des niveaux EPM directement à partir du courant est effectué pour des distances relativement courtes de l'antenne (dans les zones proches et intermédiaires), le calcul à partir du DP - pour des distances relativement grandes (dans la zone lointaine). Les DN passeport sont utilisés en l’absence d’informations sur la conception de l’antenne.

La répartition du courant le long des conducteurs de l'antenne est obtenue en résolvant le problème électrodynamique à l'aide de la méthode de l'équation intégrale. Dans ce cas, l'antenne est représentée comme un système de conducteurs situés d'une certaine manière et orientés dans l'espace.

La méthodologie de calcul des niveaux EPM prévoit :

La capacité de prendre en compte la surface sous-jacente sur la base d'un modèle de propagation des ondes radio à deux faisceaux en supposant que la surface sous-jacente n'affecte pas la répartition du courant dans les conducteurs de l'antenne ;

La capacité de prendre en compte l'influence des structures métalliques basée sur la détermination du courant induit sur elles par le champ de l'antenne.

Les données initiales pour la prise en compte de l'EPM sont les paramètres géométriques de l'antenne sous la forme d'un ensemble de coordonnées des extrémités des conducteurs, les paramètres géométriques et électriques de la surface sous-jacente et les caractéristiques techniques des équipements de transmission radio.

Application de l'axe ortho du système de coordonnées de base ;

Ort indiquant la direction depuis le centre géométrique de l'image miroir de l'antenne jusqu'au point d'observation.

Sous réserve de disponibilité à la fois les structures métalliques d'influence et la surface sous-jacente le vecteur d'intensité du champ électrique est déterminé par , où :

1) est déterminé de la même manière que dans le cas de la présence uniquement d'une surface sous-jacente - par , où il est déterminé par , et - par ;

2) est déterminé de la même manière qu'il est déterminé cette valeur dans - par le courant dans les conducteurs des structures métalliques à la seule différence que le champ aux points de collocation sur les conducteurs des structures métalliques est déterminé (avec détermination ultérieure de la projection du vecteur sur la direction positive du conducteur de la structure métallique) en tenant compte de la surface sous-jacente au même titre quececi est fait lors de la définition.

2.3.4. Calcul des niveaux de champ électromagnétique à l'aide de diagrammes de rayonnement certifiés

Le calcul des niveaux d'EMF est effectué essentiellement de la même manière que dans . La différence est la suivante :

1) au lieu des diagrammes dans les plans vertical et horizontal calculés à partir du courant d'antenne, nous utilisons valeurs d'amplitude normalisées DN dans les plans vertical et horizontal - et, respectivement ; si les DN des passeports ne sont pas standardisés et sont donnés en unités relatives (« en temps »), leur normalisation s'effectue de la même manière qu'en ; si les DP du passeport sont donnés en dB (DP dans les plans vertical et horizontal - et , respectivement), alors les DP sont déterminés par les formules :

Où(2.30)

- valeur maximale du DN

2) coordonnées sphériques du point d'observation (angles θ, φ distanceR.) sont déterminés non pas par rapport au centre géométrique de l'antenne (comme dans), mais par rapport à point pris comme centre de phase de l'antenne(c'est-à-dire que les coordonnées sphériques sont définies dans un système sphérique dont l'origine est alignée avec le point spécifié) ; les coordonnées sphériques de l'image miroir de l'antenne sont déterminées de la même manière - dans un système sphérique dont le début est combiné avec l'image miroir du point pris comme centre de phase de l'antenne ;

3) Le KNI est également déterminé par les données du passeport :

Si KND est spécifié ( D) en unités relatives, alors la valeur spécifiée est directement utilisée dans les calculs ;

Si le gain est spécifié en dB ( D (dB) ), alors les calculs utilisent le facteur de directivité en unités relatives, déterminé par la formule (formule de conversion des dB en unités relatives) ;

Si le facteur de gain (GC) est donné par rapport à un émetteur isotrope, alors le gain est supposé être égal au facteur de gain (si nécessaire, suivi d'une conversion du dB en unités relatives en utilisant la formule ci-dessus) ;

Si le gain relatif au vibrateur demi-onde est spécifié en unités relatives, alors la valeur de la directivité utilisée dans les calculs est déterminée comme le produit de la valeur spécifiée du gain et d'un coefficient de 1,64 ;

Si le gain relatif à un vibrateur demi-onde est donné en dB, alors le gain en dB est d'abord déterminé comme une valeur supérieure de 2,15 dB au gain, puis le gain est recalculé de dB en unités relatives en utilisant la formule ci-dessus. .

