Сотовый телефон - это малогабаритная радиостанция , излучающая электромагнитные волны.

ЭМИ , создаваемые объектами сотовой связи , регламентируются в РФ в соответствии с Гигиеническими нормативами ГН 2.1.8./2.2.4.019-94 «Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой радиосвязи».

Допустимые уровни воздействующих ЭМИ (временно), создаваемых объектами сотовой радиосвязи (для населения)

Базовые станции сотовой связи работают в режиме приема-передачи сигнала радиотелефонам в их зоне действия. БС излучают в зависимости от стандарта генерируют ЭМИ в диапазоне частот 463-1880 МГц.

Характеристики стандартов системы сотовой радиосвязи, Россия ( http://grachev.distudy.ru )

Таблица - Мощность электромагнитного излучения мобильных телефонов различых стандартов

В Японии производители мобильных телефонов будут обязаны поддерживать уровень излучения не выше 2 В на каждый килограмм мозга клиента.

Радиочастотный (РЧ) диапазон ЭМП сотовой связи, лежит в пределах от 450 МГц до 1,9 ГГц . По другим данным они работают в диапазоне от 0,463 до 1,880 ГГц .
Низкочастотный (1-15 Гц) сигнал - основная составляющая излучения сотового телефона . Такая частота соответствует ритмам человеческого мозга.
При этом мощность излучения «мобильника», в рабочем режиме, может в десять и более раз превышать санитарные нормы .

Замеры излучения мобильных телефонов колебалось от 3 мВт/м² до 800 мВт/м. Максимальные значения были отмечены в момент дозвона и установления соединения. Мощность ЭМИ СДМА-аппаратов значительно ниже мощности GSM- аппаратов .

SAR (Specific Absorption Rates - удельный коэффициент поглощения), измеряющийся в ваттах на килограмм - это энергия электромагнитного поля, которая выделяется в тканях за 1 секунду. В США сертифицируются телефоны, у которых SAR не превышает 1,6 Вт/кг. В Европе эта величина должна быть не больше 2 Вт/кг. При этом не происходят существенные процессы нагревания тканей. В соответствии с СанПиН регламентируется энергия Вт на 1 см 2 за 1 секунду.

Предельно-допустимый уровень напряженности ЭМП базовой сотовой станции составляет 10 мкВт/см2 . Сертифицированное оборудование позволяет не превышать этот уровень.

В современных аппаратах мощность излучения может автоматически варьироваться в зависимости от удаленности от передающей станции и прочих условий приема в пределах от 0,2 Ватта до 2 Ватт, т. е. в десять раз.

Так в метро, лифте, зданиях с хорошими капитальными стенами качество приема резко падает или связь пропадает совсем. Мобильный телефон начинает увеличивать мощность излучения и доводит ее до максимальной. Продолжительность работы на этой мощности может составлять от пары часов до всего рабочего дня. Чаще всего телефон находиться на теле человека, причем обычно на одном и том же месте. День за днем. Месяц за месяцем.

В европейских странах многие модели телефонов производители уже снабжают встроенными защитными устройствами или особым образом спроектированными антеннами . Но т.к. они значительно повышают стоимость аппаратов, на отечественном рынке безопасные "мобилки" мы увидим ещё не скоро.

Интернет полон страшилок про вред мобильных телефонов. Страшилки эти не сильно подтверждены серьёзными исследованиями, так что оставим их на совести авторов. Но ведь телефон действительно излучает какое-то количество мощности. Попробуем разобраться в проблеме. Первые тесты на осциллографе показали, что мощность очень быстро меняется во времени, поэтому вариант с условно одновременным измерением с разных точек не подойдёт, и нам придётся сгородить собственными руками рупорную антенну, чтобы собрать максимум излучаемой мощности.

Результат представлен на КДПВ. Баланс белого сознательно был выбран неправильным, т.к. с правильным балансом, как мы увидим, поверхность фольгирования несколько непрезентабельного цвета. Но приукрашивать - не наш метод, поэтому все остальные картинки «честные» - лучше горькая, но правда, чем приятная, но лесть (с).

