Мощность передатчика мобильного телефона

Величина, которую измеряют или прогнозируют в месте приема, и есть мощность передачи мобильного сигнала. Это значит, что она находится на расстоянии от передающей антенны. Такая величина, зачастую, является показателем уровня сигнала или мощностью оцениваемого поля. Она измеряется как мощность сигнала, который получает антенна, либо как сила приема сигнала поля на расстоянии. Мощные передатчики, которыми пользуются в радиовещании, зачастую используют величину дБ милливольт на метр (дБмВ/м). Для более слабых устройств, например телефонов, используется величина дБ-микровольта метр (дБмкВ/м) или в децибелах, как показатель приема в один милливатт (к примеру 70дБм). Чаще всего радиус действия в сотовых сетях совсем небольшой, из-за этого мощность передатчиков радиостанций не так уж велика.

Максимальная мощность, которой обладают передатчики мобильных устройств стандарта GSM 900, всего 2 Вт. А устройства, которые устанавливают на автомобили, обладают 8 Вт мощности. В стандарте есть 4 класса мощности, от 800 мВт — до 8 Вт.

Если говорить о стационарных станциях, то промежуток значений мощностей довольно большой. Если сравнить сотовые телефоны стандарта GSM 900 и GSM 1800, то мы увидим, что GSM 1800 в 2 раза слабее. Такой фактор влияет на потребление энергии, и на автономность работы моделей. Также радиус действия данных моделей, намного меньше, чем у передатчиков стандарта GSM 900, который аж в 16 раз больше.

Давайте разберем пример обычной городской передающей станции, с покрытием в 2 км. ЕЕ мощность может составлять 20-30 десятков ватт на сектор. Такая величина присутствует на выходе передатчиков, так как благодаря специально направленному действию антенны сила излучения может перевалить за 100 Вт. Это, практически, равносильно работающей с открытой дверкой, СВЧ печи.

Можно сказать так, что от плотности оборудования мобильной сети зависит то, сколько Вашему телефону нужно мощности для удержания соединения при разговоре. А если Вы находитесь в движении, так еще больше. К тому же, не забываем, что телефон постоянно находится около головы и уха. В свою очередь такая вещь, как ретранслятор, работает в высоком диапазоне. Но не стоит переживать, так как, его излучение не касается человека, оно передается от одного ретранслятора к другому. Но даже такая мощь, не сравнится с излучением, которое распространяют большие телевизионные и FM башни.

Взять даже Эйфелевою башню, она издает излучение в сотни киловатт, и считается одной из самых «вредных» в мире.

В деревнях и небольших поселках такое излучение может быть в разы больше, из-за дополнительно установленных усилителей сигнала. Для увеличения дальности сигнала.

Проанализировав информацию от производителей специальных измерительных приборов, оказалось, что максимальная мощность на выходе передатчика доходит до 30 Ватт, при 1800 МГц, и 300 Ватт, при 900 МГц. Но, на самом деле, эти показатели находятся в районе 70-80 Ватт. На первый взгляд, показатель довольно высокий. Ведь мобильные и фиксированные приемники имеют высокую чувствительность. На качество сигнала влияют разные препятствия, в виде зданий, деревьев и т.д. на пути между станцией и устройством. Даже осадки в виде дождей или снега, могут влиять на качество сигнала, и ощутимо снижать его показатели, на 20-30 дБ. Если спуститься в подвал, или метро, то сигнал будет равносилен сигналу на расстоянии 30 км.

Из-за исключительных разнообразных условий передачи сигналов, было решено, что мощность передатчиков должна регулироваться к возникшим условиям. Именно из-за этого, качество связи и сигнала в телефоне, напрямую зависят от передаваемого сигнала. И в реале, это не всегда те показатели, которые обещает производитель.

Давайте рассмотрим пример, при передаче сигнала с моря, так как впереди нет помех, помещений, а только безграничные просторы, GSM система будет максимально эффективна. Но не стоит полагаться на мобильную связь при крушении корабля, так как другие суда не смогут принять сигнал о бедствии, и прийти на помощь. Стоит упомянуть, что выяснить местонахождения мобильного телефона гораздо сложнее, чем радиотелефона. В открытом море, не правильно ожидать качественного сигнала в радиусе 70-80 км, который обеспечивается с помощью 25 Вт станциями. Но при хорошей погоде, на побережье Нормандии, можно зафиксировать сигнал от 4 английских сетей, которые находятся в 120 км.

Все это говорит о том, что сигнал достигает мобильного устройства в течении промежутков времени в 0,577 мс. При скорости 300 тысяч км/с, радиоволнам достаточно 0,233 мс, чтобы пролететь 70 км (туда-обратно) между базовой станцией и телефоном. Это просто нонсенс, который происходит вследствие временного мультиплексирования ТБМД, при этом радиус действия составляем 35 километров.

За границами радиуса действия пакеты битов, которые пускает мобильный телефон, попадают на базовую станцию тогда, когда станция уже не ожидает их, и принимает сигнал от другого телефона. Удивляет то, что если медленно отдаляться от прибрежной линии, связь может неожиданно прерваться, даже если секунду назад аппарат показывал высокий уровень сигнала.

Такие ситуации, нередко, встречаются и на твердой почве, но только в гористой местности. Только наоборот, можно ловить качественный сигнал даже при радиусе больше чем 35 км. Так как на возвышенности, где отсутствуют какие-либо помехи, сигнал с легкостью распространяет свое действие за пределы 35 км.

Также следует быть внимательным, при наборе номера 112, для вызова службы спасения, можно попасть к пожарным соседнего района. Это обусловлено тем, что базовая станция находится в радиусе 20 км, но перед ней нет помех. А нужный Вам сигнал, может располагается в 2 км, но станция может быть спрятана за холмом.

Сейчас существуют разнообразные технические методы, которые увеличивают радиус сигнала в два раза, но для этого придется пожертвовать пропускной способностью базовой GSM станции. Предприимчивые австралийцы проводили исследования, которые подтверждают такие цифры.

Также бывают случаи, когда отличное качество сигнала фиксируется в самых неожиданных местах, например, у подножья высокой горы. Такое явление может продержаться несколько секунд, а потом опять сигнал пропадает. Но стоит буквально на миллиметр отодвинуть антенну телефона, как сигнал тут же обрывается.

В наше время, во время новых инноваций и технологий, огромное количество вышек-ретрансляторов, способствует передаче качественного сигнала по всему миру. Но все же, еще остались, совершенно дикие и непроходимые места, где покрытие нет вовсе. А что касается нашей родной местности, во многих селах, качественная связь либо отсутствует, либо существует на очень низком уровне. Такова правда жизни, себестоимость сотовой башни слишком высока, и никто не станет возводить ее специально для небольшого поселка с населением в 100-200 человек.