Vous trouverez ci-dessous les données permettant de déterminer la position du point pris comme centre de phase pour les principaux types d'antennes.

Comme point pris comme centre de phase antenne colinéaire, on prend un point situé sur l'axe vertical de l'antenne à la même distance de ses extrémités inférieure et supérieure.

Position du point pris comme centre de phase antenne panneau, déterminé par . Position du point pris comme centre de phase Antennes de type Uda-Yagi (« canal d'onde »), déterminé par . Dans ces photos Δ F.H.- largeur du motif (lobe principal) à un niveau de -3 dB (niveau 0,707 pour le motif normalisé en unités relatives) enH-avion. La largeur du motif est déterminée en degrés. CommeH-plan est considéré comme un plan horizontal pour les antennes à polarisation verticale et un plan vertical pour les antennes à polarisation horizontale.

Point pris comme centre de phase antenne journal périodique, est situé sur son axe longitudinal. La position de ce point est déterminée par le déplacementh dans la direction du rayonnement maximum, la même que pour l'antenne Uda-Yagi, voir. Ampleurh calculé par la formule :

, où(2.31)

;

L - longueur de l'antenne log-périodique (le long de l'axe longitudinal) ;

En conséquence, les fréquences limites inférieure et supérieure de la plage de fonctionnement de l'antenne log-périodique ;

f- fréquence pour laquelle la position du centre de phase est déterminée

Il convient de noter que lors du calcul des niveaux de CEM sans prendre en compte l'influence des structures métalliques et de la surface sous-jacente, il n'est pas nécessaire de trouver la position du point pris comme centre de phase. Dans ce cas, comme pour la position de l'antenne, celle-ci peut être caractérisée par la position de son centre géométrique.

2.3.5. Calcul des niveaux de champ électromagnétique d'un réseau d'antennes à l'aide des diagrammes de rayonnement certifiés de ses émetteurs constitutifs

Le calcul des niveaux d'EMF est effectué essentiellement de la même manière que dans . La différence est que le motif non normalisé est déterminé différemment en fonction des deux coordonnées sphériques angulaires, calculées par .

Dans ce cas, les DN sont déterminés comme suit.

Chaque k- ème L'émetteur est caractérisé par les paramètres suivants :

Les coordonnées du point pris comme centre de phase (abscisse, ordonnée et s'appliquent respectivement dans le système de coordonnées cartésiennes de base) ;

Azimut d'orientation - l'angle de rotation de l'émetteur en azimut par rapport à l'azimut zéro dans le système de base (la direction de l'azimut zéro est indiquée par l'axe des abscisses) ;

Passeport DN dans les plans vertical et horizontal - et , respectivement ; Le DN doit être défini en unités relatives et normalisé - le même que dans ;

Amplitude complexe de la tension d'entrée normaliséeRoyaume-Uni les tensions d'entrée normalisées des émetteurs sont déterminées comme suit : pour l'un des émetteurs, la tension d'entrée normalisée est fixée égale à l'unité, et les tensions d'entrée restantes sont normalisées à la valeur réelle de la tension d'entrée de cet émetteur.

Le DN est calculé à l'aide de la formule :

Il convient de noter que les conditions suivantes doivent être remplies lors de l'utilisation :

Tous les émetteurs formant un réseau d'antennes doivent être des antennes du même type de polarisation (verticale ou horizontale) ;

Lors de la construction d'un réseau d'antennes, les émetteurs ne peuvent pivoter qu'en azimut (autour de l'axe vertical).

3. Méthodologie de mesure des niveaux de champ électromagnétique

3.1. Préparation aux mesures

En préparation des mesures, les travaux suivants sont effectués :

Coordination avec les entreprises et organisations intéressées de l'objet, du moment et des conditions des mesures ;

Reconnaissance de la zone de mesure ;

Sélection des traces (itinéraires) et des sites de mesure ;

Organisation des communications pour assurer l'interaction entre le personnel de la station et le groupe de mesure ;

Fournir des mesures de distance jusqu'au point de mesure ;

Déterminer la nécessité d'utiliser des équipements de protection individuelle ;

Préparation du matériel de mesure nécessaire.

