УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОТЕЛЕФОНА Российский патент 2003 года по МПК H01Q1/24 

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройствам для защиты человека от электромагнитных излучений в широком диапазоне радиочастот, воздействие которых существенно влияет на здоровье и самочувствие каждого человека.

Вредное действие электромагнитных излучений на организм человека и животных известно уже давно, однако, известные способы защиты от воздействий путем использования экранов, выносных антенн, экранированных камер, перегородок или специальной одежды из металлизированной ткани могут быть использованы только при работе в стационарных условиях, или в автомашинах, что является неприемлемым для человека, пользующегося носимыми радиотелефонами в постоянно меняющейся окружающей среде [1].

Некоторые зарубежные фирмы [2] выпускают средства защиты от электромагнитных излучений, например, японские фирмы Mind Fitness Co., Ltd и Health & Smile Co. , Ltd., в виде запрессованных в металлические оболочки керамических таблеток, диаметром 6 мм и 8 мм. Однако измерения показали, что при наклеивании их на радиотелефоны, сами радиотелефоны и электромагнитные колебания от них не изменяют своих характеристик и, следовательно, не уменьшают интенсивности облучения человека.

Известно устройство [3] для защиты пользователя от электромагнитного излучения радиотелефона, в котором осуществлена экранизация пользователя от излучения антенны при помощи диска (см. патент US N 5550552 А от 04.10.93 г. ).

Но это известное устройство из-за своей громоздкости не обеспечивает должных удобств клиенту при пользовании переносным радиотелефоном.

Известно [4], что при работе электрических и электронных устройств возникают различные комбинации энергетических воздействий, наносящих ощутимый вред здоровью человека. Электромагнитное загрязнение окружающей среды [5], возникшее и нарастающее как результат технического прогресса, проявляется в виде дополнительных и негативных энергоинформационных обменных процессов в клетке и крови, приводящих к снижению иммунитета живых организмов и непредсказуемым результатам: его разрушительное действие проявляется в виде болезней и недомоганий самой разной этиологии [6].

Известно [6], что ДНК и ферменты человека очень чувствительны к действию электромагнитного поля, особенно высокочастотного диапазона, образующие организм ассоциации клеток, объединенных для выполнения строго заданных функций, "общаются между собой на электрическом языке" и представляют сложную систему тел, окруженную жидкостью-электролитом, следовательно, любое изменение состояния электромагнитной составляющей в окружающей клетку среде оказывает на нее влияние.

Известно, что современный переносной радиотелефон работает на частотах 900-2200 МГц, и состоит из приемника, телефонного устройства и передатчика [7] с мощностью излучения в антенне около 0,1 Вт.

По американским данным [8] , около 55% этой мощности при приближении радиотелефона к уху человека, проникает сквозь "черепную коробку", и поражает поверхностные слои его мозга на глубину до 1,5 дюймов (примерно 37,5 мм).

Известны [9] аппликационные генераторы формы, применяемые как защитные устройства от энергетических воздействий, но они часто неприемлемы по габаритным критериям, и их применение без доработок может привести к потере качественных характеристик радиотелефона.

Известно [10] , что органы человека имеют повышенную чувствительность к слабым электрическим сигналам в области нескольких полос частот, и эти сигналы гораздо ниже тех уровней, которые были ранее установлены для технических устройств, поэтому эпидемиологические службы не имеют средств для их оценки и этот фактор, как опасное явление для здоровья человека, не оценивают. Между тем Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) считает электромагнитное загрязнение среды обитания одной из главных угроз для здоровья человечества.

Воздействие таких сигналов, несмотря на их малый уровень, оказывает самое негативное влияние на состояние организма. Эти частоты, часто называемые биорезонансными, лежат как в низкочастотном диапазоне (5-35) Гц для отдельных функциональных органов человека, так и в высокочастотном (50-70) ГГц диапазоне электромагнитной шкалы для большинства элементов тела, крови и составляющих ее элементов.

Наибольшую опасность для человеческого организма представляет высокочастотный диапазон, так как в этом диапазоне даже один квант энергии способен нанести большие повреждения клетке [10].