Хорошему качеству приема, также могут мешать соседние вышки, находящиеся в радиусе действия сигнала. И даже некоторые строительные материалы, которые сейчас широко используются при масштабном строительстве, могут негативно влиять на качество сигнала и на скорость его передачи. Такие факторы могут влиять даже на сильный и качественный сигнал, что уж говорить об слабом сигнале в 20 километровом радиусе.

Чаще всего от нехватки качественного сигнала страдают крупные помещения, какие как больницы, промышленные склады, многоэтажные офисы или заводы.

Такая проблема особенно остро стоит у сетей, работа которых основана на высоких частотах, так как такие сигналы гаснут быстрее, при столкновении с препятствиями.

Такой показатель, как уровень SAR – это характеристика величины электромагнитного излучения различных моделей сотовых телефонов. Ни для кого не секрет, что мобильные телефоны непосредственно влияют на человеческий организм. На сегодняшний день, ученые со всего мира спорят, и проводят много опытов, а все направлено на то чтобы доказать или опровергнуть влияние мобильных телефонов на здоровье человека. При чем одни утверждают что излучение, которое выдают телефоны, производят просто колоссальное, негативное влияние на человека, а другие, в свою очередь утверждают, что излучение находится в пределах нормы, и никак не вредит. Кому верить? Решать Вам.

Что такое SAR излучение?

Простыми словами, SAR (Specific Absorption Rate) – это количество поглощение излучения человеком. SAR измеряется в Ваттах на килограмм (Вт/кг).

На упаковках производителей телефонов, обычно указывается максимальное число SAR, но в реальной жизни и на практике, такое число достигается очень редко. Ведь телефон не всегда работает на максимальной мощности, это бывает при вызове или принятии звонка. В обычном режиме, телефон будет иметь низкий уровень SAR.еть низкий уровень SAR.

Рассмотрим, насколько безопасно пользоваться такими штуками

Тема излучения базовых станций вызвала явный интерес читателей. Однако базовые станции, как правило, находятся далеко от нас — висят на вышках и зданиях. А мобильные телефоны, планшеты и другие мобильные терминалы, которые тоже являются источниками радиоизлучений, мы носим с собой и даже прикладываем к голове во время разговора. К сожалению, тема излучения мобильных телефонов уже обросла множеством ложных мифов и легенд, которые порождены иногда невежеством или некомпетентностью, а иногда и созданы намеренно, возможно даже с неблагородными целями.,

Ниже вы найдёте:

• Анализ выходных мощностей излучаемых мобильными терминалами (телефонами, модемами, роутерами и т.д.) поддерживающими GSM, UMTS, LTE, Bluetooth, Wi-Fi;
• Разбор мифов и легенд, возникших вокруг этой темы;
• Как избегать излишнего воздействия излучений в типичных ситуациях пользования мобильной связью.

Сначала рассмотрим нормативы на излучение мобильных терминалов GSM-UMTS-LTE, и как происходит управление выходной мощностью в сетях, основанных на этих технологиях радиодоступа. А затем уже обратимся к рассмотрению мифов и легенд, которые возникли и созданы вокруг этой темы.

Поскольку и нормативы на выходную мощность, и управление выходной мощностью различны для разных технологий радиодоступа, рассмотрим каждую технологию отдельно.

Чтобы не утонуть в мелких деталях, которые важны лишь для специалистов, я затрону только наиболее важные моменты.

GSM

В стандартах GSM 05.05 и 3GPP-ETSI TS 45.005 предусмотрены несколько классов мобильных терминалов с разной максимальной выходной мощностью:

Рисунок 1. Таблица выходных мощностей мобильных терминалов GSM.

Однако на практике, в настоящее время мобильные терминалы выпускаются только с выходной мощностью до 2 Вт в диапазоне GSM 900, и до 1 Вт в диапазоне GSM 1800 (который по старой памяти называют еще и DCS 1800).

Уместно ещё вспомнить, что в сети GSM используется частотно временной принцип разделения каналов (FDMA/TDMA). Передатчик мобильного терминала излучает в определенной полосе частот, но излучает не непрерывно, а лишь в течение определенных интервалов времени (таймслотов). В режиме разговора, излучение происходит лишь в один интервал из 8 (или из 16, если используется режим Half Rate), а значит усредненная выходная мощность терминала, для наиболее распространенных устройств не будет превышать 250 (125 для HR) и 125 мВт (63 для HR) в диапазонах GSM 900 и GSM1800 соответственно.

Терминалы с более высокими значениями выходной мощности (до 8 Вт) раньше ставили на автомобили, где проблема с запасом энергии и длительностью автономной работы от батареи не столь остры, как для носимых устройств, зато можно обеспечить связь на большем удалении от базовых станций, что важно в сельской местности. Но по мере улучшения покрытия территории сотовыми операторами необходимость в более мощных передатчиках начала уменьшаться, а носимые телефоны отвоёвывали всё большую долю рынка. К тому же, сотовые операторы с помощью параметров настройки в сети ограничивали максимальную выходную мощность, с которой может работать мобильный терминал, на уровне носимых устройств, что делало бессмысленным использование телефонов с более мощными передатчиками. В результате в последнее время новых устройств с большими выходными мощностями на рынке практически не наблюдается. Устройства с меньшей выходной мощностью (0,8 Вт и 0,25 Вт соответственно) на рынке тоже практически отсутствуют, хотя иногда производители GSM-трекеров (устройств для отслеживания местоположения объектов) заявляют о такой выходной мощности, что в принципе должно увеличить длительность их автономной работы при малых габаритах. Однако на практике такие выходные мощности не всегда подтверждаются.

Кроме ограничения на максимальную выходную мощность, стандарты предусматривают возможность регулирования выходной мощности передатчика терминала GSM по командам базовой станции с шагом 2 дБ.

Управление выходной мощностью передатчика мобильного терминала со стороны базовой станции имеет несколько сторон.
Прежде всего, каждая базовая станция GSM на канале управления передает «системную информацию», в состав которой входит параметр MS_TXPWR_MAX_CCH, указывающий телефону максимальную выходную мощность, которую мобильный терминал может использовать в начале сеанса связи до тех пор, пока БС не примет на себя управление выходной мощностью передатчика терминала. Настройка именно этого параметра сотовыми операторами сделала бессмысленным изготовление телефонов с мощными передатчиками.

После начала обмена информацией, базовая станция начинает измерять уровень сигнала, принимаемого ею от конкретного терминала и, стараясь поддерживать уровень сигнала в оптимальном диапазоне, специальными командами регулирует выходную мощность передатчика терминала. Тем самым достигаются сразу несколько положительных эффектов:

• За счет снижения выходной мощности передатчика терминала экономится энергия его батареи и увеличивается время автономной работы;
• Уменьшается воздействие излучения терминала на владельца или другие биологические объекты, расположенные поблизости;
• Создаются условия для оптимального режима работы приемника базовой станции, исключается перегрузка входных цепей при нахождении терминала вблизи базовой станции.