Для начала нам надо измерить частотный диапазон в котором телефон общается с ближайшими вышками, т.к. сам исследовавшийся аппарат был трёхдиапазонным: 900/1800/1900 МГц. Поскольку для определения диапазона нам не нужно ни согласование, ни полная мощность, то можно воспользоваться простейшей петлевой антенной диаметром порядка 300 мм, вставленной в центральный контакт входного разъёма анализатора спектра. Сказано - сделано, диапазон 900 МГц. Не очень приятно, т.к. размер нашего будущего подопечного - максимально возможный. Длина волны составляет примерно 330 мм, половина её - 165 мм, а значит, как учат нас учебники, разумно воспользоваться волноводом сечения примерно 200х100 мм (середина октавы между отсечкой основной моды и заходом в волновод второй моды). Разумно-то, разумно, но где взять этого многокилограммового монстра? А что, если мы его сделаем из фольгированного стеклотекстолита? Размеры небольшие, материала хватит, жёсткости, скорее всего, тоже. Но что будет с самой антенной? Если делать её как следует, то придётся делать раскрыв около метра, а длину и того больше. С учётом сомнений в жёсткости такой конструкции и сомнений в достаточности материалов в итоге было принято волевое решение - раскрыв сделать 400 мм, а длину конструкции ограничить 600 мм. По крайней мере стоит пройти первичные тесты, прежде, чем делать сооружение, сопоставимое с детектором реликтового излучения.

Линейка и маркер в руках, позже - ножницы по металлу, в итоге имеем четыре симпатичные заготовки, из которых мы спаяем собственно рупорную антенну и коаксиально-волноводный переход в виде единого изделия. На первый взгляд поверхность фольгирования была чистой, так что я решил обойтись без шкурки и сразу начал процесс пайки С помощью обычного ПОС-60 и канифоли. Совмещаем две заготовки, фиксируем примерно прямой угол между ними (я обошёлся без угольника), прихватываем с одного торца, далее в месте изгиба и, наконец во втором торце. Текстолит тонкий, а значит лёгкий, так что этого уже хватает, чтобы конструкция не опадала под собственным весом. Далее пропаиваем полностью шов с внутренней стороны. Но не тут-то было - на первый шов ушло порядка получаса, кроме того последние два шва придётся делать в условиях усиливающейся клаустрофобии от собранной конструкции. Переборов нежелание испачкать чистые штаны летящей со шкурки пылью, я всё-таки зачистил поверхность под пропайку, после чего залудил все общие края заготовок. После этого процесс полной пропайки одного шва с контролем напросвет стал занимать пару минут, а выполнение последних двух швов не так уж и заметно сложнее первых. Макрофотография со внешней стороны:

Шов выглядит на мой взгляд вполне неплохо, волнистость в доли миллиметра, что вполне приемлемо. Теперь изготавливаем короткозамыкающий поршень из обрезков текстолита. Для этого сгибаем П-образную заготовку, центральная часть которого чуть меньше внутреннего сечения волноводной части и припаиваем к ней очередной обрезок, за который поршень можно будет вытащить, если он заупрямится:

Припаиваем антенну длиной поменьше половины короткой стороны волновода на SMA-разъём:

Это неиспользованный кривой вариант. Устанавливаем его в проделанное посередине длинной стенки отверстие:

И видим антенну с передней части рупора (видно и антенну, и её отражение):

В принципе мы уже готовы к измерениям с помощью осциллографа, но для страховки прежде всего посмотрим, с каким уровнем мощности мы можем столкнуться. Всемирная энциклопедия даёт нам следующие данные: максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM-1800 - 1 Вт, у GSM-900 - 2 Вт. Мощности эти достаточно велики, коаксиальный детектор будет работать уже не в квадратичном режиме. Для уменьшения мощности и перевода детектора ближе к правильному режиму ставим аттенюатор на 15 дБ (больше, к сожалению, не нашлось, лучше было бы тридцаточку). Переходим к тестам на осциллографе.

Кладём телефон на деревянный стул, включаем дозвон и ставим поверх телефона рупор с подсоединённым детектором. Сначала убеждаемся, что максимальная амплитуда принимаемого сигнала достигается ровно в центре рупора при расположении длинного (вертикального) размера телефона параллельно антенне рупора, затем настраиваем положение поршня по максимуму сигнала. Теперь можно начинать снимать «осмысленные» осиллограммы с детектора. Ни в одном из тестов не удалось добиться амплитуды сигнала более 200 мВ. К сожалению, это значение выше, чем диапазон имеющейся в наших руках калибровки:

Тем не менее, можно проэкстраполировать данные вправо и получить величину мощности около +3 dBm (десятичный логарифм от мощности, делённой на 1 мВт). Добавим сюда 15 дБ аттенюатора и 3 дБ на симметричное излучение внутрь антенны и в обратную сторону (проверяем переворотом телефона). Итого получаем +21 dBm или 126 мВт. Значение, на мой взгляд, довольно разумное. К сожалению, попытки заставить телефон потерять сигнал базовой станции и увеличить мощность передачи до максимума не увенчались успехом. Для этого идеально подошла бы экранированная комната или клетка Фарадея с сеткой много меньше длины волны, но ничего похожего поблизости не обнаружилось. Доставать рулон сетки-рабицы и обматываться им мне почему-то не захотелось. Таким образом, никаких окончательных ответов получено не было, и я даже подумал не публиковать статью. Но, немного поразмыслив, решил, что небольшая добавка графиков скрасит DIY статью.

