Экологически безопасный радиотелефон

 

Используется в области современной мобильной радиосвязи. Экологически безопасные условия пользования мобильной радиосвязью создают увеличением расстояния от антенны абонентского терминала до наиболее чувствительной к воздействию электромагнитных излучений задней нижней части головы человека в 10 раз по сравнению с общепринятым расположением антенны. При прочих равных условиях воздействующая мощность электромагнитного излучения на указанную область головы уменьшается более чем в 100 раз. Приемопередающая антенна расположена под микрофоном абонентского терминала в торце его корпуса. Кроме того, антенна может быть снабжена шарнирным соединением с корпусом для изменения ее пространственного положения на 180° или жестко закреплена на откидывающейся микрофонной части. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области современной мобильной радиосвязи и может быть использовано при создании абонентских терминалов (АТ) таких систем.

Известно [1, 2, 3], что АТ мобильных систем радиосвязи, выпускаемые всеми известными в мире компаниями, имеют приемопередающую антенну, расположенную в торце верхней части корпуса терминала над его слуховой частью. При пользовании АТ его антенна оказывается расположенной у нижней заушной части головы на расстоянии 1...3 см.

Также известно, что уровень мощности передатчика АТ электромагнитных излучений (ЭМИ) при связи с базовой станцией (БС) устанавливается автоматически в зависимости от расстояния АТ-БС в диапазоне от 10·10^-3 Вт (при малом расстоянии АТ-БС) до 2,0 Вт [2].

Из разделов общей физики известно, что напряженность поля ЭМИ в данной точке пространства зависит от мощности излучателя обратно пропорционально квадрату расстояния до источника.

Мощность ЭМИ на частоте телефонной радиосвязи в 1 Вт на расстоянии в 1.. .3 см от источника создает напряженность поля равноценно воздействию источника ЭМИ с мощностью 0,33...10,0 кВт на расстоянии в 1 м. Авторы уверены, что персоналу, обслуживающему такой радиопередатчик, инструкциями запрещается приближение к работающему передатчику на расстояние в 1 м.

Но именно такие условия возникают у пользователей АТ при мобильной радиосвязи.

Опасность облучения сверхвысокочастотным (СВЧ) ЭМИ живых организмов в больших дозах известна [4, 5]. Однако облучение даже "маломощным" СВЧ ЭМИ мозга человека может оказывать непредсказуемые трагические последствия.

Как показано в работе [5], наиболее незащищенной и чувствительной к СВЧ ЭМИ частью головы человека является нижняя заушная часть мозга и верхняя часть шеи. На фиг.1 приведена из работы [5] расчетная частотная зависимость удельной поглощаемой мощности ЭМИ головой человека. Видно, что область максимального поглощения ЭМИ модельными сферами с характеристиками мозговой ткани человека расположена в частотном диапазоне 0,5...5,0 ГГц (частота мобильной радиосвязи), причем эти участки расположены внутри таких сфер. Для более низких и высоких частот поглощающими являются поверхности сферы.

Также следует отметить, что удельное поглощение ЭМИ в нижней части головы и в верхней части шеи человека в три раза больше, чем поглощение для всей головы, и в 10 раз больше поглощения всего тела.

К сожалению, прямые исследования воздействия СВЧ ЭМИ на мозг человека невозможны, однако в средствах массовой информации все чаще появляются сообщения о негативных последствиях частых пользователей услугами мобильной радиосвязи. Так, на прошедшем 18...24.06.97г. в г. Болонья (Италия) Международном конгрессе по проблеме "Гипертермия, магнитные и биомагнитные излучатели" были сделаны сообщения о вреде длительного пользования мобильной радиосвязью, в частности, для детей до 12 лет, выраженном в нарушении роста и дистрофии отдельных районов позвоночника и связанных с ЭМИ воздействием на эпифиз и гипофиз головного мозга.

Биофизические исследования, выполненные по программе доктора Месмера А. Г. на группе свис-мышей в 1996...1997 гг. в научном Радиологическом медицинском центре РАМH г. Обнинск, публикуются в настоящей заявке впервые (материалы готовятся к печати) в виде следующих заключений: СВЧ ЭМИ с частотой 2,45 ГГц при воздействии термогенной мощностью 60 мВт/см² в течение 22 минут приводит к гибели 50% мышей, исследование группы мышей на уретановый канцерогекез в легких при введении уретана (ракового канцерогена) и без уретана в условиях СВЧ облучения головы мышей на частоте мобильной радиосвязи с разными уровнями мощности ЭМИ (в условиях близких к воздействию ЭМИ антенной АТ на головной мозг человека) дали следующие результаты (см. табл. 1 в конце описания).

Можно сделать следующее предварительное заключение по приведенным данным: бытующее мнение о безопасности СВЧ ЭМИ для пользователей АТ мобильной радиосвязью следует считать ошибочным и игнорировать такое воздействие опасно для человека, пользование АТ мобильной радиосвязи онкологическим больным следует признать недопустимым, уровень мощности СВЧ ЭМИ на частоте мобильной радиосвязи не более 10 мВт/см² можно признать практически безопасным.

С учетом диаграммы направленности излучения штыревых антенн и ограниченной по площади опасной зоны головы целесообразно использовать уровень воздействующей мощности как безопасный не более 10 мВт.