На практике, в случае расположения мобильного терминала вблизи базовой станции GSM картина регулирования выходной мощности по командам базовой станции выглядит следующим образом (спасибо коллеге anjolio за картинки с информацией, полученной из систем контроля базовых станций)

Рисунок 2. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM в хороших условиях связи.

Из графика видно, что после непродолжительной работы на максимальной выходной мощности в самом начале сеанса связи, мобильный терминал, работающий в диапазоне GSM 900, по командам базовой станции достаточно быстро снизил максимальную выходную мощность с 33 дБм (2 Вт) до 7 дБм (5 мВт).

Кстати, многие наверняка слышали уменьшающиеся по громкости помехи — трели, которые издают радиоприемники и иные электронные устройства, находящиеся рядом с сотовым телефоном GSM непосредственно перед тем, как телефон начинает звонить. Эти звуки появляются в результате преобразования сигналов передатчика телефона в транзисторах и иных компонентах с нелинейными вольт-амперными характеристиками и затухают по мере того, как БС уменьшает выходную мощность передатчика телефона.

Конечно, в случае ухудшения сигнала в приемнике БС, она обязательно скомандует терминалу увеличить выходную мощность, и далее будет регулировать ее так, чтобы поддерживать оптимальные условия передачи информации, что хорошо видно на следующей картинке. Когда мобильный терминал начал перемещаться в место совсем плохими условиями связи, БС командами постепенно увеличила выходную мощность до максимальной.

Рисунок 3. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM, перемещаемого из места с хорошими условиями связи в место с плохими условиями связи.

UMTS

Выходные мощности мобильных терминалов UMTS регламентируются в TS 25.101:

Рисунок 4. Выходные мощности передатчиков мобильных терминалов UMTS.

Наиболее распространены сейчас мобильные терминалы UMTS, соответствующие по выходной мощности 3-му классу. В переводе на более привычные единицы, выходная их мощность составляет 250 мВт (1/4 Ватта).

Однако в сетях UMTS управление выходной мощностью мобильных терминалов происходит иначе, чем в сетях GSM. Мобильные терминалы UMTS, обслуживаемые в пределах одного и того же сектора, принимают и передают информацию в одной и той же полосе частот. Если бы мобильный терминал UMTS действовал так же, как и в сети GSM, то в начальный момент он создавал бы очень сильные помехи, мешающие БС принимать сигналы других терминалов, обслуживаемых в той же полосе частот. Чтобы поддерживать наименьший уровень помех на входе приемников БС, в UMTS предусмотрены более строгие требования к управлению выходной мощностью терминалов. Это касается и точности регулирования выходной мощности (шаг изменения может достигать 1 дБ по сравнению с 2 дБ в GSM), так и частоты регулировки – в UMTS она равна 1500 раз в секунду.

Чтобы не создавать помехи на начальной стадии установления соединения, передача начинается с небольшого уровня, который рассчитывается мобильным терминалом исходя из уровня принимаемого сигнала базовой станции – чем выше уровень принимаемого сигнала, тем меньше выходная мощность терминала при начале сеанса. Если базовая станция не ответила, то мобильный терминал повторяет запрос с чуть более высоким уровнем сигнала, пока не получит отклик БС или не исчерпает максимальное число попыток, предписанное базовой станцией в системной информации. После установления соединения уже БС своими командами тщательно регулирует выходную мощность передатчика терминала UMTS, поддерживая ее на минимально необходимом уровне.

Рисунок 5. Регулирование выходной мощности передатчика телефона UMTS.

В ситуации, когда записан этот график, выходная мощность передатчика поддерживалась на уровнях между – 20 и -40 дБм (от 0,01 до 0,0001 мВт).
И еще один любопытный график со статистикой выходной мощности работающих терминалов UMTS в условиях города с достаточно высокой плотностью БС:

Рисунок 6. Статистика выходных мощностей передатчиков телефонов UMTS в условиях городской застройки.

Видно, что выходная мощность большинства терминалов не превышает -10 дБм (0,1 мВт), а максимальная оказалась равной 14 дБм (~25 мВт).
Учитывая такую разницу в выходных мощностях передатчиков в сетях GSM и UMTS, сильно озабоченные своим здоровьем абоненты могут сделать правильные выводы о том, стоит ли переключать свои телефоны в режим «GSM Only».

LTE

Выходные мощности мобильных терминалов, работающих в сетях LTE, регламентируются в стандарте 3GPP-ETSI TS 36.101, причем разнообразие вариантов максимальных выходных мощностей передатчиков выродилось практически в один «Class 3» с +23 дБм ± 2 дБ. (200 мВт).
Теоретически возможен вариант терминалов «Class 1» с + 31 дБм ± 2 дБ, однако он предусмотрен только в одном частотном диапазоне (Band 14), использование которого в России не разрешено.

К сожалению картинок, иллюстрирующих регулирование выходной мощности передатчика мобильного терминала LTE, пока получить не удалось, но принцип управления выходной мощностью в LTE, где терминалы также работают в одной полосе частот, похож на UMTS. Мобильный терминал начинает сеанс связи с небольшой выходной мощности, рассчитанной исходя из уровня предписанного БС и прогнозируемого затухания сигнала на пути до БС. Если ответ на запрос не получен, то терминал повторяет запросы, постепенно увеличивая выходную мощность, до получения ответа БС или исчерпания максимально разрешенного числа попыток. После установления связи, БС принимает на себя управление выходной мощностью передатчика терминала и может отсылать команды управления до 1000 раз в секунду.

В LTE становятся актуальными темы агрегации частот и MIMO (Multiple Input, Miltiple Output) – использование нескольких параллельно работающих каналов. Однако на тему выходной мощности передатчиков мобильных терминалов это радикального влияния не окажет. При использовании этих режимов максимальная выходная мощность должна быть равна сумме выходных мощностей на антенных разъемах каждого канала.

Выходные мощности вспомогательных передатчиков

Помимо основного передатчика современные мобильные терминалы могут иметь в своем составе устройства Bluetooth и Wi-Fi, которые тоже могут излучать радиосигналы, поэтому в контексте темы уместно обратить внимание и на эти источники радиоизлучений.

Bluetooth

Спецификации Bluetooth можно найти на сайте организации (https://www.bluetooth.org/en-us/specification/adopted-specifications).
Они предусматривают работу в диапазоне частот, выделенном для промышленных, научных и медицинских целей (ISM) 2.400-2.4835 ГГц, и три класса устройств по уровням выходной мощности передатчика:

Рисунок 7. Выходные мощности передатчиков Bluetooth.

Однако в российских требованиях к мобильным терминалам GSM-UMTS-LTE разрешенная выходная мощность дополнительных передатчиков (в том числе и Bluetooth) ограничена уровнем 2,5 мВт, то есть вторым классом.

Хотя устройства Bluetooth могут использовать разные способы модуляции, указанные выше значения выходных мощностей не должны превышаться в любых случаях.