Известно "Устройство защиты от энергетических воздействий радиотелефона" [11] , состоящее из диэлектрической подложки и аппликаторов в виде плоских геометрических фигур, размещенных на одной из сторон подложки, корпуса и постоянного магнита, выполненного в виде круга, N полюсом, установленного на другой стороне подложки, аппликаторы выполнены в виде звезд из магнитного и немагнитного материала, расположенных одна над другой, при этом звезды изолированы друг от друга, центры их совпадают, а размеры - по мере удаления от подложки уменьшаются с постоянным шагом.

Указанное устройство эффективно снижает энергетические воздействия на пользователя, но не изменяет диаграмму направленности электромагнитного излучения радиотелефона, которая частично направлена при пользовании телефоном в сторону головы человека, кроме того, устройство достаточно громоздко, требует постоянного источника питания для подмагничивания и выполнено в виде усеченного конуса, что не совсем удобно при размещении его на корпусе радиотелефона.

Известен "Радиотелефон с защитой пользователя от электромагнитного излучения" [12], это стандартный радиотелефон с вновь введенным директорным пассивным вибратором в виде металлизированной диэлектрической полосы, расположенной на задней стенке корпуса.

Введение директорного пассивного вибратора позволило изменить общую направленность электромагнитного излучения. При этом происходит перераспределение излучаемой энергии, и часть ее, вместо потерь на поглощение телом человека, направлена на полезное излучение в других направлениях, не ухудшая диаграммы направленности антенны в дальней зоне, что эквивалентно повышению коэффициента направленности излучения (КНИ) антенны и дополнительного увеличения дальности радиосвязи. Таким образом, пассивный директорный вибратор осуществляет частичную защиту пользователя, снижая уровень электромагнитного воздействия на человека в диапазоне своих рабочих частот.

Основной недостаток данного устройства проявляется в том, что введенный пассивный директорный вибратор, работает в диапазоне 900 и 1800 МГц, но более высокие составляющие его сигналов, тем более усиленные за счет введенного вибратора, попадают в наиболее опасный для человека частотный диапазон 50-70 ГГц, и именно эти сигналы наиболее существенно влияют на здоровье человека.

Предложенное изобретение направлено на решение следующей задачи: необходимо при сохранении КНИ и дальности действия радиотелефона снизить негативное влияние излучения на человека в диапазоне сверх высоких частот.

Указанная задача решается тем, что устройство защиты от электромагнитного излучения радиотелефона, содержащее директорный пассивный вибратор в виде металлизированной полосы, в него дополнительно введена диэлектрическая подложка с аппликаторами, на одной стороне которой установлены три аппликатора, выполненные из электропроводящего материала в форме непересекающихся спиралей Архимеда, исходящих из одного центра и размещенных в непосредственной близости друг от друга, а на другой стороне изолированно друг от друга установлены три пары аппликаторов в форме многолучевых звезд, каждая из которых выполнена многослойной из чередующихся слоев магнитного и диамагнитного электропроводящих материалов, подложка и вибратор установлены изолированно друг от друга один над другим в едином блоке, выполненном с возможностью размещения на задней стенке корпуса радиотелефона, кроме того, аппликаторы в форме звезд выполнены с числом лучей 4<n<8 и состоят из не менее чем двух слоев, при этом концы лучей звезд образуют концентраторы, максимально примыкают друг к другу, но не соприкасаются.

На фиг.1 представлен вид директорного пассивного вибратора 1 и размещение введенной подложки 2 вместе с аппликаторами в виде отдельного съемного блока 3 из пластмассы, который устанавливается сзади корпуса радиотелефона. На фиг.2 представлен вид радиотелефона с введенными дополнениями.

