Розрахунковий апарат моделювання поширення електромагнітних полів різнорідних джерел

Abstract

Запропоновано прийнятний за припущеннями та спрощеннями і достатній за похибками кінцевих результатів розрахунковий апарат для моделювання поширення на визначеній площі електричних, магнітних та електромагнітних полів. Показано, що для моделювання поширення електричних та магнітних полів наднизьких частот (монітори, джерела безперебійного живлення, трансформатори, електродвигуни та генератори) треба розглядати ці джерела як джерела дипольного та дипольно-квадрупольного типу. Тобто, поле локального джерела можна розглядати як комбінацію електричних та магнітних диполів. Це надає змогу з достатньою точністю окреслити зони перевищення гранично-допустимих напруженостей полів. Для моделювання поширення електромагнітних полів дуже високих та ультрависоких частот адаптовано розрахунковий апарат, що використовувався для визначення інтенсивностей випромінювання радіолокаційного обладнання цивільної авіації. Надано розрахунки коефіцієнтів, які враховують параметри діаграм спрямованості випромінювань у горизонтальній та вертикальній площинах для найбільш розповсюджених джерел випромінювань. Наведені співвідношення і відповідні коефіцієнти можуть бути застосовані для визначення електромагнітної обстановки за наявності багатьох високочастотних джерел (базових станцій мобільного зв’язку, навігаційного обладнання, радіорелейних станцій тощо). Запропонований підхід дозволяє автоматизувати процеси проектування розміщення електромагнітного, електронного та радіотехнічного обладнання на виробничих площах та територіях, а також здійснювати оцінювання впливу на довкілля на стадіях проектних робіт. Це надасть змогу окреслити ізолінії меж перевищення граничнодопустимих рівнів електричних магнітних та електромагнітних полів для різних частотних діапазонів та категорій обладнання і визначити у автоматичному режимі електромагнітне навантаження у кожній точці контрольованого простору.

The calculation apparatus acceptable for assumptions and simplifications and sufficient for errors of final results for modeling the propagation of electric, magnetic and electromagnetic fields spread over a certain area was proposed. It is shown that to model the propagation of ultra-low frequency electric and magnetic fields (monitors, uninterruptible power supplies, transfor mers, electric motors and generators) it is possible to consider these sources as dipole and dipole-quadrupole type sources. That is, the field of the local source can be considered as a combination of electric and magnetic dipoles. This makes it possible to delineate with sufficient accuracy the zones of exceeding the maximum allowable field strengths. The calculation apparatus used to determine the radiation intensities of civil aviation radar equipment was adapted to model the propagation of electromagnetic fields of very high and ultra-high frequencies. The calculations of coefficients that take into account the parameters of radiation patterns in the horizontal and vertical planes for the most common radiation sources are given. These ratios and corresponding coefficients can be used to determine the electromagnetic environment in the presence of many high-frequency sources (mobile communication base stations, navigation equipment, radio relay stations, etc.). The proposed approach allows to automate processes of designing the placement of electromagnetic, electronic and radio equipment in production areas and territories, as well as to assess the environmental impact at the stages of design work. This will make it possible to delineate the isolines of the limits of exceeding the maximum permissible levels of electric magnetic and electromagnetic fields for different frequency ranges and categories of equipment and to automatically determ ine the electro-magnetic load at each point of the controlled space.