Аналіз взаємодії радіоімпульсного випромінювання з біологічно активними точками тварин

АНАЛІЗ ВЗАЄМОДІЇ РАДІОІМПУЛЬСНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ З БІОЛОГІЧНО АКТИВНИМИ ТОЧКАМИ ТВАРИН

ANALYSIS OF THE INTERACTION OF RADIO PULSE RADIATION WITH BIOLOGICALLY ACTIVE POINTS OF ANIMALS

Сторінки: 82-88. Номер: №1, 2020 (281)
Автори:
В.В. ГУЗЕНКО
Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка
Н.В. ТІТОВА
Національний транспортний університет, м. Київ
Г.М. НОВІЦЬКИЙ
Вінницький національний технічний університет
V.V. GUZENKO
Petro Vasylenko Kharkiv National Technical University of the Agriculture
N.V. TITOVA
National University of Transport, Kyiv
H.M. NOVITSKII
Vinnytsia  National Technical University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-281-1-82-88
Рецензія/Peer review : 22. 01.2020 р.
Надрукована/Printed : 14.02.2020 р.

Анотація мовою оригіналу

Як електродинамічна модель біологічно активної точки була розглянута плоскошарова діелектрична структура. Ця структура утворена трьома плоскими діелектричними шарами і кінцевим циліндром, заповненим діелектриком (білком колагену). Верхній шар моделює огрядні клітини, середній шар – кровоносні і лімфатичні судини, а нижній шар утворений провідними нервовими волокнами, які передають сигнали управління від біологічно активної точки до центральної нервової системи. Така електродинамічна структура є діелектричним резонатором. Завдання про взаємодію хвиль радіоімпульсного випромінювання з біологічно активною точкою є нестаціонарним завданням дифракції. За допомогою методу комплексних амплітуд ця задача була зведена до задачі дифракції для електромагнітних полів, що залежать експоненціально від часу. Для вирішення завдання про дифракції електромагнітного випромінювання на біологічно активних точках був використаний метод об’ємних інтегральних рівнянь. Метод об’ємних інтегральних рівнянь дозволив отримати інтегральне рівняння за обсягом циліндричного резонатора моделі біологічно активної точки тварин. Як ядро інтегрального рівняння виступає функція Гріна для пласкошарового середовища. Використовуючи результати, отримані з літературних джерел, був побудований алгоритм для розрахунку цієї функції Гріна. Оскільки геометричні розміри БАТ значно менше довжини хвилі, що відповідає частоті заповнення радіоімпульсу, то для практичних розрахунків обмежимося напруженістю електричного поля, усередненого за обсягом біологічно активної точки тварин. Після низки перетворень були отримані вирази, які дозволили розрахувати усереднену напруженість електричного поля як функцію параметрів радіоімпульсу:  – частота заповнення радіоімпульсу,  – частота модуляції амплітуди, m – глибина модуляції, а також геометричних і матеріальних параметрів біологічно активної точки тварин. Чисельні розрахунки показали, що при зміні частоти заповнення в інтервалі 40 ГГц  50 ГГц напруженість електричного поля досягає максимуму   при цьому  .

Розширена анотація англійською мовою

A plane-layered dielectric structure was considered as an electrodynamic model of a biologically active point. This structure is formed by three flat dielectric layers and a finite cylinder filled with a dielectric (collagen protein). The upper layer models mast cells, the middle layer models blood and lymph vessels, and the lower layer is formed by conducting nerve fibers that transmit control signals from a biologically active point to the central nervous system. This electrodynamic structure is a dielectric resonator. The problem of the interaction of radio-pulse waves with a biologically active point is an unsteady diffraction problem. Using the complex amplitude method, this problem was reduced to the diffraction problem for electromagnetic fields that exponentially depend on time. To solve the problem of diffraction of electromagnetic radiation on biological disks at active points, the method of volume integral equations was used. The method of volumetric integral equations made it possible to obtain an integral equation for the volume of a cylindrical resonator of a biological model of the active point of animals. The Green function for a plane-layered medium acts as the core of the integral equation. Using the results obtained from literary sources, an algorithm was constructed to calculate this Green’s function. Since the geometrical dimensions of the BAP are much smaller than the wavelength corresponding to the filling frequency of the radio pulse, for practical calculations, we restrict ourselves to the electric field strength averaged over the volume of the biological active point of animals. After a series of transformations, expressions were obtained that made it possible to calculate the averaged electric field strength as a function of the parameters of the radio pulse:  – the frequency of filling the radio pulse;  – the frequency of the amplitude modulation; m – the depth of the modulation, as well as the geometric and material parameters of the biologically active point of the animals. Numerical calculations showed that when the filling frequency changes in the range of 40 GHz  50 GHz, the electric field strength reaches its maximum , where .