3.2. Sélection des traces de mesure (itinéraires)

Le nombre de traces est déterminé par la topographie de la zone environnante et le but des mesures. Lors de l'établissement des limites d'une zone de protection sanitaire (ZPS), plusieurs tracés sont retenus, déterminés par la configuration des limites théoriques de la ZPS et de la zone résidentielle adjacente. Lors de la surveillance sanitaire en cours, lorsque les caractéristiques du PRHE et les conditions de son fonctionnement restent inchangées, des mesures peuvent être effectuées le long d'un parcours caractéristique ou le long de la limite de la zone de protection sanitaire.

Lors du choix des tracés, la nature des abords (relief, couvert végétal, bâtiments, etc.) est prise en compte, selon laquelle la zone adjacente au PRTO est divisée en secteurs. Dans chaque secteur, un itinéraire radial par rapport au PRTO est sélectionné.

Les exigences pour l'itinéraire sont :

Le parcours doit être ouvert et les sites où des mesures sont prévues doivent avoir une visibilité directe sur l'antenne de l'appareil émetteur et ne pas comporter de structures réfléchissantes dans un rayon allant jusqu'à 5 mètres. Si cette exigence n'est pas remplie et qu'il existe des structures réfléchissantes sur le site de mesure, l'antenne de mesure doit alors être située à une distance d'au moins 0,5 mètre de ces structures.

Le long du parcours, à l'intérieur du lobe principal du diagramme de rayonnement, il ne doit y avoir aucun réémetteur (structures et structures métalliques, lignes électriques, etc.), ainsi que des obstacles d'ombrage ;

La pente du tracé doit être minime par rapport à la pente de tous les tracés possibles dans un secteur donné ;

Le parcours doit être accessible aux piétons ou aux véhicules ;

La longueur du tracé est déterminée en fonction de la distance calculée par rapport aux limites de la zone de protection sanitaire et des zones d'aménagement restreint, et il est recommandé d'effectuer des mesures aux points proches de la limite de la zone, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de la zone.

3.3. Prendre des mesures

3.3.1. Dispositions générales

Sur chaque site, au moins trois mesures indépendantes doivent être effectuées. Le résultat est la moyenne arithmétique de ces mesures.

Pour mesurer les distances, un théodolite, un ruban à mesurer, un plan (carte) de la zone et d'autres moyens disponibles offrant une précision suffisante peuvent être utilisés.

Pour la diffusion télévisuelle, les mesures doivent être effectuées à la fois sur la fréquence porteuse image et sur la fréquence porteuse audio.

Sur la base des résultats de mesure, un protocole est établi. Les protocoles de mesure des niveaux de CEM sont des informations à inclure dans le rapport sanitaire et épidémiologique du PRTO.

Lors du fonctionnement simultané de sources de rayonnement électromagnétique dans la gamme des radiofréquences (RF EMR), émettant dans des gammes de fréquences avec des normes d'hygiène différentes, les mesures doivent être effectuées séparément dans chaque gamme de fréquences.

L'équipement utilisé pour mesurer les niveaux de CEM doit être en bon état de fonctionnement et disposer d'un certificat de vérification d'État valide. La liste des appareils recommandés est donnée.

La préparation de l'équipement pour les mesures et le processus de mesure lui-même sont effectués conformément aux instructions d'utilisation des instruments utilisés. Dans ce cas, il faut tenir compte du fait que les mesures peuvent être effectuées aussi bien dans les zones proches que lointaines de l'équipement radio émetteur. Le critère pour déterminer la limite entre les zones proches et lointaines est le rapport

Mesure des niveaux de champs électromagnétiques en champ lointain avec des instruments sélectifs et à large bande dotés d'antennes directionnelles

L'antenne de mesure de l'appareil est orientée dans l'espace en fonction de la polarisation du signal mesuré. Les mesures sont réalisées au centre du chantier à une hauteur de 0,5 à 2 m du niveau de la surface sous-jacente (sol). Dans ces limites, on trouve l'altitude à laquelle la valeur de la valeur mesurée (lecture de l'instrument) est la plus grande. A cette hauteur, en faisant tourner doucement l'antenne de mesure dans le plan de polarisation du signal mesuré, la lecture maximale de l'appareil est à nouveau atteinte.

