XXIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Экологический мониторинг высокочастотных электромагнитных излучений г. Челябинска
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Польза, которую приносят человечеству радиоволны как средство общения, поистине неоценима. Практически с самого начала использования электромагнитных волн человечеством, учёные задаются вопросом как влияют эти излучения на организм человека. Множество исследований, проводимых разными исследовательскими учреждениями и научными группами, дают совершенно различные результаты, поэтому единого мнения на этот счёт по-прежнему нет. Радиоволны представляют собой электромагнитные колебания, которые распространяются со световой скоростью. Частота радиодиапазона может составлять от 100 кГц до 300 ГГц. Волнами эти колебания называют потому, что переменное электромагнитное поле непрерывно изменяет своё состояние. Волновую природу имеют свет, звук и даже радиоактивное излучение. Весь частотный диапазон регламентируется официальными документами и международными соглашениями. Источниками естественных электромагнитных полей являются атмосферное электричество, космические лучи, излучение солнца, а искусственные источники: различные генераторы, лазерные установки, линии электропередач, измерительные приборы, средства информации и связи. Частоты электромагнитных излучений широки, и используются в телерадиовещании, радионавигации. При воздействии высокой частоты электростатические свойства живых тканей сильно изменяются. Электромагнитные поля оказывают на организм человека тепловое и биологическое воздействие. Переменное поле вызывает нагрев тканей человека. Энергия проникшего в организм излучения многократно преломляется в многослойной структуре тела с разной толщиной слоев тканей. Экспериментально установлены особая чувствительность, к высокочастотному излучению, нервной системы, сердечно – сосудистой системы, половых органов. Электромагнитное излучение при действии на организм могут нарушать ранее приобретенную устойчивость к различным неблагоприятным факторам. В производственных условиях, дозы воздействия электромагнитного излучения находятся под постоянным мониторингом и строго регламентированы (в нашей стране) СанПиН. А вот в бытовых условиях, такой мониторинг, практически отсутствует. На самом деле, вопрос экологического мониторинга электромагнитного излучения в бытовых условиях, в современное время приобретает всё большую актуальность. Мы со всех сторон окружены электробытовыми приборами, вышками сотовой связи, средствами передачи и приёма информации, и постоянно находимся под потоком электромагнитного воздействия. Высокая актуальность вопроса отрицательного влияния электромагнитного воздействия на организм человека позволила выдвинуть гипотезу о возможном неблагоприятном фактическим состоянием экологии промышленного города с точки зрения подобного электромагнитного воздействия. Объект исследования в исследовательском проекте – параметры и интенсивность электромагнитного излучения, обобщение, и анализ полученных данных, в рамках крупного промышленного города Уральского региона. Предмет исследования в проекте – электромагнитное излучение высокочастотного диапазона и его мониторинг самостоятельно изготовленными приборами регистрации и вектора направленности электромагнитных волн.
Цель и задачи работы
Целью данной работы является исследование и мониторинг интенсивности и векторов направленности высокочастотного электромагнитного излучения в рамках крупного промышленного города Уральского региона. Цель работы предполагала решение следующих задач:
- ознакомление с доступными литературными и интернет – источниками по вопросам воздействия электромагнитного излучения высокочастотного диапазона на биологические объекты;
- изучение доступной литературы и интернет – источников по вопросам проектирования и разработки анализаторов электромагнитного излучения;
- на основе изученных литературных и интернет – источников разработка и изготовление опытного образца анализатора электромагнитного спектра;
- проведение, с помощью изготовленного прибора, мониторинга высокочастотного электромагнитного излучения в рамках промышленного города с целью оценки экологического состояния районов города по электромагнитной безопасности.