На картинке ниже два набора данных - во время попытки дозвона и во время разговора:

Как ни странно, но во время разговора (красная кривая) данных передаётся даже меньше. Тот же график подробнее:

Длительность фрейма примерно соответствует номинальному значению 577 мкс, период тоже соответствует номинальному - восемь фреймов. У некоторых читателей наверняка возник вопрос - как можно передавать голосовые данные при частоте следования фреймов (битов) около 200 Гц (а по факту и ниже)? Дело в том, что для передачи данных используется не амплитудная, а квадратурная модуляция. Не вдаваясь в дебри этого не самого простого предмета, скажу, что один фрейм - это не один бит, полученный с помощью амплитудной модуляции, а целый пакет данных, модулированных не амплитудно, а фазово (на самом деле всё ещё хитрее, но это, нмв, выходит за рамки статьи). Естественно, после простого детектирования никаких следов фазы мы не видим. Замечу, что средняя мощность меньше пиковой в восемь раз за счёт промежутков между фреймами, и ещё раз в пять за счёт разреженности промежутков передачи.

Чтобы доказать линейность поляризации излучения, снимем сигнал, повернув телефон на 90 градусов вокруг направления на рупор:

Амплитуда заметно просела, но сигнал всё ещё обнаруживается. Это может быть результатом как неточно линейной поляризации, так и просто точностью ориентации оси телефона.

Раз мы посмотрели на детектированный сигнал, почему бы нам не посмотреть на сам сигнал вживую? Частота, конечно, высоковата, но нынче есть и быстрые осциллографы. Вот результат:

Символы - реально измеренные данные, кривые - сплайны по двум наборам данных за время одной попытки дозвониться, горизонтальная нормировка по периоду колебаний, шаг анимации - тысяча периодов. Плывущая фаза, насколько я понимаю - как раз и есть результат используемой в мобильной связи модуляции.

Итоговую конструкцию можно попробовать использовать одним из двух способов. Вариант номер раз - оттереть все отпечатки и прочие следы уксусом и собрать внутри сияющей меди вытяжку. Вариант номер два - соединить изделие коаксиальным кабелем с разъёмом для внешней антенны в телефоне. В поездках в глухие места она может неплохо помочь с качеством связи, если, конечно, угадать с направлением на вышку и поляризацией.

Спасибо за внимание, надеюсь, было интересно.

Сотовые телефоны прочно вошли в нашу жизнь, и представить ее без них уже сложно. Отказываться от них полностью бессмысленно, но использовать разумно, максимально снизив вред от излучения — вполне возможно.

О вреде сотовых телефонов ведут споры, одни ученые вносят излучение от них в список факторов влияющих на здоровья, другие следом опровергают. Некоторые говорят, что нормы на излучение очень жесткие и телефоны этим нормам соответствуют. Вот только организм человека существенно не меняется, а нормы разные для разных стран да к тому же меняются со временем. Возьмем, к примеру, нормы на бензин и выхлопы автомобиля. Сначала было ЕВРО2, под которое подходили и старенькие жигули, следом ЕВРО3, 4, 5 где без современного топлива и специальной системы обработки газов установленной в автомобиле, уже не обойтись. Аналогично и с излучениями. Доказано, что сильное излучение вредно. Вред тем больше, чем излучение продолжительнее. На телевышках, локационных станциях и прочих устройствах излучающих электромагнитные волны значительной мощности, запрещается работать без отключения устройства. Вопрос в том, где порог излучения и продолжительность, при котором вред заканчивается. Учитывая роль, которую влияют мобильные телефоны в нашей жизни, отказаться от них полностью нельзя, а вот снизить мощность излучения, его длительность и тем самым вред — способен каждый. Ниже приведена простая инструкция.

Способы снижения излучения от сотового телефона:
– При вызове абонента не держите аппарат возле головы. В режиме GSM, при начале вызова, телефон устанавливает соединение с вышкой сотовой связи на максимальной мощности. Наверняка многие слышали характерный звук от сотового в колонках. Сначала он сильный, затем становится тише или пропадает совсем. Это влияние излучения. При вызове излучение максимальное, после установки связи вышка сотовой связи управляет соединением и посылает команды на снижение мощности передатчика до уровня минимального излучения, при котором связь стабильна.