References

1. Karlik A. V. Povyshenie sohrannosti novorozhdennyh telyat / A. V. Karlin, V. I. Pushkarev // Veterenariya. – 1996. – № 12. – S. 20.
2. Urvan V. P. Bolezni molodnyaka v promyshlennom zhivotnovodstve / V. P. Urban, L. Najmanov. – M. : Kolos, 1984. – 152 s.
3. Voroncov L. A. O profilaktike i lechenii zheludochno-kishechnyh boleznej telyat / L.A. Voroncov, M. G. Gamidov // Sb. nauch. tr. BSHI. – Blagoveshensk, 1992. – Vyp. 9. – S. 14–21.
4. Inozemcev V. P. Profilaktika nezaraznyh boleznej osnova sohrannosti zhivotnyh / V.P. Inozemcev, O. V. Samsonov, B. G. Taller // Veterinariya. – 2000. – № 11. – S. 9–13.
5. Manasyan A. V. Aktivnost fermentov pishevaritelnoj sistemy u telyat pri dispepsii / S.V. Manasyan, G. R. Petoyan, A. M., Shahbazyan // Veterinariya. – 2003. – № 7. – S. 39–40.
6. Devyatkov N. D. Primenenie nizkointensivnyh elektromagnitnyh millimetrovyh voln v medicine i biologii / N. D. Devyatkov, Yu. L. Arzumanov, O. V. Beckij, N. N. Lebedev. – M. : IRE RAN, 1995. – 8 s.
7. Sasimova I. A. Obosnovanie biofizicheskogo dejstviya informacionnyh elektromagnitnyh izluchenij na mikrobiologicheskie obekty zhivotnovodstva / I. A. Sasimova, L. F. Kuchin // Vostochno-evropejskij zhurnal peredovyh tehnologij. – 2008. – № 4/2 (34). – S. 27–29.
8. Nefedov E. N. Koncepciya edinogo informacionnogo polya noosfery Zemli / E.N. Nefedov, A.A. Yashin // Zhurnal russkoj fizicheskoj mysli. – 1995. – T. 67. – № 1. – S. 190–198.
9. Devyatkov N. D. Rol sinhronizacii v vozdejstvii slabyh elektromagnitnyh signalov millimetrovogo diapazona voln na zhivye organizmy / N.D. Devyatkov, M.B. Golant, A.S. Tager // Biofizika, 1983. – T. 28, vyp. 5. – S. 895–896.
10. Ejdi U. R. Chastotnye i energeticheskie okna pri vozdejstvii slabyh elektromagnitnyh polej na zhivuyu tkan / U. R. Ejdi // TIIER. – 1980. – T. 86, № 1. – S. 135–143.
11. Makarenko B. I. Nizkointensivnaya impulsnaya modulyaciya EMI SVCh diapazona v lechenii bolnyh nachalnoj cerebrovaskulyarnoj patologiej / B.I. Makarenko, V.A. Malahov // Trudy 2-j nauchno-prakticheskoj konferencii. – K., 1997. – S. 68–70.
12. Naumcheva N. N. Primenenie elektromagnitnyh voln millimetrovogo diapazona v medicine / N.N. Naumcheva // MM-volny v biologii i medicine. – 1995. – № 6. – S. 26–30.
13. Chukova Yu. P. Primenenie millimetrovogo izlucheniya nizkoj intensivnosti v biologii i medicine / Yu. P. Chukova // MM-volny v biologii i medicine. – 1996. – № 7. – S. 5–14.
14. Dmitriev V. N. Integralnye uravneniya v kraevyh zadachah elektrodinamiki / Dmitriev V. N., Zaharov E. V. – M. : Izd-vo Mosk. un-ta, 1987. – 167 s.
15. Vychislitelnye metody v elektrodinamike / pod. red. R. Mitry. – M. : Mir, 1977. – 486 s.
16. Kontorovich L. V. Priblizhennye metody vysshego analiza / Kontorovich L. V., Krylov V. I. – M. : GIFIMAT, 1962. – 708 s.
17. Korn G. Spravochnik po matematike dlya nauchnyh rabotnikov i inzhenerov / Korn G., Korn T. – M. : Nauka, 1970. – 720 s.
18. Mychkovskij Yu. G. Radioelektronika biologicheski aktivnyh tochek / Yu. G. Mychkovskij // Visnik Kr N I im. M. Ostrovskogo. – 2012. – Vyp. 4. – S. 45–47.