Методы определения уровня свч излучения мобильных средств связи и способы компенсации его влияния на человека

,

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ СРЕДСТВ СВЯЗИ И СПОСОБЫ КОМПЕНСАЦИИ ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ЧЕЛОВЕКА

Мониторинг влияния уровня сверхвысокочастотного излучения в сотовых телефонах и ноутбуках на организм человека в настоящее время основывается, как правило, на методах спектрального анализа. Основная особенность, которую необходимо учитывать при выявлении и определении уровня сверхвысокочастотного излучения в заданном диапазоне частот, заключается в том, что прием сигналов всегда ведется в «эховых» условиях, обусловленных наличием окружающих предметов со случайным характером отражений радиоволн. Да и само тело человека-оператора зачастую самым случайным образом ориентировано относительно сотового телефона или ноутбука. Оценивание такого влияния проводится в присутствии шума, спектральная плотность которого может быть неравномерной. Кроме того, мощность, несущая частота и вид модуляции принимаемых сигналов заранее, как правило, не известны, при  этом возможно присутствие узкополосных помех, обусловленных работой постоянно действующих радиопередающих средств, излучающих высокочастотные сигналы в частотном диапазоне работы сотовых телефонов.

Задача оценивания влияния излучения сотовых телефонов и ноутбуков связана с установлением факта его функционирования, определением занимаемой полосы частот и угловым распределения излучения в окружающем пространстве в ближней реактивной зоне и ближней излучательной зоне (зоне Френеля). Оценивание осуществляется в заданных, или случайных «эховых» условиях компактных помещений (полигонов) или открытых пространств на пересеченной местности, характер которой заранее не определен. Также заранее не определено климатическое районирование (степь, пустыня, тропики, полярные широты и т. п.) и неизвестны погодные условия местонахождения пользователя сотовых телефонов и ноутбуков. Для практической реализации отмеченной выше задачи необходимы измерительные системы, обеспечивающее наиболее полное использование информации об интенсивности углового распределения излучения в обеих ближних реактивной и излучательной зоне Френеля. Следует отметить, что существующие в настоящее время измерительные системы ориентированы, как правило, на измерение интенсивности излучения только в дальней зоне Фраунгофера, т. е. достаточно далеко от человека-оператора.

Предназначенные для таких измерительных систем антенны не способны адекватно измерять квази-стационарное поле ближней реактивной зоны или излучательной зоны Френеля. Существующие методики оценивания до сих пор основываются на классической теории приема сигналов в дальней зоне Фраунгофера на фоне аддитивного гауссовского шума без учета априорной неопределенности характеристик «эховых» условий окружающей обстановки. Преодоление априорной неопределенности «эховых» условий достигается в основном за счет проведения дополнительных измерений в различных погодных условиях и климатических зонах, что требует выделения дополнительных материальных и временных ресурсов. В то же время для рассматриваемой задачи характерно наличие мешающих отражений от подстилающей поверхности и местных предметов. Это приводит к появлению дополнительных «сигналоподобных» направлений прихода радиоволн, помех и селективных замираний, порождаемых работой индустриального оборудования, радиолокационных и радионавигационных систем, других систем мобильной связи, работающих в том же  или близком диапазоне частот. Таким образом, характер излучения становится априорно неопределенными, а наличие «сигналоподобных» направлений делает неэффективными используемые в настоящее время методики оценивания уровня электромагнитного поля, основанные на принципах селективного приема в дальней зоне Фраунгофера. Следовательно, известные методики не обеспечивают удовлетворение возрастающих требований к  адекватности измерений ближнего реактивного поля во всем диапазоне углов по азимуту и углу места. При работе в условиях быстрого перемещения подвижных объектов, совершении  ими сложных маневров и при наличии тяжелых погодных условий, не говоря уже о кризисных ситуациях, проблема еще более усугубляется.

Для применяемых в настоящее время антенн антенны сотовых телефонов и ноутбуков получены лишь приближенные характеристики излучения в ближней реактивной и излучательной зоне Френеля, поскольку описывающие их алгоритмы грубо учитывают реактивные параметры излучающих элементов спиральных и микрополосковых антенн, антенн с укорачивающими индуктивностями, штампованных и изогнутых антенн из тонколистовых проводящих материалов. Для оценивания ближне-полевой интенсивности излучения антенн сотовых телефонов и ноутбуков следует использовать алгоритмы расчета ближних реактивных полей, которые учитывают неравномерное распределение тока в поперечном сечении проводников антенны, краевые и торцевые эффекты, неоднородность электромагнитного поля и ряд других малоисследованных эффектов.  Анализ данной проблемы показал, что известные методы проектирования антенн, основанные на формировании диаграммы направленности в дальней зоне Фраунгофера, не позволяют обеспечить необходимую точность расчета ближнее-реактивных полей и широкополосные свойства. Поэтому актуальной задачей является создание теоретических основ построения антенн сотовых телефонов и ноутбуков по критериям не только дальней зоны Фраунгофера, но и минимально-допустимой интенсивности излучения в ближней реактивной и излучательной зоне Френеля.  Актуальной является также разработка методов проектирования антенн для мобильных средств связи с совместным обеспечением требований к диаграмме направленности как в дальней зоне, так ближней зоне излучения. 