Целью группы изобретений является создание для пользователей АТ мобильной радиосвязи условий безопасности от СВЧ ЭМИ.

Поставленная задача решается тем, что у АТ мобильной радиосвязи, содержащей приемопередающую антенну для связи с ВС, механически жестко закрепленную с корпусом терминала согласно изобретению упомянутую антенну располагают под микрофоном АТ в торце его корпуса.

Предлагаемое расположение антенны АТ увеличивает расстояние антенна - опасная зона головы человека в 6... 10 раз. При прочих равных условиях и с учетом "экранирующего" действия костной лицевой части головы мощность излучения у опасной зоны головы уменьшается в 100 и более раз.

Одним из вариантов реализации предусмотрено крепление упомянутой антенны АТ через шарнирное соединение. Такое соединение антенны с корпусом терминала обеспечивает конструктивную компактность при хранении - антенна располагается вдоль корпуса, терминала, а при радиосвязи антенну откидывают до 180^o.

Еще одним из вариантов реализации предусматривается согласно изобретению жесткое расположение упомянутой антенны в откидывающейся микрофонной части абонентского терминала.

Изобретение поясняется фигурами, на которых: фиг. 1 содержит расчетную частотную зависимость максимальных значений поглощающей мощности СВЧ ЭМИ для сферы с характеристиками мозговой ткани человека, находящейся в поле плоской волны с исходной мощностью P₀ = 1 мВт/см².

Область I соответствует поглощаемой мощности P_п, которая расположена внутри сферы; область II расположена на поверхности сферы.

Фиг. 2 представляет условное расположение головы и антенны АТ при пользовании мобильной радиосвязью. 1 - область с максимальным поглощением ЭМИ (область I на фигуре 1), 2 -корпус АТ при радиосвязи, 3 - общепринятое положение антенны АТ, 4 - предлагаемое положение антенны АТ.

Фиг.3 представляет фрагмент шарнирного крепления антенны АТ в нижнем торце корпуса терминала под его микрофоном. 5 -шарнир, 6 - положение антенны в рабочем положении, 7 - положение антенны в сложенном состоянии.

Фиг. 4 представляет фрагмент жесткого крепления антенны АТ на откидывающейся микрофонной части терминала.

На фиг.2 показана наиболее чувствительная к СВЧ ЭМИ зона головы человека 1 при пользовании АТ 2 и положение приемопередающей антенны при ее общепринятом положении 3 и в предлагаемом варианте ее расположения. Как уже сообщалось при раскрытии изобретения, предложенное положение антенны уменьшает воздействующую излучающую мощность у опасной зоны головы не менее чем в 100 раз. Таким образом, даже при максимальной мощности излучения, например в 1 Вт, уровень воздействующей мощности на опасную зону головы составляет не более 10 мВт. Такой уровень воздействующей мощности условно принято считать безопасным для человека.

Перенос приемопередающей антенны АТ на противоположную часть корпуса терминала (по отношению к общепринятому) приведет к очевидным конструкторским доработкам корпуса и непринципиальным изменениям внутреннего монтажа и потому в настоящей заявке не детализируются. Важным является сохранение всей элементной базы АТ, их функциональных связей.

Крепление антенны АТ с корпусом в виде шарнирного соединения 5 показано на фиг.3. Шарнирное соединение обеспечивает возможность 6 раскрывать антенну при радиосвязи на угол 180^o от исходного положения 7. Исходное положение антенны - расположение вдоль корпуса терминала, обеспечивает его конструктивную компактность в нерабочем состоянии. На фиг.3 а) и б)- возможные положения антенны на АТ.

Жесткое крепление антенны АТ в откидывающейся микрофонной части терминала показано на фиг.4. В нерабочем положении также сохраняется компактность конструкции АТ (положение 7).

Экологически безопасный для человека АТ мобильной радиосвязи найдет широкое потребление у всех пользователей такой связью. Производство безопасных АТ может осуществляться на действующих предприятиях, специализирующихся на выпуске современных АТ.

Использованная литература 1. Рекламные публикации фирм-изготовителей АТ для мобильной радиосвязи за 1996-1997 г.г. - "Panasonic", "Siemens", "Билайн" и др.

2. Громаков Ю. А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи: Технологии электронных коммуникаций - том 67, М.: 1992 -240с.

3. Доровских А. В. , Сикарев А.А. Сети связи с подвижными объектами. - Киев: Техника, 1989 - 158 с.

4. Биофизика: Учебное пособие / В.Ф.Антонов, А.М.Черныш, В.Н.Пасочных и др. -М.: Арктос-Вика.-Пресс, 1994 - 240 с.

5. Кузнецов А. H. Боифизика электромагнитных воздействий (Основы дозиметрии). -М.: Энергоатомиздат, 1994.- 256 с.

Формула изобретения

1. Абонентский терминал мобильной радиосвязи, содержащий приемопередающую антенну для связи с базовой станцией, механически закрепленную в его торце под микрофонной частью, отличающийся тем, что антенна соединена шарнирным соединением с корпусом терминала для изменения ее пространственного положения на 180^o так, чтобы воздействующая мощность на опасную зону головы не превышала безопасного уровня в 10 мВт.

2. Абонентский терминал по п.1, отличающийся тем, что приемопередающая антенна закреплена на откидывающейся микрофонной части корпуса терминала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5