Экологические аспекты воздействия электромагнитного излучения высокочастотного диапазона на биологические объекты [1 - 4]
Совершенно невозможно представить себе современную жизнь человека без информационной среды общения, радиосвязи, телевидения и интернета. Огромное количество информации ежесекундно передается с помощью электромагнитных волн (электромагнитного излучения), которыми насыщено всё жизненное пространство человека. Радиочастотный диапазон представлен широким спектром радиочастот от 30 кГц до 300 ГГц, соответственно, от сверхдлинных до миллиметровых радиоволн. Современная наука находит убедительные доказательства пагубного влияния, электромагнитных волн большой интенсивности на человеческий организм, прежде всего на нервную систему и мозг. Человек, разговаривающий по мобильному телефону чувствует, что у него нагревается ухо. Сила нагрева, естественно, будет зависит от типа телефона и его антенны, а также мощности излучения. Степень такого излучения контролируется по специальному показателю SAR. Согласно нему, предельно допустимое значение мощности составляет 2 Вт на килограмм живого веса. Наиболее подвержены воздействию излучения от мобильных телефонов глаза. В 2003 году исследования шведских учёных доказали, что радиоизлучение повреждает нервные клетки головного мозга и нарушает его токи. В России для определения максимально возможной мощности излучения мобильных телефонов существует понятие значения плотности потока энергии (ППЭ), которое не должно превышать 500 мкВт на см2. Для уменьшения вредного воздействия телефонов на организм рекомендуется выбирать модели с меньшей мощностью излучения и использовать беспроводные гарнитуры. Внешние слои кожного покрова человека так же поглощают радиоволны, вследствие чего выделяется тепло, которое абсолютно точно можно зафиксировать экспериментально. Максимально допустимое повышение температуры для человеческого организма составляет 4 градуса. Из этого следует, что для серьёзных последствий человек должен подвергаться продолжительному воздействию довольно мощных радиоволн, что маловероятно в повседневных бытовых условиях. Но отдельные части тела человека, например глаза, вследствие меньшего снабжения кровью менее приспособлены к отводу тепла. Такие органы как мозг, глаза, почки и ткани человека, которые обладают слабо выраженной терморегуляцией, более чувствительны к облучению. Перегревание тканей и органов ведет к их заболеваниям. Отрицательное воздействие электромагнитного поля может привести к торможению рефлексов, понижению кровяного давления, замедлению сокращений сердца, изменению состава крови, помутнению хрусталика глаза (Приложение лист I, рис. 1). Смертельно опасны радиоволны для владельцев электрических кардиостимуляторов – последние имеют чёткий пороговый уровень, выше которого электромагнитное излучение, окружающее человека, выводит их из строя. Нетепловые эффекты от воздействия радиоволн также часто указываются в качестве возможных вредных факторов влияния на здоровье человека. Среди вероятных негативных эффектов озвучивают ухудшение кровообращения, затруднение деятельности головного мозга и даже генетические мутации. Кое-какие из этих предположений доказаны экспериментально, но испытания проводились либо на животных, либо на микроорганизмах. Определённую роль в экологической безопасности играют высоковольтные линии электропередачи. Предельно допустимая норма напряжения электрического поля составляет 5000 Вт/м, а применительно к магнитным полям – 100 мкТл. Высоковольтные линии электропередач ЛЭП излучают волны частотой 50 Гц. Мощность генерируемых волн зависит от силы напряжения, при 400 кВ она не превышает 60 мкТл. С увеличением расстояния до провода напряжённость электрического поля снижается. Среди лиц, которые проживают на расстоянии меньше 50 метров от высоковольтных линий электропередач, отмечается повышенная склонность к появлению болезни Альцгеймера. Среди детей, проживающих в таких местах, резко возрастает количество больных лейкемией. Показатель ППЭ для магнитных полей ЛЭП составляет 100 мкТл. Их напряжённость не должна превышать 5 кВ/м. Источниками электромагнитных излучений радиочастот являются мощные радиостанции, антенны, генераторы, установки индукционного и диэлектрического устройства, высокочастотные приборы в медицине и в быту. Источником повышенной опасности в быту являются микроволновые печи. В России, нормирование электромагнитного излучения на рабочих производственных местах определяется СанПиН. Весь радиочастотный диапазон разделен на три поддиапазона: 1-104...3-104 Гц; 3-104...3-108 Гц; 3-108...3-10n Гц. В первом частотном поддиапазоне электромагнитное излучение нормируются раздельно по напряженности электрического В/м, и А/м, магнитного полей, в зависимости от продолжительности воздействия и накладывает ряд ограничений на продолжительность работы:
- если электромагнитное излучение (500 В/м, 50 А/м) воздействует на персонал – возможна работа в течение всей смены;
- если электромагнитное излучение (1000 В/м, 100 А/м) проведение работ возможно не более двух часов.