Mesure des niveaux de champs électromagnétiques en champ lointain avec des instruments à large bande dotés d'antennes omnidirectionnelles

Les mesures sont effectuées à une hauteur de 0,5 à 2 m du niveau de la surface sous-jacente (sol). Dans ces limites de hauteur, l'antenne de mesure est orientée vers la réception maximale. La réception maximale correspond à la lecture maximale de l'appareil de mesure.

Mesure des niveaux de CEM en champ proche avec des appareils sélectifs et à large bande dotés d'antennes de réception directionnelles

En zone proche, il est nécessaire de mesurer trois composantes du vecteur intensité du champ électrique de chaque antenne PRTO E x, E y, E z : par une orientation appropriée de l'antenne de mesure. L'amplitude du vecteur d'intensité de champ est calculée par la formule :

Mesure des niveaux de champs électromagnétiques en champ proche avec des appareils à large bande dotés d'antennes omnidirectionnelles

Les appareils à large bande dotés d'antennes de réception omnidirectionnelles mesurent immédiatement le module du vecteur d'intensité de champ, il suffit donc d'orienter l'antenne de mesure vers la réception maximale. La réception maximale correspond à la lecture maximale de l'indicateur de l'appareil de mesure.

3.3.2. Mesures dans la gamme de fréquences 27-48,4 MHz

Dans cette plage de fréquences, la valeur quadratique moyenne (efficace) de l’intensité du champ électrique est mesurée.

Les mesures doivent être effectuées avec des instruments sélectifs (microvoltmètres sélectifs, récepteurs de mesure, analyseurs de spectre) dotés d'antennes de réception directionnelles ou de mesureurs de champ à large bande.

Dans le cas de l'utilisation d'appareils sélectifs ou à large bande avec des antennes de réception directionnelles, il est nécessaire de se guider sur les dispositions relatives à la mesure des niveaux de CEM dans les zones proches et lointaines.

Lors des mesures avec des instruments à large bande, il faut prévoir l'allumage séquentiel des moyens techniques du PRTO d'une gamme de fréquences (27-30 MHz) et l'extinction d'une autre (30-48,4 MHz), opérant dans une direction donnée ou influençant la valeur totale de l'intensité du champ en un point donné, et vice versa.

3.3.3. Mesures dans la gamme de fréquences 48,4-300 MHz

Dans cette plage de fréquences, la valeur quadratique moyenne (efficace) de l’intensité du champ électrique est mesurée. Les mesures de l'intensité du champ des équipements de télévision et de radiodiffusion FM doivent être effectuées uniquement avec des instruments sélectifs (microvoltmètres sélectifs, récepteurs de mesure, analyseurs de spectre) dotés d'antennes de réception directionnelles. La mesure de l'intensité du champ de chaque moyen technique de télévision doit être effectuée selon le mode de mesure des valeurs efficaces aux fréquences porteuses des canaux image et son.

Les mesures avec des instruments sélectifs dotés d'antennes de réception directionnelles sont effectuées conformément aux dispositions.

Les mesures de l'intensité du champ par d'autres moyens techniques dans la plage spécifiée peuvent être effectuées à la fois par des appareils sélectifs dotés d'antennes de réception directionnelles et par des appareils à large bande dotés de tout type d'antennes. Il convient de tenir compte du fait que les mesures avec des appareils à large bande doivent être effectuées avec les équipements de télévision et de diffusion FM éteints.

3.3.4. Mesures dans la gamme de fréquences 300-2400 MHz

Dans cette plage de fréquences, la densité de flux énergétique du EMF PES est mesurée. Les mesures sont effectuées avec des compteurs PES à large bande ou des mesureurs de champ sélectif.

En zone proche, les mesures sont effectuées uniquement avec des compteurs PES à large bande en fonction de la position. Dans la zone lointaine, les mesures sont effectuées à la fois avec des compteurs PES à large bande et avec des appareils sélectifs dotés d'antennes de réception directionnelles. Les mesures sont effectuées conformément aux dispositions.

La valeur de l'intensité du champ électrique mesurée par un appareil sélectif en zone lointaine est convertie en PES selon la formule :

µW/cm 2 (3,2)

E - la valeur de l'intensité du champ électrique en V/m.