Регулировка выходной мощности передатчика в обязательном порядке требуется от устройств Class 1, и только при работе на уровнях выше +4 дБм (2,5 мВт), однако может опционально присутствовать и в устройствах других классов. Регулировка должна быть монотонной с шагом от 8 до 2 дБ. Назначение такой регулировки – предотвратить перегрузку входных каскадов находящегося рядом устройства-партнера, и оптимизировать расход энергии батареи.

Таким образом, максимальные выходные мощности устройств Bluetooth во многих случаях ниже, чем выходные мощности передатчиков для мобильной связи, если только, в руки к вам не попало устройство, купленное в стране, где такие ограничения не действуют, или завезенное в Россию «серым» путем.

Wi-Fi

Стандарты на устройства Wi-Fi (IEEE 802.11 a/b/g/n) предусматривают меньшее разнообразие при управлении выходной мощностью передатчиков устройств. К тому же, на требования, установленные в самих стандартах, накладываются ограничения, установленные региональными (например, для Европы) и национальными (российскими) нормами.

В европейских требованиях выходная мощность передатчиков абонентских терминалов Wi-Fi ограничена значением 100 мВт (+20 дБм).
В российских нормах присутствует правовая коллизия. С одной стороны, во всех Правилах применения абонентских терминалов, установленных для сетей GSM, UMTS и LTE установлено ограничение на выходную мощность вспомогательных передатчиков, работающих в диапазоне 2.400-2.4835 ГГц, на уровне не более 2,5 мВт.

Но с другой стороны, в реальных абонентских терминалах (телефонах, роутерах и т.п.) выходные мощности передатчиков Wi-Fi соответствуют европейским ограничениям и обычно, по сертификационным документам не превышает 60… 70 мВт.

Реальные выходные мощности дополнительных передатчиков Bluetooth и Wi-Fi, встроенных в мобильные терминалы GSM-UMTS-LTE будет зависеть от режима их работы.

В контексте темы выходной мощности устройств можно выделить два основных режима:

• режим «мастера», то есть устройства, управляющего работой других подключенных к нему устройств, и
• режим «клиента» — устройства, работающего под управлением устройства, выполняющего функции мастера.

В режиме «мастера» устройство обязано обеспечивать другие устройства сигналами синхронизации, то есть передатчик будет работать практически непрерывно.

В режиме «клиента» устройство включает передатчик лишь в отведенные интервалы времени для передачи информации на другие устройства. Таким образом, средняя выходная мощность передатчика в режиме «клиента» в среднем будет заметно ниже, чем в режиме «мастера».
Поскольку предсказать среднюю выходную мощность в реальных условиях использования устройств Bluetooth и Wi-Fi затруднительно, будем ориентироваться на максимальные значения, как на наихудший вариант.

После того, как мы разобрались с возможными значениями выходных мощностей терминалов, взаимодействующих с разными сетями радиодоступа, давайте проанализируем некоторые мифы и легенды, существующие вокруг выходной мощности терминалов.

FAQ

Чьё излучение сильнее – от базовой станции или от мобильного терминала?
Уровни выходной мощности передатчиков мы уже рассмотрели. Для того, чтобы ответить на поставленный вопрос, уместно вспомнить, что мобильные терминалы GSM-UMTS-LTE обычно работают при уровнях сигнала на входе приемников от -110 дБм до -40 дБм.
Сравнивая эти значения с выходными мощностями передатчиков мобильных терминалов (-50… +33 дБм), можно сделать вывод, что уровень излучения передатчика мобильного терминала в месте расположения абонента, обычно на много порядков больше, чем уровень сигнала базовой станции.

Можно ли узнать текущее значение уровня выходной мощности своего телефона и уровень принимаемого телефоном сигнала?
Обычному пользователю доступна очень условная информация об уровне принимаемого сигнала, в виде отображения нескольких «палок» или «точек», увеличение количества которых соответствует большему уровню принимаемого сигнала. Но отображение уровня принимаемого сигнала не регламентируется стандартами, поэтому на устройствах разных производителей одно и то же количество «палок» может соответствовать разным уровням принимаемого сигнала. А информация о выходной мощности передатчика обычно пользователю вообще недоступна.

Но иногда такая возможность появляется, если в телефоне включена встроенная в программное обеспечение функция нетмонитора, или в смартфон установлена специальная программа, способная показывать значение выходной мощности передатчика. Уровень принимаемого сигнала БС предоставляют практически все программы подобного рода.

Что касается выходной мощности собственного передатчика, то такая информация встречается нечасто, главным образом, в программах, предназначенных для профессионального использования. Причем, чаще всего отображается не само значение выходной мощности в милливаттах или дБм, а указывается условный номер уровня выходной мощности. В этом случае для выяснения реальной выходной мощности пользователю потребуется таблица пересчета условного номера в значение выходной мощности, что для профессионалов не представляет проблемы.

Радиоизлучение телефонов во время разговоров греет мозг!
В попытках убедить в этом снимали даже видеоролики, показывающие, что излучением телефонов можно сварить яйцо.
Но давайте трезво проанализируем ситуацию и для начала обратимся к цифрам.

Предположим, что в режиме максимальной выходной мощности все 0,25 Вт не излучаются в окружающее пространство, а преобразуются в тепло, нагревая голову, и утечка этого тепла отсутствует. Например, как будто источник излучения находится в центре головы-термоса. Тогда за 600 секунд разговора на нагрев головы будет использовано (0,25 Вт * 600 сек) 150 Джоулей, или 35,82 калории. Такой энергии хватит на то, чтобы нагреть 35,82 г воды на 1 градус. Если посчитать голову за 4 литра воды, то такой энергии излучения телефона хватит для того, чтобы нагреть «голову» менее чем на 0,01 градуса.

Однако, из-за того, что тело и голова человека представляют собой полупроводящее вещество (много жидкости с растворенными солями), то внутрь тела проникает лишь очень небольшая часть излучения и на небольшую глубину. Основная же часть излучения телефона, находящегося вблизи тела человека, от него отражается!

Таким образом, даже расчеты баланса энергии показывают, что нагрев головы излучением телефона является чистым вымыслом. Откуда же возникает ощущение нагрева головы?

Во время разговора в телефоне работает не только передатчик, но и много других электронных компонентов. При этом только часть энергии, потребляемой от батареи, преобразуется в излучаемый радиосигнал, а существенная часть выделяется в виде тепла, точно так же, как и в любом компьютере, где во время работы греются электронные компоненты. Не зря ведь на процессоры цепляют радиаторы. По приблизительным оценкам, в тепло может преобразоваться около половины энергии, потребляемой телефоном от батареи. В телефонах отвод тепла от нагревающихся деталей затруднен, но в конечном итоге тепло выходит на поверхность корпуса, нагревая его. При тестировании USB-модемов мы наблюдали, как в неудачных конструкциях температура деталей в районе SIM-карты достигала 85 градусов. А во время длительного разговора по телефону человек обычно ещё плотно прижимает телефон рукой к уху, улучшая тепловой контакт с ухом/головой и одновременно ухудшая рукой отвод тепла от поверхности корпуса телефона. Через этот контакт тепло и передается от постепенно нагревающегося корпуса к голове.
Если приложить к уху нагретый утюг, то ощущение тепла может оказаться еще более впечатляющим, но на вредное радиоизлучение утюга народ особо не жалуется.