В ближайшей перспективе будут  разработаны новые методики проектирования антенн с одновременным обеспечением требований к интенсивности их излучения в дальней зоне Фраунгофера и ближней зоне Френеля во всем диапазоне изменения углов по азимуту и месту положения. Будут отработаны процедуры мониторинга влияния излучения сотовых телефонов и ноутбуков на организм человека-оператора, а также разработаны принципы построения и методики проектирования элементной базы измерительных систем, предназначенных для оценки влияния уровня выходного сигнала сотового телефона и ноутбука. Все это позволит выйти на реальное обеспечение все возрастающих требований к уровню нежелательного облучения человека-оператора в диапазонах частот сотовой связи и беспроводного доступа в Интернет. В настоящее время за рубежом и в республике Казахстан ведутся интенсивные исследования по созданию высокоточного измерительного оборудования для контроля интенсивности облучения и мониторинга его влияния, соответствующего всё возрастающим требованиям медико-санитарных норм. 

За последние 20 лет мобильные телефоны плотно вошли в нашу жизнь. Где бы ни был человек, он просто обязан оставаться на связи 24 часа в сутки, если не хочет пропустить важные события в своей жизни. Вот только о влиянии телефона на здоровье человека мало кто задумывается. А ведь согласно статистике, проведенной операторами сотовой связи, можно проследить следующее:

около 70% пользователей разговаривают по телефону более 30 минут в день; 30% людей имеют по 2 сотовых аппарата и регулярно их используют; 40% наших сограждан на ночь кладут телефон на расстояние менее 0,7 метра от головы, а ведь даже не звонящий аппарат постоянно связывается с базовой станцией; только 20% пользователей знают, что влияние мобильного телефона на человека может быть чрезвычайно вредным.

Каждому из нас кажется, что в его кармане или сумочке лежит всего лишь безобидный телефон, однако с тем же успехом мы могли бы проводить большую часть времени в тесном контакте с небольшой СВЧ - печью. Весь ужас в том, что вред мобильного телефона наносится не только, когда по нему разговаривают, но и когда он просто лежит включенным. В неактивном режиме телефон раз в несколько секунд связывается с базовой станцией, передавая ей небольшое количество информации и, следовательно, просто ношение мобильного телефона не вреднее разговоров по нему. Наиболее вредным для организма человека, с точки зрения биологии, является высокочастотное излучение сантиметрового диапазона (СВЧ), дающее электромагнитные излучения наибольшей интенсивности. Мобильная связь находится в самом начале этого диапазона. Источником электромагнитного излучения в мобильном телефоне является его антенна. Другие его составляющие (сам передатчик, приемник, синтезатор частоты и т. д.) маломощны и не принимаются во внимание. СВЧ излучение непосредственно нагревает организм, ток крови уменьшает нагревание (это относится к органам, богатым кровеносными сосудами). Но есть органы, например хрусталик, не содержащие кровеносных сосудов. Поэтому волны СВЧ, т. е. значительное тепловое воздействие, приводят к помутнению хрусталика и его разрушению. Нужно также отметить тепловое воздействие мобильных телефонов на живые ткани головного мозга человека. При разговоре по мобильному телефону мозг человека подвергается "локальному" перегреву. Это может привести к раку головного мозга. Сегодня среди ученых практически нет споров по вопросу о том, влияет или не влияет мобильный телефон на здоровье человека. Уже накоплен большой опыт, который позволяет однозначно сделать вывод, что электромагнитное поле мобильного телефона оказывает влияние на физическое состояние человека, находящегося в непосредственном с ним контакте. Эти изменения необратимы. С учетом вышесказанного возникает необходимость в разработке устройства защиты от электромагнитных волн СВЧ диапазона, возникающих при эксплуатации сотовых телефонов и обеспечивающих энергоинформационную защиту человеческого организма. Это позволит решить проблемы, заключающиеся в предотвращении раковых и онкологических заболеваний, усталости и вялости населения, а также в надежности защиты от различного рода излучений и обеспечении экономики страны здоровыми трудовыми ресурсами.

Основная цель данной работы заключается в разработке принципов работы и создании уникального фильтра, способного предотвращать распространение аномальных СВЧ волн сотовых аппаратов. Разработка эфективных методов защиты в конечном итоге реализуется в оптимальные пути решения проблемы профилактики заболеваний вызваных этим явлением и обеспечит здоровье народов Казахстана и последующих поколений. Перспектива научных направлений в данном секторе экономики РК на сегодняшний день зависит от реального применения результатов научных исследований и апробация на практике. В этой связи следует заметить, что одним из актуальных направлений является применение современной технологии для поддержания здоровья всего населения страны.

Сегодня уровень безопасности сотового телефона принято оценивать в SAR (Specific Absorption Rates) - уровню излучения (эмиссии) в ваттах излучаемой энергии на кг мозга (Вт/кг). Система SAR представлена доктором Н. Кустером из Федерального Института Технологий в Цюрихе, Швейцария. SAR - это удельная поглощенная мощность, выраженная на единицу массы тела. SAR может отражать как среднее значение поглощенной мощности всем телом или его частью, так и за определенный промежуток времени или за 1 импульс.