Заявленное устройство состоит из директорного пассивного вибратора 1, который вместе с подложкой 2, с расположенными на ней аппликаторами, образует сменный блок 3. Сменный блок 3 размещается на задней стенке корпуса радиотелефона. На диэлектрической подложке 2, на ее первой стороне размещены три аппликатора, выполненные из электропроводящего материала в форме непересекающихся спиралей Архимеда 4, исходящих из одного центра и размещенных в непосредственной близости друг от друга, а на второй стороне той же подложки 2 изолированно друг от друга установлены три пары аппликаторов в форме многолучевых звезд 5, каждая из которых выполнена многослойной из чередующихся слоев магнитного и диамагнитного электропроводящих материалов. Подложка 2 и вибратор 1 установлены изолированно друг от друга один над другим в едином блоке 3, выполненном с возможностью закрепления на задней стенке корпуса радиотелефона, кроме того, аппликаторы в форме звезд выполнены с числом лучей 4<n<8 и состоят из не менее чем двух слоев, при этом концы лучей звезд образуют концентраторы, максимально примыкают друг к другу, но не соприкасаются.

Устройство работает следующим образом.

Радиотелефон в режиме передачи создает в ближней зоне определенную поляризацию пространства, из которой формируется полезный модулированный информацией электрический сигнал с частотой от 900 до 2,2 ГГц. Спектр излучения его содержит в своем составе множество высших гармонических составляющих, которые, попадая в частотный диапазон 50-70 ГГц, приводят к ощутимому воздействию на организм человека.

Директорный пассивный вибратор 1, выполненный в виде металлизированной фольгой диэлектрической полосы с геометрическими размерами менее 0,7 размеров антенны и расположенный позади лицевой стороны переносного телефона. За счет присутствия директорного пассивного вибратора изменяется диаграмма направленности сигнала самого телефона. Перераспределение диаграммы направленности излучения таково, что уменьшается уровень излучения в направлении головы человека, пользующегося телефоном.

На первой стороне подложки 2 помещены три аппликатора 4, выполненных из электропроводящего материала в форме непересекающихся спиралей Архимеда, исходящих из одного центра и размещенных в непосредственной близости друг от друга и образующих СВЧ-фильтр из трех индуктивно связанных контуров. Роль индуктивности выполняют спирали Архимеда, а емкостями являются собственные емкости спиралей и конструкции устройства. Введение СВЧ-фильтра изменяет спектр рассеянного излучения и уменьшает содержание высших гармонических составляющих в спектре сигнала, чем частично еще больше снижает влияние излучения радиотелефона на живой организм.

Так как любой электромагнитный сигнал содержит в своем составе помимо основной частоты, высшие гармоники, которые, как известно, не несут полезной информации, но снижают КПД устройств, создают "паразитные" помехи, поэтому эти составляющие получили название - "электромагнитный смог", "паразитное излучение", "электромагнитное загрязнение". Особенность "электромагнитного смога" проявляется в том, что он определенным образом поляризует прилежащее пространство и за счет этого нарушает энергоинформационный обмен в клетке.

Для изменения вектора поляризации прилежащего к радиотелефону пространства и исключения влияния "смога", в состав предлагаемого устройства введены аппликаторы 5, размещенные на подложке 2, которые могут быть плоскими или объемными, однослойными или многослойными, и создают за счет своей конструкции дополнительные градиенты электрического и магнитного поля в прилежащем к ним пространстве, чем изменяют общий вектор поляризации, и чем частично или полностью компенсируют негативные проявления, вызванные влиянием смога. В устройстве аппликаторы 5 размещены равномерно по подложке 2 и выполнены в виде шести n-образных звезд, с 4<n<8 по две звезды каждого типа, при этом концы лучей звезд образуют концентраторы, максимально примыкают друг к другу, но не соприкасаются. Каждая из пар звезд состоит из листов диамагнитного и магнитного материала, размещаемых поочередно и послойно, при этом число слоев может изменяться от двух до пяти.

Все аппликаторы на плате 2 представляют собой генераторы формы [9], каждый луч звезды создает определенную поляризацию в прилегающем пространстве. Там же, где несколько лучей звезд 5 сходятся, происходит сложение поляризационных векторов, усиливающих общее поле. С другой стороны, все звезды и их расположение выбраны таким, чтобы устройство всегда преобразовывало входящий сигнал в сигнал с правосторонним вектором поляризации, так как именно эта поляризация вектора Единого поля противодействует негативному действию высокочастотных полей [5].