«Телефон излучает на максимальной мощности во время поиска сети»
Это довольно распространенное заблуждение, которое, к сожалению, встречается не только в рассуждениях в Интернете, но и в печатной литературе.

Но нелепость этого становится достаточно очевидной, если задуматься о том, а для кого терминал должен излучать сигнал с высокой мощностью, с какой целью? Ведь в это время терминал ищет сигналы базовых станций, а не пытается привлечь внимание базовых станций к себе! Так зачем понапрасну тратить энергию батареи на безадресное излучение передатчика в никуда?

На самом деле, во время поиска сети в мобильном терминале передатчик молчит, а активно работает только приемник, потребляющий лишь чуть больше энергии, чем в режиме ожидания. Убедиться в том, что при поиске сети передатчик не работает на максимальной мощности можно и экспериментально. Полностью зарядите батарею телефона, и положите телефон в плотно закрытую жестяную банку. Она будет экранировать сигналы базовых станций, и заставит телефон начать поиск сети. Для надежности экранирования можно сделать «матрешку» из нескольких банок, вложенных одна в другую.

Посмотрите, сколько проработает телефон до автоматического выключения вследствие разряда батареи, и сравните это значение с тем, сколько времени по обещаниям производителя телефон должен проработать в режиме разговора. Вы легко убедитесь, что телефон проработает в режиме поиска сети (внутри экранирующей банки) значительно дольше, чем в режиме разговора, хотя и меньше, чем указывает производитель для режима ожидания.

Иногда встречаются рекомендации выключать телефон на время поездки в метро, мотивированные как раз «заботой о здоровье», чтобы не подвергать себя воздействию излучения телефона. Смысла в выключении телефона в метро мало, потому что, во-первых, сейчас во многих местах телефон может нормально работать и в метро, а во-вторых, даже потеряв сеть, телефон излучать и вредить здоровью не будет.

Устройства для защиты от вредного излучения телефона
Учитывая приведенные выше расчеты, сама по себе тема необходимости дополнительной защиты выглядит странновато. Ведь устройства мобильной связи проходят сертификацию по защите здоровья пользователей. Тем не менее, попытки продать пользователям мобильных телефонов различные «снадобья», надежно защищающие от вредного излучения телефонов, отмечались многократно.

Я видел несколько вариантов наклеек, которые предлагалось размещать под батареей телефона или на задней крышке телефона. Производители обещали снижение излучения аж на 99,9%.

Однако опыт работы с экранированными помещениями, и измерения степени затухания радиосигналов, которые такие помещения обеспечивают, показывают, что даже металлическая комната, выполненная путем сварки из стали толщиной 4-6 мм, в случае наличия дефектов сварных швов, щелей в дверных проемах, или утечках в фильтрах, через которые в комнату вводятся проводные коммуникации, не сможет обеспечить такого уменьшения сигнала, как заявляют производители чудо-наклеек.

А результаты измерений, якобы подтверждающие эффективность уменьшения поля «чудо-наклейками», чаще всего или выполнены технически неграмотно, или сфальсифицированы. По сути дела, это мошенничество, попытки заработать денег на фобиях людей, не разбирающихся в вопросе.

Кстати, через несколько лет, после того, как кто-то из импортеров предлагал продавать в офисах «Билайн» наклейки для защиты от излучения телефонов, я увидел в Интернете, что хозяева «конторы» — производителя были осуждены в США за мошенничество.
Некоторые дельцы пытаются продавать подобного рода наклейки, не как экранирующие устройства, а как «модифицирующие электромагнитные поля», что не меняет в корне их сущности – попытки вытянуть деньги, спекулируя на опасениях людей.
Ну, а целесообразность использование шапочек из фольги уже обсуждалась, и является скорее вопросом веры, чем реальной пользы.

Использование гарнитуры (проводной или Bluetooth), как средства защиты от излучения телефона
Принимая во внимание расчеты теплового воздействия излучения передатчиков телефонов, становится понятным, что мотивом для пользования гарнитурами должны быть не столько защита от вредного воздействия излучения телефона, а в первую очередь удобство и, что важнее, безопасность при вождении автомобиля! Ведь при обычном пользовании телефоном во время вождения автомобиля водитель вынужден держать его рукой, что ограничивает его возможности по управлению машиной. Ведь даже автомобиль с автоматической коробкой передач не исключает необходимости в определенных условиях выполнять действия одновременно двумя руками. Что уж говорить о вождении автомобилей с механической коробкой передач.

Как пользователь может уменьшить выходную мощность передатчика телефона?
После информации о том, что выходной мощностью передатчика телефона во время сеансов связи управляет базовая станция, вопрос, на первый взгляд выглядит странно. Тем не менее, у пользователя есть возможности влияния на выходную мощность передатчика телефона!

Вспомним о том, что при регулировании выходной мощности базовая станция стремится поддерживать уровень принимаемого ею сигнала от мобильного терминала в оптимальных пределах. А уровень принимаемого базовой станцией сигнала зависит и от мощности радиосигнала, излучаемого телефоном, и от затухания радиосигнала на пути от передатчика мобильного терминала до входа приемника базовой станции. Уменьшая затухание радиосигнала на пути от телефона до базовой станции, пользователь может уменьшать выходную мощность передатчика телефона, требуемую для получения нужного сигнала на входе приемника БС.

Чтобы уменьшить затухание сигнала нужно стараться соблюдать достаточно простые правила, о которых я уже писал ранее.

В качестве заключения — основные выводы, которые можно сделать на основе изложенного

• Излучение мобильных устройств, наверное, не самое естественное и полезное для здоровья воздействие на человеческий организм, поэтому уже давно введены санитарные нормы на воздействие радиоизлучения. Причем действующие в России нормы являются одними из самых строгих норм в мире.
• Уровень излучения мобильного телефона, используемого абонентом, как правило, больше, чем излучение от базовой станции, за исключением очевидных случаев, когда человек намеренно залезает в основной луч в непосредственной близости от антенны БС.
• Излучаемый мобильным телефоном радиосигнал даже при максимальной мощности передатчика не способен оказывать заметного теплового воздействия на тело и голову человека.
• Телефон при потере сети не излучает! Ради защиты от излучения телефона, его вовсе не обязательно выключать в местах, где отсутствует покрытие сетей мобильной связи.
• При пользовании телефоном старайтесь держать телефон таким образом, чтобы не затруднять распространение радиоволн – не закрывайте антенну руками (где находится антенна, и как лучше держать телефон, обычно написано в инструкции к нему), располагайте телефон ближе к окнам, чтобы уменьшить затухание радиосигнала в конструкциях здания.
• Длинные разговоры по мобильному телефону лучше вести в местах с хорошим приемом – там уровень излучения вашего телефона будет ниже!
• Без необходимости не оставляйте в телефоне включенным Wi-Fi в режим «точки доступа» или «модема», чтобы не заставлять телефон напрасно излучать радиосигнал, необходимый для управления подключаемыми устройствами. Это не только уменьшит воздействие на вас излучения, но и сохранит энергию батареи.

