Материал: Ю.Е.СЕДЕЛЬНИКОВ - Электромагнитная совместимость

Аналогичные эффекты - стимулирование процессов жизне­ деятельности установлено для различных биологических объектов: микроорганизмов, растений, животных и человека. Накопление опытных данных уже позволило использовать указанные биоло­ гические эффекты в практической деятельности*.

Ограничимся двумя примерами. Во-первых, группой отече­ ственных специалистов разработаны аппаратура и методики КВЧтерапии, ставшей обычной практикой большого числа лечебных заведений страны. За разработку основ КВЧ-терапии группа спе­ циалистов во главе с Н.Д. Девятковым удостоена в 2002 году Го­ сударственной премии РФ. Во-рторых, группой специалистов КГТУ-КАИ и организаций лесного хозяйства РТ разработана и внедрена в хозяйственную практику лесхозов РТ методика пред­ посевной обработки семян сосны и ели. Использование КВЧ-об- работки приводит не только к повышению всхожести семян, но и

кустойчивости молодых растений к инфекционным заболеваниям

инеблагоприятным погодным факторам.

Механизмы биологических эффектов воздействия слабых ЭМП КВЧ-диапазона к настоящему времени не получили исчер­ пывающего объяснения. Предполагается, что слабые электромаг­ нитные процессы оказывают управляющее влияние на процессы информационного обмена на клеточном уровне. Косвенным под­ тверждением этого предположения является то, что области час­ тот, для которых наблюдаются выраженные эффекты, соответству­ ют областям резонансного поглощения радиоволн атмосферой (кислород, водород, пары воды). Эти же вещества, как известно, являются химической основой всего живого.

Нетепловые (низкоинтенсивные) воздействия электромагнит­ ных полей на биологические эффекты имеют ряд специфических особенностей, отличающихся от эффектов, связанных с влиянием ЭМП СВЧ-диапазона. Во-первых, они проявляются при уровнях воздействующих электромагнитных полей, меньших на несколько порядков. В частности, стимулирующее воздействие на семена ра­

сследует отметить несомненный приоритет отечественной науки. Пионе­ ром серьезных исследований эффектов КВЧ-воздействий является академик Н.Д.Девятков, под чьим руководством указанные работы проводятся, начиная с 70-х годов XX века.

276

стений наблюдались при плотностях потока мощности, значи­ тельно меньших величины 10мкВт/см2, принимаемой за крите­ рий допустимости уровня электромагнитного поля. Интересно отметить, что в ряде случаев исследователям не удалось даже установить нижнюю границу интенсивностей полей, при кото­ рых наблюдаются биологические эффекты. С учетом гипотезы об информационном характере КВЧ-воздействий некоторые ав­ торы высказывают предположение о том, что пороговые уров­ ни имеют величину порядка уровня естественного электромаг­ нитного фона, составляющего для диапазонов непрозрачности атмосферы величину порядка 10~20 Вт/см2.

Вотличие от случаев воздействия электромагнитных полей бо­ лее низкочастотных диапазонов, для случаев КВЧ-облучения харак­ терна пороговая количественная зависимость достигаемого эффекта от продолжительности воздействия: эффект не наблюдается при ме­ нее продолжительном времени воздействия и практически не изменя­ ется при превышении времени обработки некоторого пороговым зна­ чением. Наконец, эффекты КВЧ-воздействий имеют резонансный ха­ рактер с чередованием полос частот, соответствующих эффектам сти­ муляции и угнетения (рис. П6).

Взаключение приходится констатировать, что сегодняшний уровень знаний о природе электромагнитных воздействий на био­ сферу, включая человека, явно недостаточен для формулировки окончательных выводов, касающихся результатов указанных воз­ действий. Не вызывают сомнения негативные эффекты, связанные

степловым воздействием ЭМП высокой интенсивности. Также не вызывают сомнения факты нарушений жизнедеятельности при менее интенсивных воздействиях. Наибольшие сомнения относят­ ся к определению безопасных уровней электромагнитных полей. Согласно принятой в РФ концепции безопасными являются воз­ действия такой интенсивности, при которых не наблюдается ка­ ких-либо биологических эффектов. Однако наличие или отсутствие эффекта воздействия определяется в рамках сегодняшних представ­ лений, как уже отмечалось, далеких от полной ясности. Поэтому следует ожидать, что по мере расширения знаний о природе и фак­ тах электромагнитных воздействий будут пересматриваться и нор­ мативные уровни безопасных электромагнитных полей.