Для второго частотного диапазона разработаны показатели энергетической экспозиции электромагнитного излучения:
где Т — продолжительность воздействия в (ч), нормативные значения которых приведены в таблице приложения (Лист I, таблица 1). Для третьего частотного поддиапазона гигиеническим регламентом также является энергетическая экспозиция, однако она рассчитывается иначе:
где ППЭ — плотность потока энергии (вектор Умова — Пойнтинга), мкВт/см2.
Предельно допустимое значение ЭЭППэ составляет 200 мкВт/см2. Отдельного внимания заслуживает тема электромагнитной безопасности пользователей персональных компьютеров. Предельно допустимые нормы электромагнитного излучения для пользователей компьютеров приведены в таблице приложения (Лист I, таблица 2). Для жилых помещений и мест скопления людей, так же существуют определённые требования к интенсивности электромагнитного излучения (Приложение лист I, таблица 3). К сожалению, эти нормы, фактически мало соблюдаются и не контролируются соответствующими органами, поскольку служба экологического электромагнитного мониторинга существует только на промышленных предприятиях. Данных по общегородской обстановке, практически не существует и исходя из этого можно сделать вывод, что подобный мониторинг, и исследования электромагнитной безопасности не проводились. Как определённый вывод к изложенному материалу, можно сказать об актуальности разработки простых устройств контроля электромагнитного излучения в бытовых условиях.
Экспериментальная база исследований
1.Теоретические основы схемотехники построения анализаторов спектра высокочастотного электромагнитного излучения [5]
Анализатор спектра электромагнитного излучения– это прибор, позволяющий проводить измерения и визуализацию амплитуды фазы гармонических колебаний в полосе частот. Для измерений спектра сигналов высокой частоты, с которыми и планировалась основная работа, используют схемы на базе гетеродина – генератора колебаний вспомогательных частот, которые поступают на смеситель вместе с исследуемым сигналом. При этом разностная частота используется как промежуточная. Далее сигнал поступает на усилитель и детектор и отображается на визуализирующем устройстве. Каждый компонент спектра последовательно отображается на визуализирующем устройстве. Подобная схемотехника относится к принципу построения последовательного анализатора спектра (Приложение лист I, рис. 2). Преимуществом подобных анализаторов является относятся простота конструкции и низкая стоимость. Существенным недостатком является небольшая скорость измерений, поскольку каждая составляющая измеряется и выводится последовательно. Анализаторы параллельного действия выполнены на базе фильтров, настроенных на определенную частоту, что позволяет выводить на экран спектры нескольких частот одновременно (Приложение лист I, рис. 3). В современное время, в связи с появлением и развитием беспроводных сетей обмена данными, сотовой связи произошел резкий рост полосы частот, занимаемой сигналами. В результате этого, появилась необходимость определять характеристики широкополосных сигналов. Современные приборы выполнены по комбинированной схеме, сочетающей достоинства параллельной и последовательной схемотехники. Для анализа сигнала стали использовать аналогово - цифровую модуляцию и обработку сигнала с помощью микропроцессорной техники. Векторные анализаторы спектра, позволяют определять фазы и фазовые отношения спектральных компонентов (Приложение лист I, рис. 4). В функциональную схему добавляются: понижающий частоту преобразователь, аналогово-цифровой преобразователь, встроенная память и микропроцессор. Сигнал, проходя через аттенюатор, ослабляется. Это необходимо для увеличения отношения сигнал/шум. Затем сигнал, проходя через параллельные фильтры, поступает на смеситель и накладывается на определённую вспомогательную частоту. Проходя через усилитель и фильтр преобразователя частоты, сигнал поступает на АЦП. Аналогово-цифровой преобразователь отцифровывает сигнал. Все дальнейшие действия осуществляются в цифровой форме. Память прибора записывает значения амплитуды спектральных составляющих, данные о фазе и фазовых соотношениях компонентов. Микропроцессор осуществляет демодуляцию, обработку сигналов и отправку информации в удобной для восприятия форме на экран прибора или персональный компьютер.
