Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником

Здесь уместно отметить, что все остальные жизненные процессы сопровождаются расходованием химической энергии и ее рассеянием в виде тепла. Жизнь на Земле остановилась бы, если бы прекратился фотосинтез. Другая особенность фотосинтеза — это образование кислорода, а его роль в нашей жизни вряд ли кто оспорит. Вот так природа согласовала излучение и прием электромагнитных волн, а человек этому еще только начал учиться.

Максимальная интенсивность солнечного излучения, падающего отвесно на 1 м² земной поверхности, на широте экватора в полдень составляет примерно 1 кВт. О том, что приносит нам Вселенная в радиодиапазоне, можно судить по используемым в радиоастрономии единицам измерений. Принятой здесь единицей является «1 Янский», равный 10^{– 26} Вт/(м Гц), и чтобы собрать излучение такого уровня, строят антенны площадью в тысячи квадратных метров и применяют весьма специфические методы обработки радиосигналов. Правда, бывают и исключения.

Собственно, вообще наличие радиошумов внеземного происхождения было обнаружено еще в 1931 г. инженером американской компании Белл-телефон Карлом Янским (Karl Jansky) при изучении помех дальней радиосвязи. В 1932 году, так же, как позже по всему миру повторяли радиосигналы первого искусственного спутника, запущенного в СССР, открытые К. Янским «звуки Галактики» транслировались по всем Соединенным Штатам. Так было ознаменовано зарождение радиоастрономии. В честь К. Янского, впервые принявшего космическое радиоизлучение, и была названа единица его уровня. В отечественной научно-технической литературе встречается также фонетическое написание его фамилии: Джанский.

Иногда радиоизлучение Солнца бывает столь мощным, что вызывает сильные магнитные бури, приводящие, в том числе, и к сбоям работы радиосистем, что и послужило причиной их случайного открытия. С 1941 г. в Великобритании уже действовала сеть радиолокационных станций (система ПВО, основанная на отечественных радиолокационных станциях РУС-2, защищала с начала войны Москву). Фашистская авиация регулярно делала налеты на Лондон, и раннее обнаружение самолетов было для англичан вопросом жизни и смерти. Система ПВО работала исправно, но в феврале 1942 г. ряд радиолокаторов был буквально «ослеплен» мощными сигналами неведомой радиостанции, и Лондон подвергся жестокой бомбардировке. Разразился скандал, и стали искать эту вражескую станцию, но ни в Германии, ни в других странах Европы ее не обнаружили: этой таинственной станцией оказалось Солнце…

Греет, но не светит

В отличие от радиоастрономии наш источник расположен не в необъятных просторах Вселенной, а непосредственно под боком, и его загадки на кухонном уровне нам хорошо известны, но хотелось бы избежать неприятных сюрпризов.

С позиций современной науки искусственно созданное электромагнитное поле относится к «энергетическому неаккумулирующемуся антропогенному загрязнению» окружающей среды. Человек «наизобретал» таких «загрязнителей» очень много и уже, буквально, жить без них не может, как растения без света. Однако «все хорошо в меру», много «грязи» допускать нельзя: чистая, и даже очень жизнеутверждающая в морально-психологическом отношении, музыкальная симфония, воспринятая высокоорганизованным существом в ближнем поле передающей радиоантенны отнюдь не как звуки рояля, увы, по своим физиологическим последствиям может оказаться и роковой…

Не переходя к дискуссии по поводу возможных специфических (не тепловых) действий ЭМП, особенно актуализированной населением в последние годы в связи с «революцией мобильников» (кстати, работающих в СВЧ-диапазоне), пойдем по формальному пути.

Сейчас существуют, по крайней мере, два стандарта на безопасный санитарно-гигиенический (или экологический) уровень плотности излучения ЭМП. Американский стандарт ANSI предлагает считать безопасным излучение с плотностью мощности в 10 мВт/см², а применительно к микроволновым печам 1 мВт/см² на расстоянии 5 см от печи. Европейский же (в том числе и российский) стандарт регламентирует уровень в 10 мкВт/см² = 0,01 мВт/см², но на расстоянии 0,5 м от источника излучения. Однако если предположить, что уровень излучения в воздухе убывает по закону обратных квадратов, то эти стандарты близки друг к другу.