– Если возможно, не совершайте длительных звонков в местах с плохой связью — когда “мало палок” или абонента плохо слышно явно из-за неудачного места, например в шахте лифта. Естественно в такие моменты телефон излучает больше, пытаясь создать и поддерживать устойчивый канал связи.

– Если Вы используете мобильный телефон для хоть сколько то длительных разговоров, или вынуждены разговаривать в местах неуверенного приема, обзаведитесь Bluetooth гарнитурой. Приличная и при этом не дорогая гарнитура передает звук вам и собеседнику не хуже, чем приложенный к уху телефон. Излучение от нее в 10 раз! (около 2,5 мВт) меньше, чем от телефона работающего в условиях хорошего приема (200 – 250 мВт). Проводная гарнитура не излучает вообще ничего, но не так удобна и не дает отложить телефон подальше.

– По возможности переведите свой телефон в режим UMTS (3G).

UMTS изначально, по стандарту, имеет меньшую максимальную мощность передатчиков. Работая по технологии UMTS, в отличие от GSM, все телефоны общаются с сотовыми вышками в одной полосе частот. Чтобы не создавать помехи друг другу, базовая станция настраивает передатчики на минимально возможный уровень мощности излучения, и контролирует его, более жестко, чем в сетях GSM. Например в UMTS шаг контроля 1 dB, а в GSM 2 dB. При звонке в сети UMTS нет первоначального соединения на максимальной мощности. Принудительное установка в UMTS позволит телефону не переходить в сеть GSM, тратя заряд батареи на регистрацию в сети на высокой мощности, как говорят в народе “поиск сети”. От принудительной установки телефона в режим использования только UMTS (3G) следует отказаться, только если покрытие 3G в местах, где вы бываете, недостаточное и связь пропадает вообще.

– Если Вы знаете, что сигнал будет теряться, и связь в это время вам особо не нужна, например поездка в поезде по просторам нашей родины или в метро, включите режим “полет” или выключите телефон. В таком режиме телефон не будет часто регистрироваться на новых БС по пути следования тратя на это энергию.

– Включайте режим “полет” или вообще выключайте телефон на время сна, если не ждете экстренных звонков. В идеале сон это треть суток которые Вы проведете спокойно, в том числе и без излучения от сотового. Программа Timed Toggles позволит делать это по расписанию, если для телефона получен root.

– Не оставляйте wi-fi в режиме модема, когда это не нужно. В отличие от обычного режима в режиме модема wi-fi постоянно сообщает окружающему миру о наличии точки доступа. Это повышенный расход батареи и естественно повышенное излучение.

– Приходя на работу, учебу, собес, не оставляйте телефон в карманах. На столе и ему будет лучше – более уверенный прием, а значит меньшая мощность передатчика.

– Если телефон быстро разряжается в одном месте, например на работе или дома и нормально ведет себя в других, разберитесь с этим. Возможная причина – это место на границе двух базовых станций одного оператора, относящихся к разным зонам. Если уровень сигнала от станций не очень хороший телефон может постоянно регистрироваться то на одной то на другой БС. Постоянно идет работа передатчика и расходуется заряд батареи. В андройде, в настройках, можно посмотреть использование аккумулятора. Косвенно на такую ситуацию может указывать строка “связь с сетью” занимающая верхние строчки.

Более достоверно проинформирует программа G-MoN и подобные. Параметр LAC не должен меняться, когда вы находитесь в одном месте. Могут помочь консультации с тех. специалистами оператор, если доберетесь действительно к тех. специалистам, а не барышням у которых симки “размагничиваются”. Аналогичная проблема может быть из за ошибки в прошивке, если телефон постоянно регистрируется, то в сети GSM то UMTS. Опять же следует принудительно установить одну из сетей, например UMTS.

– Различные наклейки снижающие мощность излучения – шарлатанство чистой воды. Единственный реальный эффект который от них можно получить при некотором стечении обстоятельств – ровно обратный. Если наклейка металлизирована и ее предлагают наклеить на крышку телефона в район антенны, она может только ухудшить связь с базовой станцией, при плохой связи БС дает команду телефону повысить мощность для поддержания канала.

По сути своей все это простые и легко выполнимые действий, которые помогут не только снизить излучение от сотового телефона, но и экономить заряд батареи.
Удачных звонков!