2.Конструкция и схемотехника простого анализатора спектра электромагнитного излучения (по материалам конструкторской работы прошлого учебного года)
2.1. Простой аналоговый анализатор радиочастотного диапазона [6 - 9]
В публикациях немецкого журнала ["Funk" N1/2004], а также в журналах ["QRP-Report" N 3/2004 и "CQ-PA" N 11/2004] рассматривается схема простого радиочастотного анализатора. Основой обеих схем является микросхема LTC1799 (фирма Linear Technologies), которая представляет собой прецизионный генератор универсальных сигналов, генерирующий прямоугольные сигналы высокой частоты и стабильной амплитуды в широком диапазоне частот. Подобным, двойным, генератором частот является отечественная микросхема 531ГГ1. Принцип построения прибора очень простой: задающий генератор, мост и стабилизатор напряжения. Прибор работает в радиочастотном диапазоне от 1,5 до 30 МГц (коротковолновый радиодиапазон). При перенастройке элементов обвязки микросхемы, можно расширить диапазон до 70 МГц Принципиальная схема прибора приведена в приложении (Лист II, рис. 5). Монтажная схема и панель управления приведены на рисунке приложения (Лист II, рис. 6). Проверка наличия сигнала радиочастоты, в домашних условиях, показала значительные пиковые отклонения на частотах от 17 до 26 МГц (коротковолновой диапазон). При расширении измеряемого диапазона пиковые сигналы проявляются на частотах 40 - 60 МГц (ультракоротковолновой диапазон) (Приложение лист II, рис. 7).
2.2. Простой анализатор спектра радиочастотного сигнала 2 - 3 ГГц [10 - 11]
Используя материал веб – сайта [https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=63334, Miguel A. Vallejo] об анализаторе спектра ISM диапазона 2.4 ГГц на основе модуля CYWM6935 была изготовлена рабочая модель радиочастотного анализатора спектра (примерный диапазон 2 - 3 ГГц. Модуль CYWUSB6935-48LFXC CYPRESS QFN48 CYWUS86935 стоимость 640 рублей (Приложение лист II, рис. 8). В проекте используется связь радиомодуля с персональным компьютером. Поэтому для изготовления автономного прибора необходимо использовать микроконтроллер и информационное устройство. Микроконтроллер: ATMega328. Микроконтроллер обладает достаточной производительностью работая даже на низких, внутренних тактовых частотах. В приборе выбрана частота 16 МГц, и используется внешний генератор. Жидкокристаллический индикатор взят от сотового телефона Nokia 5110. В нем используется контроллер PCD8544 который достаточно легко перепрошить под поставленную задачу. Принципиальная и монтажные схемы прибора приведены в приложении (Лист II, рис. 9 – 10). Программа для микроконтроллера написана на языке программирования С [https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=63363]. Подпрограммы для дисплея основаны на коде, написанном Fandi Gunawan для Nokia 3410 - 5110, а в основе подпрограмм для модуля CYWM6935 – коды, созданные Jason Hecker. Программа работает непрерывно и сканирует весь диапазон (примерно 2 - 3 ГГц) до семи раз в секунду, отображая данные практически в реальном времени. Программно реализовано 3 режима работы: быстрый - осуществляет поиск аналоговых сигналов; медленный - информация об амплитуде обновляется на экране по рейтингу величины сигнала; режим экспозиции. Используется для получения фотографии спектра. Работа с изготовленным прибором (его проверка) показала определённые практические результаты. В условиях квартиры и подъезда относительный уровень радиочастотных сигналов очень высокий. Практически весь спектр сигналов относится к беспроводным радиоустройствам (WI-FI, Bluetooth, беспроводные камеры, домофон, телефоны, смарт – устройства, бытовая техника). На определённом расстоянии от жилых зон интенсивность сигналов снижается, но наблюдаются резкие и мощные скачки радиочастотного сигнала (возможно от вышек сотовой связи) (Приложение лист III, рис. 11).