Автор: Serviceman

Источник

Для многих туристов, охотников и других любителей активного отдыха важно иметь стабильную связь не только в авто, но и на стоянке/охотничьем домике/в туристическом лагере и.т.д. В районах со слабым покрытием сети, там где обычные современные телефоны будут беспомощны, автомобильный телефон с 8 ватт передатчиком будет единственным выходом (спутниковые трубки, как правило, сильно дороже). При этом желательно иметь возможность использовать телефон не только в авто, но и как переносной.

Для начала небольшой ликбез по стандарту GSM, мощности телефонов и дальности связи.
В России официально используются 2 стандарта GSM для обеспечения голосовой связи — GSM900 и GSM1800. Почему 2? Исторически все сети в РФ строились на GSM900, что позволяло с минимальными затратами обеспечить широкое покрытие сети. Рост количества абонентов заставил операторов пересмотреть свою стратегию и начать активно внедрять GSM1800, который имеет меньшую дальность, но более высокую пропускную способность, что важно для крупных городов. (Чем выше частота излучения, тем хуже проникающая способность радиоволн и тем меньше способность отражаться и огибать преграды.) При этом любой современный телефон имеет в приоритете gsm1800 сеть, но при слабом сигнале автоматически переключается на gsm900. Скорее всего от этого идут корни популярной в свое время байки про то, что в Европе телефон дольше работает чем в России. Там широкое распространение gsm1800 началось раньше чем у нас в стране и телефоны работали с меньшей мощностью.

На данный момент GSM900 вышки устанавливаются только в местах с низкой плотностью трафика в сети (малонаселенная местность, трассы и.т.п.) при этом старые вышки никто не отключал, поэтому например в Москве можно спокойно использовать gsm900 телефон без потери связи.
Максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM-1800 — 1 Вт, для сравнения у GSM-900 — 8 Вт (на заре становления gsm была даже одна 10 ватт модель), что обеспечивает большую дальнобойность.

Стандартная дальность связи в GSM составляет до 35 км. При использовании режима extended cell возрастает до 75 км. Практически это достижимо только в море, пустыне и горах. В итоге, несмотря на громоздкость и низкую автономность на данный момент конкуренцию автотелефону с 8 ватт передатчиком может составить только спутниковая связь, которая будет стоить на несколько порядков дороже.

Несколько вариантов установки позволяющих совместить автомобильное и портативное использование:

1. Классический. Для этого потребуется собственно сам автотелефон с полным комплектом проводки, а также рама с аккумулятором и питанием для переносной версии.
Такой вариант имеет ряд минусов. Так каждый раз придется снимать и устанавливать трубку и головной блок для трансформации в носимый вариант, при этом велика вероятность того, что может пострадать разъем на проводке или блоке. Из плюсов стоит отметить полную функциональность, включая громкую связь и аккуратный внешний вид салона.

2. Телефон постоянно находится в переносной версии и в авто подключается к прикуривателю. В таком случае не нужна проводка, но практически исчезает возможность пользоваться телефоном в авто. Часто этот вариант кажется предпочтительным из-за простоты монтажа и минимального количества нужных аксессуаров, но с точки зрения автомобильного использования он имеет массу недостатков. Например, возникает проблема размещения и крепления этой громоздкой конструкции в передней части салона.

3. Есть компромиссный вариант позволяющий совместить удобство автомобильного использования с простотой монтажа/демонтажа. Для него нам потребуется автотелефон в носимом исполнении (с рамой и аккумулятором), питание от прикуривателя или бортовой сети, удлинитель трубки и ее держатель.
Схема установки будет выглядеть следующим образом:
• Трубка на держателе крепится в передней части салона и соединяется с блоком удлинителем.
• Cам блок на раме крепится в легкодоступном месте в багажнике или под сидением (есть риск залива водой).
Для снятия/установки потребуется лишь отключение трубки и питания. При таком подключении также нет нужды в полном комплекте проводки. Из минусов стоит отметить отсутствие полноценной громкой связи (динамик и микрофон подключаются только через проводку) и необходимость подвода питания к месту установки блока.

Для использования в автомобиле и в переносном виде подходят следующие модели.
Alcatel 9109 (8 ватт)
Siemens P1 (5 ватт)
Motorola international 1000/2000/2200/2500/2700 и их клоны (8 ватт)
Orbitel 863 (901)
Aeg cd900 (10 ватт)
Aeg cd901/902/930 (8 ватт)

Примечание: Все автотелефоны Nokia не имели переносных версий. Чисто технически можно самостоятельно сделать подобие рамы с аккумулятором, но в условиях все еще широкого выбора других моделей это нецелесообразно.

Для максимального улучшения приема в переносном варианте можно использовать вынос антенны через удлинитель антенного кабеля.

Также есть вариант покупки относительно компактного носимого телефона с мощностью 8 ватт. Единственными такими телефонами были Motorola International 3200/3300 и их клоны.

Минусом такого решения будет высокий уровень излучения. Это не шутки, после продолжительного разговора вполне может появиться головная боль. Во Франции и Бельгии эти телефоны даже было запрещено продавать, поэтому на их рынки шли обрезанные версии в 2 ватт передатчиком, при этом автомобильные 8 ватт телефоны там были разрешены. Основной причиной было то, что в автотелефонах использовался принцип разделения блоков и передатчик находился на достаточном расстоянии от головы пользователя. Тем не менее для непостоянного использования эти модели вполне пригодны и в качестве носимого варианта не имеют альтернатив в силу своей компактности и малого веса относительно классических автотелефонов.

Введение

Сколько копий было сломано в словесных баталиях о вреде сотовых телефонов, а воз и ныне там! Лучшие умы пытаются распутать ситуацию. Однако этот гордиев узел так просто не дастся. Лобби производителей сотовых телефон трудно недооценить. Гигантский финансовый конвейер запущен. Остановить его невозможно. Вы считаете, что это не так? Обратите внимание, что индустрия табака имеет годовой оборот существенно меньше, чем сотовая индустрия, вред курения очевиден даже тумбочке, но финансовый механизм работает без сбоев. Поэтому разговоры о законодательном снижении «вредного излучения» сотовых телефонов, а по-другому это и не назовешь, политический блеф.