Смартфоны и мобильные телефоны уже давно стали незаменимым помощником в повседневной жизни человека. С их помощью мы всегда можем связаться с близкими людьми, со знакомыми или по работе - ситуаций много.

Но как известно, любой технический прогресс несёт за собой определённые последствия. Несёт ли вред мобильное устройство для человека?

Как работает мобильный телефон

Сотовый телефон - мобильный телефон, предназначенный для работы в сетях сотовой связи; использует приёмопередатчик радиодиапазона и традиционную телефонную коммутацию для осуществления телефонной связи на территории зоны покрытия сотовой сети. [Wiki ]

Это, по сути, сложное высокотехнологичное электронное устройство мобильной связи. Включает в себя – приёмопередатчик на 2-4 СВЧ-диапазона, специализированный контроллер управления, интерфейсные устройства, дисплей, аккумулятор.

Сотовое устройство постоянно поддерживает связь с различными базовыми станциями. При перемещении смартфон периодически переключается с одной станции на другую, поддерживая наилучший уровень сигнала. Это происходит даже в том случае, когда девайс находится в режиме ожидания (заблокирован экран).

Думаю, не стоит погружаться в сложность технологических процессов по передаче радиосигналов. Постараюсь рассказать базовые вещи «на пальцах».

Стены здания сохраняют радиоволны в диапазоне 1-2 ГГЦ, понижая мощность сигнала на 10-20 дБ, т.е. в 10-100 раз. Из-за особенностей стандартов связи не всякая дополнительная мощность может стать доступной при выносе телефона наружу.

Затухание радиоволн пропорционально квадрату пройденного расстояния. Что это значит? Допустим, расстояние от антенны плотно прижатой к уху трубки до коры головного мозга составляет 1 см. Тогда, отодвинув трубку от уха на 1 см, вы увеличите расстояние до мозга вдвое, а излучаемая мощность антенны смартфона уменьшится в 4 раза.

Радиоволны, даже такие короткие, как 1800 МГц - поляризованы. По этой причине важно, чтобы передающая и принимающая антенны были ориентированы одинаково (желательно, вертикально). При простом изменении ориентации трубки GSM с вертикальной на горизонтальную, уровень принимаемого от базовой станции сигнала снижается в среднем на 5 дБ (в 3 раза).

Вред от мобильного устройства

Электромагнитное излучение радиочастотного диапазона, генерируемое смартфоном, поглощается тканями головы (мозга, сетчаткой глаза, структурами зрительного и вестибулярного и слухового анализаторов). Причём излучение действует как на отдельные органы, так и на всю нервную систему.

Учёные уже не раз доказали, что электромагнитные волны вызывают нагревание тканей. Со временем это сказывается на функционировании всего организма, в частности, на работе нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем. Многие пользователи могут прикинуть это на себе - бывает ли такое, что вы испытываете на себе неприятный разогрев (хромосомные аберрации) вокруг уха? Наибольшему риску подвержены люди до 30 лет.

Кроме того, учёные утверждают, что дети, пользующиеся смартфонами, подвержены повышенному риску расстройства памяти и сна. Основной причиной является электромагнитное излучение малой интенсивности, способное проникать в более тонкий череп ребёнка. У него, так скажем, экранирование пониженное.

Наговорили вы мне тут ужасов. Как тогда обезопасить себя?

Прежде всего, нужно постараться понизить частоту использования мобильного устройства. К примеру, сократить длительность вызовов до 2-3 минут за раз, а за день - до получаса. Можно использовать громкую связь или беспроводную гарнитуру - там влияние на мозг минимально.

Плохо спите по ночам? Тогда отложите смартфон подальше. Он оказывает влияние на организм даже в режиме ожидания. А при переноске девайса не кладите его в карман, используйте для этого сумку, рюкзак, что угодно - минимальное расстояние до гаджета должно быть не менее 50 см.

Отметим, что в случае экранирования (машина, железобетонное помещение) плотность потока электромагнитного излучения (ЭМИ), воздействующего на человека, многократно усиливается. поэтому старайтесь использовать устройство вблизи окон, пропускающих излучения.

Что ещё важно - не пользуйтесь смартфоном в местах с заведомо плохим уровнем сигнала, таких как метро, лифт, подвал и другие. Там проблема возникает не только в экранировании, но и в частоте поиска оптимального уровня сигнала.

Не прикладывайте смартфон к уху в момент отсутствия или поиска сети. В этот момент излучение выше всего. При выборе гаджета постарайтесь узнать про уровень излучения (SAR) - наименьший показатель будет лучшим.