2.3. Широкополосный анализатор спектра радиочастотного сигнала [12 - 14]
Конструкционно анализатор разбит на два блока. Первый блок - блок анализатора радиочастотного диапазона до 1 ГГц. Плата анализатора ТinySA (XBDTC) (Приложение лист III, рис. 12). Плата построена на процессоре STM32F, имеет полноценный выход на сенсорный информационный экран. Прошивка процессора ТinySA (NanoVNA V3.01) с открытым исходным кодом [https://github.com/OneOfEleven/NanoV...anoVNA-App.exe]. Дисплей сенсорный, 2,8 дюйма SPI TFT (Приложение лист III, рис. 13). Разрешение дисплея 320x240 пикселей. Низкочастотный вход: полоса - 100 кГц - 350 МГц; входное сопротивление - 50 Ом. Ручное и автоматическое ослабление входного сигнала от 0 дБ до 31 дБ с шагом 1 дБ. Минимально различимый сигнал с полосой фильтра 30 кГц -102 дБм; фазовый шум -90 дБ / Гц при отстройке 100 кГц и -115 дБ / Гц при отстройке 1 МГц; динамический диапазон при использовании фильтра 30 кГц - 70 дБ; выбираемые вручную фильтры разрешения 3, 10, 30, 100, 300, 600 кГц, автоматический выбор одного из 57 фильтров разрешения. Высокочастотный вход: полоса от 240 МГц до 960 МГц. Уровень выходного сигнала выбирается с переменным шагом от -38 дБм до +13 дБм; возможна узкая FM и широкая FM модуляция или медленная развертка по выбираемому диапазону частот. Таким образом, плата сканера позволяет отследить спектр частот, пиковые режимы и интенсивность электромагнитного излучения всего радиочастотного диапазона. Второй блок - блок анализатора радиочастотного диапазона 1 - 3 ГГц. Для изготовления сканера СВЧ – диапазона использована плата Lan Yu Xuan. (Приложение лист III, рис. 14). Плата построена на процессоре STM32F. Прошивка процессора ТinySA (NanoVNA RV3.06) с открытым исходным кодом. Сканер работает как в радиочастотном диапазоне, так и СВЧ – диапазоне. В нашем случае, настройки сканера осуществляются перекрытием частотных полос, включая Wi-Fi, Bluetooth, беспроводное аудио и видео, LTE, GSM, GPRS, спутниковую связь, CATV. Отражение мощности сигнала и основных настроек осуществляется на ЖК – экран типа Nokia 5110 (Приложение лист III, рис. 15) (прошивка платы осуществляет связь с подобным типом дисплея). Диапазон частот измеренного сигнала:83,5-3000 МГц. Диапазон мощности измеренного сигнала: от-70 дБм до + 10 дБм. Разрешение частоты: 1 кГц. Стабильность частоты и точность (типичное значение): ± 0,5 ppm. Внешний вид анализатора спектра радиочастотного диапазона представлен в приложении (Лист III, рис, 16).