Давайте вместе попробуем разобраться в том, что называют «вредным излучением». Выявив основную причину, мы сможем минимизировать его воздействие на ваш организм. Прежде всего хочется оговорится – современная медицина не пришла к однозначному выводу о вреде сотовой телефонии. Разбираться в причинах мы не станем. Наше дело познакомиться с проблемой и принять информацию к сведению. Предупрежден – значит вооружен.

Что же нас облучает и что становится причиной вреда нашему здоровью?

Сотовый телефон – устройство электрическое. Ваше общение с другими абонентами, отправка сообщений, передача данных и простой в режиме ожидания в большей или меньшей степени сопровождаются генерацией электромагнитных волн. Все наши разговоры будут вестись вокруг тех колебаний, которые рождает передающая антенна. Излучения от других составляющих трубки (экран, генератор частоты и так далее) не представляют никакого интереса, так как их доля ничтожна.

Итак, сотовый телефон излучает электромагнитные волны. Что они из себя представляют? Колебание магнитного и электрического поля. Волны способны воздействовать на любые материалы – органику и неорганику. Человечество давно поставило электромагнитные колебания себе на службу. Мир коммуникаций буквально пропитан ими. Радиостанции, телевещание, связь находятся в прямой зависимости от них. Кроме этого множество электрических устройств рождают электромагнитные волны в достаточно высоких «концентрациях». Например, высоковольтные линии передач.

Физическая медицина давно обратила свое внимание на изучение электромагнитных волн. Выявлены многие закономерности. В некоторых случаях электромагнитное излучение выставлено на стражу нашего здоровья (например, ЭМТ или рентген), но в подавляющем большинстве случаев мы не можем говорить об однозначном влиянии, особенно когда речь заходит о высоких частотах.

Всем вам хорошо известны микроволновые печи. В них электромагнитное излучение, поставленное на нашу службу, разогревает пищу. Излучение расшатывает мельчайшие составляющие – атомы, и продукты разогреваются. Все мы не раз становились свидетелями того, что специальная посуда остается холодной. Это говорит в пользу избирательности излучения.

Производители сотовых телефонов планомерно поднимают частоты мобильников. Трубки начинают работать в частотных диапазонах 1800 МГц и 1900 МГц. В этом сантиметровом диапазоне волны становятся непредсказуемы. Мы не перепутали слово. Именно, непредсказуемы. Их излучение достигает нашего тела и «греет» его. А электромагнитные волны начинают воздействовать на ткани человеческого организма.

Впрочем, сотовый телефон не одинок в облучении вашего организма. С неменьшим успехом на него светят базовые станции. Если такой «подарок» находится прямо перед вашими окнами… Автору этого материала приходилось по долгу службы общаться с военнослужащими, которые длительное время жили рядом с радиолокационными станциями. Мощность, конечно, несоизмерима, но последствия в виде разрушенных волосяных луковиц и эмали зубов сразу заметны.

На протяжении десятилетий ученые ставили эксперименты по воздействию различных электромагнитных волн на животных. Выявлены десятки закономерностей. Однако экспериментов со здоровьем человека никто не ставил. Многочисленные выборки карт больных в клиниках и связь их с использованием сотовых телефонов не может носить объективный характер. Необходимо поставить эксперимент на десятке тысяч людей и желательно растянуть его на несколько поколений. Отсюда мы видим весь цинизм по отношению к годичным экспериментам. В результате, мы все становимся подопытными мышами. Расхлебывать этот эксперимент предстоит нашим детям или даже внукам.

Современная наука склонна замалчивать о многом. Например, о негативном воздействии жесткого излучения известно всем. Однако если вы попробуете получить доступ к результатам серьезных экспериментов, то вас постигнет фиаско. Отбросим моральную сторону вопроса и представим себе чернобыльскую аварию, как ход большого медицинского эксперимента. Миллионы людей были облучены и исследования их здоровья на протяжении почти 20 лет дали бы огромные знания. Однако таких исследований никто не ведет. Не существует даже единой медицинской базы пострадавших. Смею заметить, что такая «халатность» затронула не только нашу страну. Такая ситуация наблюдается во всем мире. Например, демократичные американцы ведут себя абсолютно идентично нашему правительству в таких вопросах. Эта ситуация наглядным образом показывает, что достоверных сведений просто нет. Нам дают только осколки информации.

Доподлинно известно, что электромагнитное излучение частотой выше 1 МГц разогревает наши ткани. Человеческие клетки очень болезненно относятся к этому процессу. Безусловно, он носит вероятностный характер. Однако численно оценить его никто пока не может. Разумеется, зависимость строится от мощности облучения, вида тканей, времени и частоты. Чем чреват перегрев тканей? Прежде всего, пугает разрушение белков в клетках. Последствия могут носить самый неожиданный характер. Клетки могут превращаться в раковые. Возможно возникновение доброкачественных опухолей, отмирание клеток, их «самолечение» и т.д. Одним словом, перегрев вреден для организма. Часто речь заходит о том, что ткани имеют собственный потенциал терморегуляции, который и защищает их. Да это так. До определенной планки их можно греть. Однако мы подчеркиваем, что все процессы по мутациям носят вероятностный характер. Насколько оправдан риск игры в «русскую рулетку» с огромным барабаном, если остается вероятность потерять жизнь? Решать вам.

Второй доподлинно известный факт говорит о том, что электромагнитные поля воздействуют на нервную систему. Механизм этого процесса прост. Поля нарушают проницаемость клеточных мембран для ионов кальция. В результате нервная система начинает неправильно функционировать. Проводилось множество экспериментов на собаках, когда они под воздействием электромагнитного излучения становились нервными и возбудимыми. Человеческий организм откликается абсолютно так же. Германские медики продемонстрировали, что электромагнитное излучение у разных людей вызывает депрессию и наоборот взрывы в настроении. Это говорит, что однозначного действия на нервную систему ЭЛВ не оказывают. Отклик организма очень индивидуален.

SAR – что это такое?

Итак, воздействие сотового телефона на организм факт установленный. Общественная реакция обязала производителей создавать такие трубки, которые являются «безопасными». В определенный исторический момент появилась необходимость ввести параметр, который покажет коэффициент поглощения излучения от сотового телефона. Так родился SAR (SAR — Specific Absorption Rate). Его величина определяет энергию электромагнитного поля, выделяющуюся в тканях за одну секунду.

Российская система измерений не приняла этот параметр. Причина в том, что нашим чиновникам хотелось выделиться. Излучение стали измерять в ваттах на квадратный сантиметр за секунду. Можно сказать, что наших мыслителей больше беспокоит входящая энергия. Возможно, это ближе к жизни, но весь цивилизованный мир идет другим путем. Отбиваться от него в этом, значит терять деньги на дополнительных экспериментах и создавать трудности в понимании. Коль скоро наша страна не может выделить должных средств на необходимые эксперименты, «выпендреж» в мелочах смотрится очень дешево. Разумеется, это субъективное мнение.

