Результати експериментальних досліджень впливу вологості стінових будівельних матеріалів на проходження радіохвиль нвч діапазону

Abstract

Актуальність дослідження. Сучасні технічні та інформаційні системи значною мірою використовують надвисокі частоти (1-10 ГГц). Надійність таких систем тісно пов'язана з проходженням НВЧ сигналів крізь різні матеріали. При цьому спостерігається послаблення радіосигналу, ступінь якого великою мірою залежить від рівня вологості речовини. Тому вивчення закономірностей, що пов’язані з проходженням НВЧ радіохвиль через вологі матеріали, є дуже важливим і актуальним завданням. Постановка проблеми. Умови розповсюдження радіохвиль впливають на задачі, що необхідно вирішувати при проектуванні, виготовленні і розміщенні елементів електронних систем радіоканалів. Урахування рівня послаблення сигналів перешкодами дозволяє обрати оптимальні робочі частоти, потужності генераторних елементів, параметри антенних систем та їх розташування, що, у свою чергу, впливає на надійність роботи таких систем, їх завадостійкість, конкурентну спроможність, економічність. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питання розповсюдження радіохвиль у повітрі вивчені дуже ретельно і повно. Визначені частоти, на яких спостерігається найменше, а також і найбільше затухання радіохвиль. Це дозволило створити надійні й оптимально структуровані канали бездротового зв’язку. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. В останні роки все більше розвиваються системи радіозв’язку, які працюють в умовах розповсюдження радіохвиль за наявності різноманітних перешкод. Наприклад мобільний зв’язок чи бездротовий інтернет, які працюють у тому числі в приміщеннях і будівлях. Такі параметри каналів радіозв’язку, як потужність передавачів, конструкція та розміщення антен тісно пов’язані з взаємодією радіохвиль з різноманітними перешкодами. Такими перешкодами, зокрема, можуть бути різні будівельні конструкції – стіни, перекриття та ін. Вони послаблюють потужність радіохвиль, що проходять крізь них. Ступінь такого послаблення може суттєво залежати від рівня вологості матеріалу перешкоди. Наведені в різних літературних джерелах дані здебільшого не враховують цього аспекту. Мета дослідження полягає у вивченні впливу вологості стінових будівельних матеріалів на рівень послаблення НВЧ сигналів та визначення частот, на яких спостерігається мінімальний рівень послаблення. Виклад основного матеріалу. Нами були проведені експериментальні дослідження з визначення ступеня послаблення НВЧ сигналів стіновими будівельними матеріалами при різному рівню вологості речовини. Отримані результати порівнювались з проходженням радіохвиль крізь сухий зразок. Це дало змогу з’ясувати саме вплив зміни вологості на послаблення радіосигналу. Вимірювання проводились в діапазоні частот 2–8 ГГц та зміні вологості зразків до 10 %. Проведено аналіз послаблення сигналу від ступеню вологості на окремих частотах. Здійснено порівняння послаблення радіохвиль різними матеріалами з однаковим рівнем вологості. Висновки відповідно до статті. Для основних стінових будівельних матеріалів – бетон, цегла червона та силікатна, пінобетон – визначені експериментальні залежності послаблення сигналу НВЧ від вологості в смузі частот 2–8 ГГц; діапазони частот з найменшим та найбільшим послабленням НВЧ сигналу.