Исследования по определению мощности и частотным характеристикам электромагнитного излучения в рамках промышленного города [15]
Прежде чем проводить исследования по изучению мощности электромагнитного излучения, необходимо было выяснить, что из себя представляют единицы измерения этого значения. В радиоэлектронике применяется относительная величина мощности какого - либо сигнала – децибел (дБ). Децибел (дБ) — единица измерения уровня звука, уровней мощности или амплитуды электрических сигналов путем сравнения их с заданным уровнем с применением к полученному отношению логарифмического масштаба. Децибел является относительной единицей. Напряжение является абсолютной величиной. Ток также является абсолютной величиной, поскольку единица измерения (Ампер) включает в себя определенное количество заряда в течение определенного количества времени. Децибел, это единица измерения, которая включает в себя логарифм отношения между двумя числами. Например - если мощность входного сигнала усилителя равна 1 Вт, а мощность выходного сигнала равна 5 Вт, мы имеем коэффициент 5 (Приложение лист IV, рис. 17):
Таким образом, этот усилитель обеспечивает усиление по мощности 7 дБ, то есть соотношение между мощностью выходного сигнала и мощностью входного сигнала может быть выражено как 7 дБ. Децибел является отношением и, следовательно, не может описывать абсолютные значения мощности и амплитуды сигнала. Поэтому радиоинженерами, в практических вычислениях была введена единица измерения (дБм - dBm) содержащую опорное значение. В случае (дБм) опорное значение равно 1 мВт. Таким образом, если у нас есть сигнал 5 мВт, и мы хотим оставаться в области дБ, мы можем выразить мощность этого сигнала как 7дБм:
Таким образом, шкала (дБ) представляет собой метод выражения отношений между двумя величинами. Она удобна и широко используется в контексте радиочастотного проектирования. и тестирования. Как вывод в выше сказанному, можно привести следующее: наиболее распространенной абсолютной единицей измерения в (дБ) является (дБм - dBm), которая выражает мощность сигнала в (дБ) относительно 1 мВт (несущей частоты) (Приложение лист IV, рис. 18). Исходя из выше сказанного, определившись с величинами проводимых исследований, было решено наметить следующий план работы:
- разбить всю территорию города на квадраты и провести статистические замеры интенсивности электромагнитного излучения по 10 -15 точкам в каждом квадрате (20 – 30 контрольных замеров по каждой точке);
- проанализировать спектрограммы замеров (примеры спектрограмм и частотные параметры электромагнитного спектра приведены в приложении (Лист IV - V, рис. 19, таблица 4)), обобщить полученные данные, и определить средние показатели интенсивности электромагнитного излучения по каждому исследуемому квадрату (Приложение лист V – IX, рис. 20 – 43).
- на основе обобщения полученных данных построить диаграммы усреднённых характеристик спектра электромагнитного излучения;
- для проведения мониторинга исследований провести замеры показателей электромагнитного излучения в намеченных квадратах ежемесячно в течение года;
- провести анализ полученных данных и построить мониторинговые усреднённые графики годовых параметров электромагнитного излучения;
- сделать общие выводы об экологической обстановке в городе с точки зрения интенсивности электромагнитного излучения.
Одновременно с проводимыми исследованиями городской экологической обстановки, были проведены и исследования интенсивности электромагнитного излучения в квартире (место проживания), а также близь лежащей территории (провести подобные исследования не составляло большого труда, поскольку это не связано со значительными перемещениями) (Приложение лист X, рис. 44 – 46). Анализируя диаграммы и графики можно сделать обобщённый вывод, что экологическая обстановка города, с точки зрения интенсивности электромагнитного излучения, укладывается в нормы СанПиН. Каких-либо критических отклонений не обнаружено. Но необходимо учесть следующее:
- в России с 2007 года показатели электромагнитного излучения в десятки раз выше аналогичных стандартов по отношению к европейским странам. Максимально допустимый уровень напряженности внутри жилых помещений – 0,5 киловольт на метр (кВ/м), в зонах жилой застройки – 1,0 кВ/м. Превысить его, как утверждают специалисты, очень сложно;
- в порядке вещей допускается строительство по высоковольтными линиями электропередачи. Дачные поселки под высоковольтными линиями встречались, при проводимых исследованиях, довольно часто;
- под линиями до 220 кВ допускается нахождение населения, и эти линии повсеместно располагаются край дорог общего назначения, что характерно отражено в диаграммах исследования.
