4. Исследование электромагнитных полей, создаваемых сотовыми (мобильными) системами радиосвязи

Соотношение: . Воздействие было равно .

Таблица 4. Излучение телефонов

Угол поворота	Xiaomi mi 9t pro			Huawei P30			iPhone 11 Pro
Угол поворота	0	90	180	0	90	180	0	90	180
Сила тока, мкА	35	8	31	2	1	1	0	0	0
ППЭ, мкВт/см2	12,25	2,8	10,85	0,7	0,35	0,35	0	0	0
ЭЭ, мкВт·ч/см2	0,034	0,008	0,030	0,002	0,001	0,001	0	0	0
SAR для головы, Вт/кг	1,302			1,23			0,95

Рисунок 8 - Выписка из ГОСТ 12.1.006-84

Согласно рассчитанным значениям, плотность потока энергии (ППЭ) удовлетворяет предельно допустимым значениям из ГОСТ 12.1.006-84, оно не превышает , а энергетическая экспозиция (ЭЭ) также удовлетворяет требованиям, не превышая , в том числе и потому, что воздействие было кратковременным (около 10 секунд).

Причин для разных значений (при поворотах в том числе) у разных моделей телефонов несколько, например, конструкция аппарата, расположение влияющих на излучение частей внутри и расположение его антенны.

При проектировании устройств также стараются повысить показатель удельной скорости поглощения (от английского Specific absorption rate, сокращённо SAR), который показывает сколько энергии может поглотить устройство, этот показатель измеряется в Вт/кг.

Анализ излучения телефонов

Xiaomi mi 9t pro

Версия 1: Телефон плохо принимал связь, поэтому увеличивал излучение.

Версия 2: Корпус выполнен из алюминия и стекла. Телефон излучает в основном передом и практически равносильно сзади, и немного меньше сбоку

Версия 3: Эксперты говорят, смартфоны Xiaomi показывают худшие показатели по защищенности от облучения из-за большего показателя SAR.

Huawei P30

Версия 1: Корпус телефона выполнен из металла и закаленного стекла, что позволяет уменьшить интенсивность излучения. Остальные части телефона выполнены из закаленного стекла, которое является поглотителем.

Версия 2: антенны располагались в верхней и нижней части телефона, что способствует огибанию волн измерительного устройства.

iPhone 11 Pro

Версия 1: На iPhone 11 Pro сзади имеется поверхность для беспроводного заряда, в основе которой лежит свойства электромагнитной индукции, поэтому часть волн может поглощаться этой поверхностью.

Версия 2: Излучение у iPhone 11 Pro исходит не сзади, а по бокам, где располагаются изогнутые железные пластины, разделённые между собой небольшой перегородкой – антенной. Всего 4 перегородки и 4 антенны (они расположены сверху и снизу корпуса вкруговую, поэтому получается такое количество). Из-за такого устройства, на наш взгляд, волны идут сферически вверх и вниз, огибая амперметр, что и даёт нулевое значение на нём. Иными словами, даже при повороте телефона не волны не будут расходиться в стороны. К тому же, антенны изготавливаются из модифицированных полиимидов (PI) — термопластичных полимерных неплавких материалов. Этот материал значительно стабильнее, чем антенны в предыдущих моделях.

Общее

Вне зависимости от наличия чехла, излучение будет разным для каждого телефона. Это задано техническими особенностями, сделанных производителями.

Версия 1. Наличие чехлов на телефоне способствовало уменьшению электромагнитного излучения.

Версия 2. Амперметр стоял не по направлению вышки сотовой связи, а по направлению вызываемого телефона.

Вывод

Как полагают учёные, ткани, находящиеся ближе всего к корпусу телефона, поглощают больше энергии, чем те, которые располагаются дальше, и есть способы, которые помогут свести к минимуму вредное воздействие:

• Сократить количество времени, которое проводится за общением по телефону.

• Использование динамиков телефона или гарнитуры - таким образом можно держать телефон на удалении от головы.

• Располагаться, по возможности, как можно ближе к мачте сотовой связи: мобильные телефоны настраиваются таким образом, чтобы по минимуму затрачивать энергию для получения хорошего сигнала. Чем дальше местонахождение от мачты (или внутри здания или места, где плохой прием), тем больше энергии потребуется телефону для получения хорошего сигнала.

• Выбирать аппараты с низким показателем SAR. На примере исследованных телефонов можно увидеть, что iPhone оказался наиболее безопасным.

• Носить чехол для телефона, т.к. он поглощает часть излучения.

Излучение от телефонов также может зависеть от оператора мобильной связи. Больших различий нет, но из-за работы мобильных операторов на различных частотах излучение может варьироваться.

Вывод

В ходе лабораторной работы была получена зависимость уровня облучения от расстояния до источника: в промежуточной зоне наблюдается сложный характер зависимости из-за наложения когерентных волн. В волновой зоне характер изменения близок к линейному закону. Различие между теоретической и практической ППЭ обусловлено допущением, что для теоретического расчёта коэффициенты F и Gп = Gпр приняты за 1 и 55 соответственно. Полученная диаграмма направленности позволяет заметить, что уровень облучения сильно зависит от угла направленности излучателя.

Существует два основных способа защиты от свч излучения. Первый - это отражение. Отражение работает на принципе электромагнитной индукции. В металлической сетке (с учетом размера отверстий) появляется индуктивный ток, создающий электромагнитную волну в противофазе исходной, погашая первоначальную волну. Это принцип работы клетки Фарадея. Правильно подобрав размеры отверстий сетки (отверстия должны быть меньше длины волны) можно полностью защититься от излучения. Второй - это поглощение, работающее по тому же принципу, что и в случае звуковой волны. Часть энергии переходит в тепловую, за счет чего уменьшается интенсивность излучения (требуется вязкая среда). В качестве поглотителя можно применить воду, ткань, резину.

Также было исследовано СВЧ-излучение для тех устройств, которые мы используем и в повседневной жизни – для телефонов. По проведённым экспериментам максимальным значением ППЭ было (что меньше нормативных значений), а ЭЭ было при воздействии 10 секунд (что также меньше нормативных значений). В ходе анализа мы убедились в том, что производители обеспечивают приемлемый уровень защиты от излучения для телефонов. Например, в ходе эксперимента ППЭ при разном положении iPhone было равно 0, что говорит о хорошей защите от излучения и продуманной его конструкции. Таким образом, необходимо соблюдать стандартные меры защиты: надевать чехол на телефон для уменьшения излучения, использовать специальную гарнитуру, не держать телефон у головы большую часть дня, а также обращать внимание на конструкцию телефонов, используемые для изготовления материалы.

Рукописи