Звезды 5, в качестве генераторов формы, выбраны еще и потому, что существует зависимость интенсивности поляризации излучения от геометрической формы и положения фигур, расположенных на плате относительно полюсов Земли, поэтому каждая из звезд несколько повернута относительно другой и полюсов Земли.

Литература
1. Лебедева Н.Н и др. Влияние электромагнитного поля мобильного телефона на биоэлектрическую активность мозга человека. Ж. Биомедицинская радиоэлектроника 4, 1998 г.

2. Интернет: Lenta. RU: Медновости: http;//lenta.m/2001/06/12/mobil/.

3. Интернет: //А:// Radiation Shield. htm 15.02.02.

4. "Электромагнитные поля и здоровье человека" Материалы Второй Международной конференции, Москва, 20-24.09.1999 г.

5. Научные основы и прикладные проблемы энергоинформационных взаимодействий в природе и обществе. Международный Конгресс "ИнтерЭНИО-99".

6. Влияние электромагнитных полей на организм человека. Сборник научных статей под ред. д.ф.н. Черкасовой, Москва, Фонд "Новое тысячелетие", 1998 г.

7. Описание и руководство для пользователя ф. Motorola "TALKABOUT-205", 2002 г.

8. Интернет: Lenta. RU: Медновости: http;//lenta.ru/2001/10/16/ mobil/.

9. Патенты России 2140797, 2139108, 2074746, 2147894, МПК⁷ А 61 N 1/16.

10. В.Г. Козлов и др. "Взаимодействие открытых систем". Журнал "Судостроительная промышленность", выпуск 28, серия Общетехническая, 1990 г. , стр. 46-58.

11. Патент RU 2167678 от 29.02.2000 г .

12. Патент RU 2140689 от 19.02.1999 г. (прототип), PCT/RU 00/00044 WO 00/49678, публикация от 24.08.2000 г.).

Изобретение относится к области подвижной радиосвязи для защиты человека от электромагнитных излучений, сопровождающих работу окружающих, носимых и перемещаемых человеком радиотелефонов и радиостанций, а также к области медицины, так как предназначено для защиты пациентов и медперсонала от электромагнитных излучений в широком диапазоне радиочастот. Техническим результатом является снижение негативного влияния излучения в диапазоне СВЧ при сохранении дальности действия радиотелефона. Сущность изобретения заключается в закреплении на задней стенке корпуса радиотелефона блока из директорного пассивного вибратора и диэлектрической подложки. На одной стороне подложки установлены три аппликатора из электропроводящего материала в форме непересекающихся спиралей Архимеда, исходящих из одного центра и размещенных в непосредственной близости друг от друга, а на другой - три пары аппликаторов в форме многолучевых звезд. Звезды выполнены многослойными из магнитного и диамагнитного материала. Число лучей 4<n<8, концы лучей не соприкасаются и являются концентраторами. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство защиты пользователя от электромагнитного излучения радиотелефона, содержащее директорный пассивный вибратор в виде металлизированной полосы, отличающееся тем, что в него дополнительно введена диэлектрическая подложка с аппликаторами, на одной стороне которой установлены три аппликатора, выполненные из электропроводящего материала в форме непересекающихся спиралей Архимеда, исходящих из одного центра и размещенных в непосредственной близости друг от друга, а на другой стороне изолированно друг от друга установлены три пары аппликаторов в форме многолучевых звезд, каждая из которых выполнена многослойной из чередующихся слоев магнитного и диамагнитного электропроводящих материалов, подложка и вибратор установлены изолированно друг от друга один над другим в едином блоке, выполненном с возможностью закрепления на задней стенке корпуса радиотелефона. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что аппликаторы в форме звезд выполнены с числом лучей 4<n<8 и состоят из не менее чем двух слоев, при этом концы лучей звезд образуют концентраторы, максимально примыкающие друг к другу, но не соприкасаются.