В настоящее время законодательство по застройке вблизи высоковольтных линий несколько видоизменено, появились охранные зоны ЛЭП, призванные защищать, скорее сами конструкции, нежели здоровье населения. Так или иначе, они учитывают расстояние от объектов застройки до ЛЭП.
Выводы
В результате проведённой работы можно сделать следующие выводы:
- изучены доступные литературными и интернет – источниками по вопросам воздействия электромагнитного излучения высокочастотного диапазона на биологические объекты, основным вопросам проектирования и разработки анализаторов электромагнитного излучения;
- на основе изученных литературных и интернет – источников разработана конструкция прибора регистрации высокочастотного электромагнитного излучения и вектора его направленности;
- на основе теоретических разработок, изготовлен опытный образец анализатора электромагнитного спектра;
- с помощью изготовленного прибора, проведён обширный экологический мониторинг электромагнитного излучения в рамках крупного промышленного города Уральского региона;
- проведённые исследования показали, что нормы СанПиН, действующие на территории Российской Федерации, по интенсивности электромагнитного излучения в целом не превышены. Наблюдаются некоторые отклонения в определённых точках измерения (в основном по сверхвысокочастотному диапазону) но и они не превышают предельных значений;
- при проведении мониторинга отмечено, что многочисленные дачные посёлки и другие объекты проживания людей во многих случаях располагаются в местах размещения линий силовых электропередач. Многочисленные ЛЭП во многих случаях располагаются вдоль дорог и трасс общего пользования (как показатель значительные значения сверхвысокочастотного электромагнитного излучения вдоль дорог общего пользования).
Как общий вывод к работе, можно отметить, что гипотеза о неблагоприятной обстановке в городе, с точки зрения интенсивности электромагнитного излучения, не подтвердилась (по Российским стандартам СанПиН). Если рассматривать среднеевропейские стандарты, то практически повсеместно идёт превышение норм в среднем в 1,5 – 2 раза, особенно по СВЧ – излучению.
Список литературы и интернет - источников
1.https://studme.org/388954/ekologiya/elektromagnitnye_polya_radiochastotnogo_diapazona - Электромагнитные поля радиочастотного диапазона.
2.https://medbe.ru/news/nauka-i-tekhnologii/vliyanie-radiovoln-na-organizm-cheloveka/ - Влияние радиоволн на организм человека.
3.https://eduherald.ru/ru/article/view?id=18230 - Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека.
4.А.М. Гайзетдинова, Г.А. Гайсина, Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека // Международный студенческий научный вестник. № 3-1, 2018 г.
5.https://baz-alt.ru/stati/analizatory_spektra_prosto_o_slozhnom/ - Анализаторы спектра: просто о сложном.
6.Hans Nussbaum (DJ1UGA) «Funk» N1/2004, с.38-41
7.Luc Pistorius F6BQU, "QRP-Report" N 3/2004, "CQ-PA" N 11/2004
8.В.Л. Шило, Популярные цифровые микросхемы, М. Радио и связь, 1987 г.
9.http://ra3tox.qrz.ru/s11/ant-analizator.html - Самодельный антенный анализатор
10.https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=63334 - Портативный анализатор спектра.
11.https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=63363 – Программа микроконтроллера
12. Владимир Дьяконов, Ликбез по массовым цифровым анализаторам спектра радиочастот, Компоненты и технологии № 6, 2010 г.
13. САНПИН 2.2.4/2.1.8.055-96 Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона.
14. https://zdamsam.ru/a66477.html - Особенности архитектур анализаторов спектра.
