測試空間信號的電場強度E(V/m),可得到該點的功率通量密度W(W/m^2)。 W=(E^2)/R_air 式中: W---功率通量密度W/m^2 E---電場強度,V/m; R_air---自由空間波阻抗,377Ω。
W=P/(4*Pi*D^2) W--功率通量密度(W/m^2) P--- 輻射源的輸出功率(Watts) D---測量點到輻射源的距離(m)
電場強度與功率密度在遠區場中的換算公式為:
來源:http://www.docin.com/p-671197708.html
https://wenku.baidu.com/view/eed6d7bf28ea81c758f578b9.html
1000W在1米球面處的功率通量密度=1000/(4x3.14) = 80W/m^2 =800mW/cm^2, 電場強度E^2=80x377,得到E =173V/m。
1mW/cm^2=0.1W/m^2
微波輻射的生物學效應
微波輻射的生物學效應,就是指微波照射生物體並與生物體相互作用后產生的各種生理影響。微波的生物學效應按照其作用機制可以分為熱效應和非熱效應。
1):熱效應
當人體受到一定強度的微波輻射后,其部分能量被吸收轉變為非特異性的熱能,使全身或局部組織受熱,引起人體組織溫度升高;或者通過人體體溫調節機制調節體溫,雖然溫度尚未變化,但機體的散熱作用加強了,這種效應稱為微波的熱效應。熱效應可致皮膚及內部組織嚴重燒傷,甚至致人死亡。另外,微波還可引起眼晶狀體、心血管、睾丸等損傷,如引起白內障、心血管功能紊亂、陽痿、精子生成量減少等 。當功率密度為20W/cm^2時照射2s,可造成三度燒傷;當功率密度為80W/cm^2時,僅1s就可使人喪命。
要想知道輻射給人的影響有多大,我們先來了解一下國家對於電磁輻射防護規定:在生活環境中,電磁輻射的功率密度不能超過40μw/cm2。人體能夠承受的安全電場強度不得超過20V/m,功率密度不得超40μw/cm2。[2010年]
https://tech.sina.cn/digi/elec/2010-12-30/detail-ichmifpy4370134.d.html?from=wap
2):非熱效應
非熱效應指生物體反復接受低強度微波輻射后,體溫雖未明顯升高,但中樞神經系統及心血管等系統可受到影響。非熱效應亦可視為微波輻射在不引起機體溫度明顯升高情況下所產生的生物效應,其功率密度一般都在1MW/cm 2 以下。非熱效應能使作戰人員產生神經錯亂、記憶力衰退、行為錯誤,甚至致盲、致聾或心肺功能衰竭等
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對50Ω源阻抗的信號發生器而言,當其輸出功率為1mW(0dBmW)時,其端電壓輸出應為
代入P=1mW=0.001W=U^2/R,
可得U=sqrt(P*R)=sqrt(0.001*50)=0.223606.7978V =223.6067978mV=223606.7978uV
取對數dBμ值為=20lg223606.7978=106.9897≈107dBμ
(在50Ω源阻抗系統里面0dbm對應107dBμ)
例:用頻譜儀測得干擾電壓為-87dBm,它等於多少?
答: -87+107=20dBμ, 即10μV。
記住這2個值就可以推導出上面的值:(每20db電壓變化10倍,每10db功率變化10倍)
33dbm=10V P=U^2/R(2瓦=10V * 10V / 50Ω)
-107dbm=1uV
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33dbm=10V
13dbm=1V
-7dbm=100mV
-27dbm=10mV
-47dbm=1000μV
-67dbm=100μV
-87dbm=10μV
-107dbm = 1μV