Чем значение SAR меньше, тем безопаснее сотовый телефон. Каждый телефон тестировался в 16 различных позициях с расположением телефона на левой и правой стороне от головы человека в четырех различных позициях. Испытания были как с выдвинутой, так и задвинутой антенной.

Результаты ряда научных экспериментов с различными моделями сотовых телефонов позволили сделать выводы о различной степени их опасности для здоровья пользователя. В таблице 1 представлен перечень исследованных моделей различных производителей сотовых телефонов и типы антенн. В качестве измерителя уровня электромагнитного излучения использовался прибор марки EMR-300 с рабочим диапазоном частот от 3 кГц до 60 ГГц. Оценка показателей уровня электромагнитного излучения выполнена по системе SAR (Вт/кг) при 0,25 Вт выходной мощности на 10 г веса. Система SAR представлена доктором Н. Кустером из Федерального Института Технологий в Цюрихе, Швейцария. Измеренный максимум SAR отражает ситуацию для 90% пользователей, включая детей, с точностью ± 25%. Все тестируемые телефоны были цифрового стандарта GSM-900 с выходной мощностью 0,25 Вт. Значение SAR, представлено на рисунке 1 в виде диаграммы.

Таблица 1 – Перечень исследованных моделей сотовых телефонов

№	Производитель	Модель	Тип антенны	№	Производитель	Модель	Тип антенны
1	Hagenuk	Global Handy	B	9	Panasonic	EB G500	D
2	Motorola	StarTac	D	10	Sharp	TQ G700	D
3	Sony	CM-DX1000	D	11	Philips	Genie	D
4	Nokia	8110i	H	12	Nokia	1611	H
5	Motorola	d160	D	13	Philips	Diga	H
6	Sony	CMD-Z1	D	14	Ascom	Axento	D
7	Ericsson	GF788	H	15	Bosch	M-COM 906	D
8	Ericsson	GHF688	H	16	Ascom	Elisto	H

Примечание. Тип антенны: B - встроенная, D - диполь, Н – спиральная.

В рамках проведенного исследования разработано устройство «Протектор 2012»,  предназначенное для нейтрализации и защиты организма человека от электромагнитного излучения сотовых телефонов. Устройство выполнено в виде пластинки, прикрепленной к мобильному телефону. Установка пластинки материала «Протектор 2012» на телефоне позволяет локализивать более 50 % неблагоприятного влияния электромагнитных полей. Устройство работает как пассивный ретранслятор и не требует источника питания и снижает не менее, чем в 2 раза, неблагоприятное воздействие электромагнитных излучений радиочастотного диапазона на организм человека и, главным образом, на мозг.

1 - Global Handy; 2 – StarTac; 3 - CM-DX1000; 4 -8110; 5 - d160; 6 - CMD-Z1; 7 -  GF788; 8 - GHF688; 9 - EB G500; 10 - TQ G700; 11 – Genie; 12 – 1611; 13 – Diga; 14 – Axento; 15 -  M-COM 906; 16 – Elisto.

Рисунок 1 - Уровень излучения по системе SAR (Вт/кг) при 0,25 Вт выходной мощности на 10 г веса

Эффект от использования «Протектор 2012» заключается во  взаимодействии излучения активного протектора и излучения мобильного телефона, приводящего к практическому устранению физической причины биопатогенности исходного излучения - устраняется чрезмерное энергетическое воздействие на организм человека, его мозг и на внутренние межклеточные взаимодействия от аномальных излучений.  В нормальных энергетических условиях протектор находится в слабо активном состоянии под воздействием естественных полей Земли и окружающих объектов и на человека практически не влияет. При включении мобильного телефона протектор автоматически переходит в активное состояние (возбуждается) - при этом резонансно индуцируется стабильное сверхслабое поле тонких физических излучений, проявляющееся в очень широком диапазоне частот (от долей Гц до сотен ГГц), и которое является противодействующим для биологического воздействия тонкой физической составляющей внешней энергетической аномалии.

В заключении отметим, что практическое применение результатов данного научного исследования и разработанных инновационных технологий будет способствовать укреплению и сохранению здоровья всего населения  Республики Казахстан. В дальнейшем развитии данной технологии решающую роль играют результаты теоретических и экспериментальных исследований,  подтвержденные практической апробацией. Одним из перспективных способов компенсации влияния сверхвысокочастотного излучения является создание и разработка уникального фильтра, способного предотвращать распространение аномальных волн сотовых аппаратов. Реальное использование результатов, полученных в данном исследовании, позволит  эффективно решить проблему профилактики здоровья нации Казахстана и сформировать здоровое поколение.

Литература

, , Медведев А, Ж. Гибкие волокнистые экраны для СВЧ радиоволн. Радиопромышленность, Москва, № 1, 2012 г., с. 83 – 90. , Печатная кругополяризованная антенна диапазона 2,4-2,7 ГГц. Радиопромышленность, Москва, № 1, 2012 г., с. 20 – 27.