277

В качестве примера можно привести следующий факт. Рядом исследований было установлено, что воздействие электромагнит­ ных полей УВЧ- и СВЧ-диапазонов приводит к большим биоло­

гическим сдвигам, если указанные поля промодулированы по ам­ плитуде низкочастотными сигналами. Это обстоятельство нашло отражение в нормативных документах США в виде рекомендации снижать допустимый уровень ЭМП при низкочастотной ампли­

тудной модуляции определенной глубины.

Приложение 2

Методика оценки затухания на радиотрассе

Методика, подробно изложенная в работах [1, 10], позволя­ ет произвести оценку затухания радиоволн, излучаемых и прини­

маемых изотропными антеннами, находящимися на высоте й/А. над поверхностью земли. Методы, на которых основана методика, име­ ют теоретико-эмпирический характер. Это означает, что первона­

чальные соотношения в моделях обоснованы теоретическими ис­ следованиями, а их упрощение с целью получения удобных теоре­ тических формул выполнено на основе экспериментальных дан­

ных. Модели содержат несколько эмпирических оценок, получен­ ных при анализе ограниченного числа результатов измерений. В методике рассмотрены две модели для расчета затухания на трас­ се распространения, которые различаются по значениям парамет­ ра й/А.: модель большого - Л/А. (например, 25) и модель малого зна­ чений й/А. (например, 0,5). В промежуточной области (значения й/А. равны нескольким единицам) используют обе модели. На основа­ нии сравнения расчетных и измеренных значений затухания в этом случае рекомендуется выбирать наибольшее из вычисленных зна­

чений. Модели учитывают не только дифракцию и тропосферное

рассеяние, но и распространение в пределах радиогоризонта.

• Модель большого значения h/X применима в диапазоне 40 МГц . . . 10 ГГц и выделяет три области, представляющие инте­ рес в задачах ЭМС: отражений (плоская земля), дифракции и тро­ посферного рассеяния

2,08 -108^

(П2.1)

103 - 3,754/

278

где d (км) вычисляется по формуле

(П2.3)

здесь Лип и Лрп - высоты расположения антенн источника помех

(в м); f - частота. МГц.

Расчетные формулы для границ областей дают следующие вы­

ражения:

- область отражений;

Вусловиях гористой местности авторы данной методики

вработах [1. 10] предлагают использовать константу не 91.8, а 48. Выражения для расчета потерь распространения имеют вид

Выражения (П 2.12) и (П 2.13) дают приемлемую для практики

точность, если расстояние не превышает 400 км, что вполне доста­ точно для большинства задач ЭМС. Однако если необходимо

279

повысить точность расчетов, а также при расчетах на более даль­ ние расстояния можно использовать еще одну зависимость

где х = 20 при 1< dl dw^ < 4; х = 5d/ dwii при 4 < d/d^ < 8; х = 40 при

^Ф>8.

• Модель малого значения h!X применима в диапазоне 1...1000 МГц. Она выделяет четыре области: близких расстояний, плоской земли, дифракции и тропосферного рассеяния, которым соответствуют три граничных значения расстояния dz, d0, </иф.

Численное значение dc определяется через «эффективную вы­

соту» антенн приемника и передатчика, которая находится как

где hn- параметр минимальной эффективной высоты антенны, м, hn -высота точки питания антенны над землей, м

При горизонтальной поляризации полагают h0 = 0, а дая верти­ кальной можно воспользоваться данными табл. П 2 1. Граничные значения расстояний определяют по формулам:

а </иф определяется по выражениям (П 2.6) и (П 2 7).

Таблица IJ2 1

Параметр й„для вертикальной поляризации волн

280