Dans le cas de l'utilisation d'un dispositif sélectif avec antennes cornet de mesure, les règles suivantes doivent être respectées. Orientez l’antenne cornet dans la direction du rayonnement maximum. En faisant tourner l'antenne cornet le long de son axe, obtenez l'indication maximale du niveau du signal mesuré sur l'échelle (écran) de l'appareil de mesure. Ensuite, les lectures de l'appareil doivent être converties en microwatts. La valeur finale du PES, μW/cm 2, est obtenue à partir de la formule 3.3 :

Où(3.3)

R-lectures de l'appareil de mesure, μW ;

Kh - atténuation introduite par les dispositifs à guide d'onde de transition de l'antenne cornet et du câble coaxial de liaison, en temps ;

S- surface effective de l'antenne cornet, cm

Annexe 1

Exemples de calculs de niveaux de champ électromagnétique

Exemple 3

Données initiales. Le moyen technique est une antenne similaire à celle évoquée dans, avec la même puissance et fréquence de rayonnement. Il est nécessaire de calculer le niveau d'EMF généré par l'antenne au point M1 avec les coordonnées : X= 2,7 m, à = 0, z= -3 m (même point qu'en). Dans ce cas, il faut prendre en compte l'influence de la surface sous-jacente située dans le planz=- 5 m (voir). Paramètres de l'environnement sous la surface sous-jacente : perméabilité magnétique relative μ = 1 ; constante diélectrique relative ε = 15 ; conductivité σ = 0,015 Ohm/m. Il n’est pas nécessaire de prendre en compte l’influence des structures métalliques.

Effectuer des calculs

1) Dans cette gamme de fréquences, selon les normes en vigueur, l'intensité du champ électrique est normalisée E, V/m. Par conséquent, le niveau EMF est caractérisé par la valeur E,

D sont liés de la même manière que dans le calcul E effectuée directement par le courant d'antenne.

3) Le calcul du courant d'antenne s'effectue de la même manière que dans.

4) Le calcul de l'intensité du champ électrique est effectué selon la méthode décrite dans). Dans ce cas, il faut prendre en compte l’influence de la structure métallique et de la surface sous-jacente. Les paramètres de la structure métallique sont les mêmes que dans, les paramètres de la surface sous-jacente sont les mêmes que dans.

Effectuer des calculs

E, E, qu'il faut calculer.

2) Puisque la distance au point d'observation (point M1) et la taille maximale de l'antenneD sont liés de la même manière que dans le calcul Le moyen technique est une antenne similaire à celle évoquée dans, avec la même puissance et fréquence de rayonnement. Il est nécessaire de calculer le niveau d'EMF généré par l'antenne au point M1 avec les coordonnées : X= 10 m, à= 5 m,z= -3 m (voir). Il n’est pas nécessaire de prendre en compte l’influence des structures métalliques et de la surface sous-jacente.

Effectuer des calculs

1) Dans cette gamme de fréquences, selon les normes en vigueur, l'intensité du champ électrique est normalisée E, V/m. Par conséquent, le niveau EMF est caractérisé par la valeur E, qu'il faut calculer.

Conformément à celui-ci, il est établi comment effectuer le calcul - directement en utilisant le courant d'antenne ou en utilisant son diagramme. Par nous avonsR.gr = 4,892 m (comme dans). La distance du centre géométrique de l'antenne au point M1 est de 9,998 m, c'est à dire qu'elle dépasseR.gr. Donc le calcul E s'effectue selon le diagramme d'antenne. Dans ce cas, le diagramme est déterminé par le courant d’antenne.

2) Le calcul du courant d'antenne s'effectue de la même manière que dans.

3) Le calcul de l'intensité du champ électrique est effectué selon la méthode décrite dans. Coordonnées sphériques angulaires du point d'observation M1 : θ = 107°; φ = 28° (voir ). Distance du centre géométrique de l'antenne au point d'observation M1)) E= 13,0 V/m.

Exemple 6

Données initiales. Le moyen technique est une antenne similaire à celle évoquée dans, avec la même puissance et fréquence de rayonnement. Il est nécessaire de calculer le niveau d'EMF généré par l'antenne au point M1 avec les coordonnées : X= 10 m, à = 5, z= -3 m (même point que ). Dans ce cas, il faut prendre en compte l'influence de la surface sous-jacente située dans le plan X= -5 m (voir). Les paramètres de l'environnement sous la surface sous-jacente sont les mêmes que dans. Il n’est pas nécessaire de prendre en compte l’influence des structures métalliques.

Effectuer des calculs

1) Dans cette gamme de fréquences, selon les normes en vigueur, l'intensité du champ électrique est normalisée E, V/m. Par conséquent, le niveau EMF est caractérisé par la valeur E, qu'il faut calculer.