15. https://radioprog.ru/post/1014 - Входная радиочастотная часть анализаторов спектра.
16.https://radioprog.ru/post/379 - О децибелах для радиоинженеров.
Приложение
Рис. 1. Влияние электромагнитного излучения на организм человека.
Таблица 1. Предельно – допустимые условия энергетических экспозиций электромагнитного диапазона частот 3-104...3-108 Гц.
Таблица 2. Предельно – допустимые условия электромагнитных полей на рабочих местах пользователей персональных компьютеров.
Таблица 3. Допустимые уровни электромагнитного излучения диапазона частот 30 кГц — 300 ГГц для населения внутри жилых помещений и в местах массового отдыха.
Рис. 2. Общая схема последовательного анализатора спектра.
Рис. 4. Общая схема анализатора радиосигнала с цифровой модуляцией.
Рис. 3. Общая схема параллельного анализатора спектра.
Рис. 5. Простой аналоговый анализатор радиочастотного диапазона.
Рис. 6. Монтажная схема прибора и панель управления.
Рис. 7. Относительный уровень радиосигнала по частотным диапазонам, замеренный в бытовых условиях.
Рис. 8. Радиочастотный модуль CYWUSB6935-48LFXC.
Рис. 9. Принципиальная схема портативного анализатора спектра диапазона 2 - 3 ГГц.
Рис. 10. Монтаж прибора.
Рис. 12. Плата радиочастотного анализатора спектра ТinySA (XBDTC).
Рис. 11. Относительный уровень радиосигнала 2,0 -3,0 ГГц, замеренный в бытовых условиях.
Рис. 14. Плата Lan Yu Xuan сканера СВЧ – диапазона.
Рис. 13. Сенсорный дисплей 2,8 дюйма SPI TFT.
Рис. 16. Внешний вид, изготовленного сканера радиочастотных диапазонов.
Рис. 15. Варианты ЖК – дисплея сканера СВЧ - диапазона.
Рис. 17. Отношение напряжений сигналов на выходе и входе усилителя.
Рис. 18. Неравномерное распределение излучаемой энергии, которая приводит к усилению в прямом направлении.
Рис. 19. Примеры некоторых спектрограмм при проведении исследований характеристик и уровня электромагнитного излучения.
Таблица 4. Частотные диапазоны радиосвязи.
Рис. 20. Карта квадратов территории и окрестностей города с примерным местоположением точек, производимых замеров интенсивности электромагнитного излучения.
Рис. 22. Квадрат А3.
Рис. 21. Квадраты А1 и А2.
Рис. 24. Квадраты Б1 – Б2.
Рис. 23. Квадраты А4 – А7.
Рис. 26. Квадраты Б5 – Б7.
Рис. 25. Квадраты Б3 – Б4.
Рис. 27. Квадрат В1.
Рис. 28. Квадраты В2 – В3.
Рис. 29. Квадрат В4.
Рис. 30. Квадраты В5 – В7.
Рис. 32. Квадрат Г3.
Рис. 31. Квадраты Г1 – Г2.
Рис. 34. Квадраты Г5 – Г7.
Рис. 33. Квадрат Г4.
Рис. 36. Квадраты Д3 – Д5.
Рис. 35. Квадраты Д1 – Д2.
Рис. 38. Квадраты Е1 – Е3.
Рис. 37. Квадраты Д6 – Д7.
Рис. 40. Квадраты Ж1 – Ж2.
Рис. 39. Квадраты Е4 – Е7.
Рис. 42. Квадраты Ж6 – Ж7.
Рис. 41. Квадраты Ж3 – Ж5.
Рис. 43. Годовой мониторинг изменения интенсивности электромагнитного излучения г. Челябинска и его окрестностей.
Рис. 44. Челябинск - центр (квартира).
Рис. 45. Челябинск – центр (улица).
Рис. 46. Годовой мониторинг изменения интенсивности электромагнитного излучения в квартире и ближайших окрестностей места проживания.