Здоровье и излучение

Как и ЭП, МП наиболее сильны в непосредственной близости от их источника, а по мере удаления от него МП ослабевают. Обычные материалы, например, стены зданий, не являются препятствием для МП. Для защиты от низкочастотных МП не существует доступных и эффективных средств. МП возбуждают циркулирующие (круговые) электрические токи внутри организма. Они могут влиять на работу нервной и мышечной систем. Величина этих индуцированных токов зависит от величины внешнего МП.

Важным общим свойством низкочастотных ЭП и МП является то, что возбуждаемые ими токи в теле человека линейно растут с ростом частоты (примерно до частот порядка 1 кГц).

Радиочастотное электромагнитное поле

Радиочастотное ЭМП, называемое иногда высокочастотным ЭМП, возникает, например, в результате быстрого осциллирующего движения зарядов в антенне (наличия в антенне переменного тока высокой частоты).

Иногда диапазон частот от 300 МГц до 300 ГГц называется микроволновым, а иногда этот же диапазон называется сверхвысокочастотным. Можно также сказать, что полоса частот от 300 МГц до 300 ГГц – это диапазон сверхвысоких частот (СВЧ).

В принципе, подход для ЭМП любой частоты должен быть единым: если в антенне есть ток низкой частоты, то соответственно возникает низкочастотное ЭМП, а не высокочастотное ЭМП.

При вытекании ЭМП из антенны обычно рассматриваются три области пространства. При этом границы областей иногда могут быть довольно неопределенными, а соответствующие формулы являются весьма приближенными.

Реактивная область ближней зоны – область пространства, непосредственно граничащая с поверхностью антенны (встречаются также названия: область статического поля, область реактивного поля, квазистационарная область). В этой области ближней зоны преобладают реактивные электромагнитные процессы, характеризующиеся тем, что энергия ЭМП сохраняется в данной области путем перетекания электрической составляющей (ЭП) в магнитную составляющую (МП) и обратно. Поэтому здесь нужно оценивать отдельно ЭП и МП (проводить измерения или расчеты Е и Н). По сути дела, ЭМИ здесь практически отсутствуют. В реактивной области МП и ЭП с расстоянием меняются очень резко, например, E может изменяться пропорционально 1/r³, а H – пропорционально 1/r², где r – расстояние от антенны до точки наблюдения.

Внешняя граница реактивной области (если размеры антенны малы по сравнению с длиной волны) приближенно описывается выражением:

где – длина волны; 3,14; R – расстояние от границы области до антенны.

Радиационная область ближней зоны – область пространства, которая располагается между реактивной областью ближней зоны и дальней зоной. Иногда эта область называется зоной Френеля. Другие названия: область излучаемого ближнего поля, ближнее радиационное поле, индукционное поле, переходная область, переходная зона.

Размеры этой области зависят от наибольшего геометрического размера антенны и длины волны. В этой области преобладают процессы излучения электромагнитного поля (ЭМИ передает энергию в форме волн от антенны в пространство). При этом, однако, реактивными процессами пренебречь нельзя.

Внутренняя граница данной области описывается выражением (1.1). Внешняя граница определяется выражением (1.2), если размеры антенны малы по сравнению с длиной волны, или выражением (1.3), если наибольший геометрический размер антенны больше длины волны:

где D – наибольший геометрический размер антенны.

Дальняя зона – область пространства, в которой ЭМП существуют практически только в форме ЭМИ (электромагнитных волн). Внутренняя граница дальней зоны описывается соответственно выражениями (1.2) или (1.3), а расстояние до внешней границы равно бесконечности.

Встречаются и другие названия этой зоны: зона Фраунгофера, дальнее радиационное поле. В этой зоне векторы Е, Н и вектор направления распространения ЭМИ взаимно перпендикулярны. Затухание ЭМИ здесь минимальное, так как Е и Н уменьшаются с расстоянием пропорционально 1/r. ЭП и МП в этой зоне жестко связаны посредством выражения

поэтому здесь достаточно вычислять и измерять только Е или Н. На практике в этой области чаще производится измерение энергетической (точнее, мощностной) характеристики ЭМИ. Она обычно называется «плотность потока мощности» (ППМ) и измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м²) или (мкВт/см², мкВт/м²). Иногда ППМ ошибочно называют «плотность потока энергии», ведь из контекста часто следует, что речь идет о плотности потока мощности, а не о плотности потока энергии.

ППМ жестко связана с Е и Н и уменьшается с расстоянием пропорционально 1/r².

1 Вт/м² = 100 мкВт/см² = 1000000 мкВт/м².

Для реактивной области ближней зоны в низкочастотном диапазоне 1 Гц – 100 кГц несложно выполнять измерения Е и Н, тогда как в радиочастотном диапазоне 100 кГц – 300 ГГц иногда возможны только расчеты Е и Н или удельного коэффициента поглощения (англ. Specific Absorption Rate, SAR) мощности ЭМП (например, в теле человека).