2) Étant donné la distance au point d'observation et la taille maximale de l'antenneD sont liés de la même manière que dans le calcul E est effectuée directement à partir du diagramme d'antenne, qui, à son tour, est déterminé à partir du courant d'antenne.

3) Le calcul du courant et du diagramme d'antenne est effectué de la même manière que dans.

4) Le calcul de l'intensité du champ électrique est effectué selon la méthode décrite dans. Le vecteur d'intensité du champ électrique est déterminé par , où le premier terme est calculé de la même manière que le vecteur

Exemple 7

Données initiales. Le moyen technique est l'antenne Uda-Yagi, précisée par son passeport DN. Le modèle de passeport dans le plan vertical est illustré à la Fig. , passeport DN dans le plan horizontal - sur la Fig. . L'antenne est située de telle sorte que son centre géométrique soit aligné avec l'origine des coordonnées, et soit orientée avec un rayonnement maximum dans la direction de l'axe des abscisses (l'orientation est la même qu'en -). L'efficacité de l'antenne est spécifiée en unités relatives :D= 27,1. La puissance de rayonnement est de 100 W, la fréquence est de 900 MHz. La taille linéaire maximale de l'antenne est de 1160 mm. Il est nécessaire de calculer le niveau d'EMF généré par l'antenne au point M1 avec les coordonnées : X= 5 m, à = 0, z= -3 m Il n'est pas nécessaire de prendre en compte l'influence des structures métalliques et de la surface sous-jacente.

Effectuer des calculs

1) Puisque dans cette gamme de fréquences, selon les normes en vigueur, la densité de flux énergétique est normalisée P,µW/cm, il faut le calculer.

Conformément à la nécessité d'introduire un facteur de correction est établi p, déterminé à partir du graphique présenté. Par nous avonsR.gr= 12,622 m Dans ce cas, la distance du centre géométrique de l'antenne au point M1 est égale à 5,831 m, c'est-à-dire qu'elle ne dépasse pasR.grIl est donc nécessaire d’introduire un facteur de correction. Considérant que α = 1,7, on a (d'après le graphique ci-dessus) r = 1,05.

2) Le calcul de l'intensité du champ électrique est effectué selon la méthode décrite dans. Comme il n'est pas nécessaire de prendre en compte l'influence des structures métalliques et de la surface sous-jacente, il n'est pas nécessaire de déterminer le centre de phase de l'antenne, et on peut considérer qu'il s'agit d'un émetteur ponctuel situé au centre géométrique de l'antenne. antenne (c'est-à-dire à l'origine). Coordonnées sphériques angulaires du point d'observation M1 : θ = 121°; φ = 0°. Distance du centre géométrique de l'antenne au point M1R. = 5,831 m Valeurs de DV normalisées dans la direction du point . Intensité du champ électrique au point d'observation M1 E

Récepteur de mesure

9 kHz à 1 000 MHz

1,0 dB

SMV-8

Microvoltmètre sélectif

30 kHz à 1 000 MHz

1,0 dB

HP8563E

Analyseur de spectre

9 kHz à 26,5 GHz

2,0 dB

S4-60

Analyseur de spectre

10 MHz à 39,6 GHz

2,0 dB

S4-85

Analyseur de spectre

100 Hz à 39,6 GHz

2,0 dB

ORT

Antenne dipôle

0,15 MHz à 30 MHz

2,0 dB

D P1

Antenne dipôle

26 MHz à 300 MHz

2,0 dB

D P3

Antenne dipôle

de 300 MHz à 1000 MHz

2,0 dB

P6-31

Antenne cornet

0,3 GHz à 2,0 GHz

± 16%

HP11966E

Antenne cornet

1 à 18 GHz

1,5 dB

NZ-11

Ensemble d'antennes de mesure

100 kHz à 2 GHz

1,5 dB

NF M-1

Compteur de champ proche

60 kHz à 350 MHz

± 20%

P3-22

Compteur de champ proche

0,01 à 300 MHz

± 2,5dB

P3-15/16/17

1,0 MHz à 300 MHz

± 3,0 dB

IPM-101

Compteur de champ proche

0,03 à 1 200 MHz

20 - 40 %

EM R-20/30

Mesureurs de champ

de 0,1 à 3000 MHz

3,0 dB

P3-18/19/20