Сертификация сотовых телефонов перед ввозом их в нашу страну подразумевает экспертизу безопасности. Российские нормы существенно жестче международных. Однако и те и другие предложены практически «с потолка». А раз зашла речь о нормах, то не лишним будет оговорить установленные SAR для цивилизованных стран.

В европейских странах допустимое значение излучения составляет 2 Вт/кг. В Америке ограничения держатся на уровне 1,6 Вт/кг. Практически все сотовые телефоны, которые продаются на рынке, удовлетворяют этим нормам SAR. У 90 процентов трубок фактический SAR составляет 1 Вт/кг.

Можно ли рассчитать SAR математически? А именно, сделать расчет мощности излучения сотового телефона, поглощаемой в голове пользователя? Ответ на этот вопрос утвердительный. Для этого надо смоделировать систему «антенна сотового телефона + голова человека». Современные численные методы приходят на помощь программисту-математику. Компьютеру предлагают решить уравнения Максвелла с учётом граничных условий. Чем больше объектов и условий, тем дольше вычисления. Однако задача эта вполне по силам современному компьютеру.

Формально говоря: SAR= µ*|E|/r, где µ — проводимость материала в данном объёме, См/м; Е — напряжённость поля, В/м; r — удельная плотность вещества, кг/м3. Уравнения Максвелла позволяют вычислить напряженность поля в каждой точке головы.

Что же показывают математические методы? Прежде всего, что картина напряженности электромагнитного поля в вашей голове во время разговора по сотовому телефону зависит от множества факторов. Например, если ваша трубка оснащена откидной крышкой (формат раскладушка), то картина поля сильном меняется, в следствии отражения волн от верхней поверхности аппарата (корпус часто выступает как зеркальный отражатель электромагнитных волн). Интересно, что выдвижные антенны способствуют улучшению чувствительности трубки и мощность передачи несколько снижается во время установки связи. Выдвижение антенны приводит к уменьшению усредненного SAR. Однако обязательно получаются несколько точек, где локальный SAR увеличивается. Увеличение массы сотового телефона и всевозможные металлические покрытия уменьшают частоту резонансных колебаний антенной системы сотового телефона.

Одним словом, численные методы способны всерьез обрисовать картину электромагнитного поля вокруг вашего мобильного аппарата. Современная наука обязана воспользоваться этой информацией и осведомить абонентов сотовой связи о результатах. Почему бы не печатать на коробках с мобильными телефонами величину параметра SAR и диаграмму направленности антенны каждого сотового телефона?

Ниже приведены табличные данные лимитов SAR для цивилизованного мира, которые часто употребляются для радиопередающих устройств:

Как уберечь свое здоровье?

В конце прошлого года было проведено важное исследование. Ученые Европейского союза показали, что электромагнитное излучение с SAR от 0,3 до 2 ватт/кг повреждает ДНК. Переоценить эту работу очень сложно. Временной эксперимент проходил на протяжение 4 лет. Однако лобби сотовой индустрии буквально растоптали все результаты. Аргументы были самые примитивные.

Купленные «мобильные ученые» заявили, что все полученные данные вытекают только из лабораторных показаний. В реальной жизни якобы все обстоит по-другому. Проповедники этой сомнительной доктрины победили.

Медики заявляют, что частые разговоры по сотовому телефону приводят к усталости, раздражительности, головокружению, бессоннице, тошноте, раздражению кожи, нарушениям половых функций у мужчин и женщин, а так же к раку. Европейские врачи уверены, что каждый 15 случай таких заболеваний – это следствие мобильной телефонии.

Итак, давайте сформулируем несколько правил, базой для которых станет здравый смысл.

Сотовый телефон излучает наибольшую мощность во время сеансов связи. Сделайте мобильные разговоры короткими. Ради шутки можно заметить, что хорошо дисциплинирует дорогой тарифный план. Говоря серьезно, вы сами должны заставить себя делать свои разговоры короче и содержательнее. В конечном итоге, цените время — свое и вашего собеседника.

Прежде чем приобретать сотовый телефон убедитесь, что заявленное излучение от него минимально. Хорошо действуют на человека, сравнительные таблицы, которых в сети очень много. Если ваш выбор нового телефона строится на них, то можно быть уверенным в том, что вы заботитесь о своем здоровье.

Бытует мнение, что аппараты с внешними антеннами менее вредны для здоровья, так как имеют лучшую чувствительность. Есть сомнения в справедливости этих слов. Скорее всего, общего правила тут быть не может. Вот только не стоит в декоративных или других случаях портить геометрию антенны вашего сотового телефона. Не стоит навешивать на нее доморощенные усилители. Пользуйтесь только фирменными усилителями для ваших антенн.

Используйте гарнитуры. Любая гарнитура частично снимает с вас некоторый объем излучения. Главным образом вы снижаете облучение мозга. Самое безопасное место для вашего телефона это внешний карман куртки или сумка. Ношение трубки в кармане джинсов или на ремешке на груди может негативно сказаться на вашем здоровье.
Автолюбители и дачники могут использовать внешнюю антенну. От этого и связь станет лучше и облучение уменьшится. Стоимость таких антенн вполне адекватна.

Если на крыше вашего дома уютно расположилась базовая станция, то оптимизма это вам не должно прибавлять. Интенсивность излучения зависит от количества одновременно обслуживаемых аппаратов в соте. Обычно антенны имеют достаточно строгую диаграмму направленности и не «светят» энергию во все стороны. Ретрансляторы базовых станций работают в непрерывном режиме и излучают в строго определенном направлении. Если вы окажетесь на пути такого луча в самом его начале, то ваш организм получит огромную дозу электромагнитного излучения. Впрочем, операторов заставляют устанавливать свое оборудование так, чтобы подобных инцидентов не происходило.

Сократите до минимума разговоры в местах с плохой связью. Ваш сотовый телефон — существо интеллектуальное. Если связь плохая, то он увеличивает мощность сигнала и наоборот. Поэтому акустическая борьба с помехами ничего хорошего вам не принесет. Ищите место с устойчивым приемом.

Помните, что максимальная мощность излучается сотовым телефоном во время установления связи. Вы наверно, слушали какие помехи способен навести ваш сотовый друг на акустику. Поэтому разговоры по 3 секунды бесплатны только для вашего кошелька, но не для вашего здоровья.

Вместо заключения

Сотовый телефон является устройством, которое несет потенциальную опасность для вашего здоровья. Сейчас проводятся сотни экспериментов с мобильной связью и человеком. Данные получаются косвенными путями. Ведь никто не даст разрешение провести эксперимент над живыми людьми. Медики могут строить только гипотезы. Одним словом, все мы втянуты в огромный эксперимент. Паниковать причины нет. Однако стоит по возможности оградить себя от потенциальных проблем со здоровьем. Ведь тем и отличается человек от всего другого живого мира, что он может изучать и делать выводы.

Измеряем мощность сотового телефона

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.