В практике ремонта СВЧ-печей для этих целей рекомендованы специальные измерители плотности потока электромагнитной энергии ПЭ-9Р или ПЗ-9Г, а при их отсутствии следующее нехитрое устройство, грубая модель которого показана на рис. 137.

Рис. 137. Модель детектора «утечек» из СВЧ-печи в EWB

Устройство представляет собой проволочную петлю с площадью в несколько квадратных сантиметров и простейший детектор, состоящий из специального СВЧ-диода VD1 и конденсатора С1. Сигнал с этого приемного устройства регистрируется мультиметром.

Приведенные выше цифры уровней мощности позволяют дать грубые оценки чувствительности детектора-сигнализатора, обнаруживающего превышение этих нормированных уровней и задать его характеристики в модели. Сигнал «утечки» задан здесь генератором Е1, работающим на прежней модельной частоте. К сожалению, какая-либо простая калибровка этого датчика не представляется возможной, но уж если он обнаруживает вблизи печи подобные сигналы, то следует принять необходимые меры. Особое внимание в конкретном устройстве надо обратить на диод: это должен быть именно СВЧ-диод (например, диод Шоттки), желательно с квадратичной ВАХ, чтобы показания были пропорциональны мощности.

Изложенный принцип измерения, но с дополнением в виде усилителя сигнала и заменой мультиметра на светоизлучающий диод, является следующий прибор, выпускаемый в собранном виде.

Индикатор микроволновых излучений Мастер КИТ МК153

Индикатор (рис. 137) по сути представляет детекторный приемник прямого усиления, содержащий СВЧ-диод VD1, конденсатор С1, операционный усилитель DA1 (в модели 741), светоизлучающий диод VD2 красного цвета. Устройство питается от батареи Е2.

Рис. 138. Индикатор микроволновых излучений Мастер КИТ МК153:

_{а — модель индикатора в EWB; б — общий вид индикатора}

Чувствительность данного устройства зависит от используемого усилителя, и оно способно регистрировать очень незначительные утечки, непосредственно вблизи щели закрытой и работающей на полную мощность полкиловаттной СВЧ-печи. Индикатор оформлен в виде небольшого законченного модуля, показанного на рис. 138, б и он может помочь в разумном преодолении радиофобии (боязни использования радиоволн в СВЧ-печах и мобильных телефонах). Если светит индикатор, то «светит» вовне и сама печь, если же он не светит (хотя и исправен), то печь исправно греет пищу.

Для обнаружения устройств, излучающих электромагнитные волны в диапазоне частот 5…300 МГц, предназначено следующее устройство.

Индикатор микроволновых излучений Мастер КИТ NS178

Общий вид индикатора показан на рис. 139.

Рис. 139. Индикатор высокочастотного излучения Мастер КИТ NS178

Устройство содержит усилитель и детектор ВЧ, компаратор, перестраиваемый генератор прямоугольных импульсов и ключевой усилитель звуковой частоты. Прослушивание сигналов выполняется на головных телефонах. Индикатор позволяет обнаружить источники ВЧ излучения мощностью 10 мВт на расстоянии 20…25 см.

При поиске несанкционированных «жучков» все прочие источники излучения в данном помещении должны быть отключены. В принципе индикатор работоспособен в СВЧ-диапазоне (можно также доработать его входные цепи), но как сборка, так и наладка устройства, требуют определенного опыта работы.

Игры-фокусы с СВЧ-печью

В начале 1920-х годов в США была подана заявка на изобретение аппарата из области иллюзионной техники. Аппарат представлял собой ВЧ-генератор, декорированный под сервировочный столик. Автор аттракциона, иллюзионист Харлан Тарбел, выкатывал на сцену столик, брал фарфоровую тарелку, разбивал в нее несколько яиц, солил их, и, подняв тарелку над столиком, готовил на глазах изумленной публики яичницу. Тарелка с яичницей отдавалась зрителям: они убеждались, что это обычная тарелка, а не секретная сковорода, но она оставалась почти холодной, а яичница делалась готовой. Выступления Тарбела проходили с громадным успехом, так как он сопровождал их познавательной лекцией, рассказывая о работах Фарадея, Герца и Тесла, аппарате Д'Арсонваля для физиотерапии с помощью токов ВЧ, который, возможно, и послужил прототипом его изобретения. Иллюзионист занимался своей профессией и даже не подумал, что можно его «чудо-печку» использовать на кухне. Это сделал один из его зрителей: некто МакЛежен…