ЧЕХОЛ ДЛЯ РАДИОТЕЛЕФОНОВ Российский патент 2004 года по МПК H04M1/725 

Заявляемое решение относится к средствам для защиты от электромагнитного излучения (ЭМИ), а точнее к устройствам защиты от излучения сотовых телефонов, в том числе излучения антенны.

Как известно, радиотелефон, находящийся в рабочем состоянии в непосредственной близости (или соприкосновении) с головой пользователя, воздействует на организм последнего, в основном через антенну, без какого-либо ослабления. Поэтому в настоящее время в связи с увеличением рабочей частоты радиотелефонов достаточно актуальной стала проблема защиты пользователя от воздействия ЭМИ.

Известны экранирующие чехлы для защиты пользователя радиотелефонов от микроволнового излучения, содержащие корпус с закрытым и открытым торцами. На внутренней поверхности корпуса нанесен слой, поглощающий электромагнитную энергию. В закрытом торце выполнено отверстие для того, чтобы в нем можно было поместить рабочий конец излучающего элемента (антенны) [Патент США №5336896, кл. Н 05 К 9/00, НКИ 250-515.1, публ. 09.08.1994 и патент США №5438333, кл. Н 01 Q 17/00, НКИ 342-4, публ. 01.08.1995]. Эти устройства защищают только от излучения самого переговорного устройства, но основная часть излучения от принимающего и излучающего элемента – антенны непосредственно попадает на голову пользователя, оказывая своё негативное воздействие на мозг.

Известен защитный чехол для радиотелефона, содержащий корпус, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда со съемной одной из торцевых стенок и окном для клавиатуры, микрофоном и телефоном на передней стенке и экраном, установленным на передней стенке корпуса с возможностью вертикального перемещения [Свидетельство РФ на полезную модель №14750, кл. Н 01 Q 17/00, заяв. 29.02.2000, опубл. 20.08.2000, бюл. №23]. В этом устройстве поглотитель электромагнитного излучения нанесен на поверхность стенок экрана, обращенных к корпусу.

Это устройство достаточно хорошо защищает пользователя от коротковолнового излучения антенны и излучения, проходящего через окно, но при этом оно неудобно и ненадежно в использовании, так как по мере пользования покрытие из материала, поглощающего ЭМИ, нанесенное на поверхность стенок экрана, обращенных к корпусу, постепенно истирается и защитные свойства экрана утрачиваются; кроме того, такая конструкции не защищает от излучения, исходящего от других элементов аппарата.

Задачей заявляемого решения является повышение надежности защиты пользователя радиотелефона от воздействия ЭМИ с реализацией релаксационно-оздоровливающего эффекта.

Поставленная задача решается тем, что известный корпус со съемной нижней торцевой стенкой, окном для клавиатуры, микрофона, телефона на передней стенке с выдвижной панелью, а также с отверстием для антенны в верхней торцевой стенке, дополнен экраном, установленным с возможностью вертикального перемещения и выполненным в виде прямоугольного параллелепипеда с открытыми нижней торцевой и задней стенками, а его боковые стенки выполнены загнутыми и удерживаются шариковыми замками, установленными в пазах, выполненных на задней стенке корпуса, выдвижная панель на передней стенке корпуса выполнена с отверстиями для звука и выступом у нижней съемной торцевой стенки, при этом корпус и экран выполнены из смеси материала, поглощающего электромагнитное излучение и связующего в соотношении:

Материал, поглощающий

электромагнитное излучение 20-95%

Связующее 5-80%

а в качестве упомянутого материала, поглощающего электромагнитное излучение, использован материал, обладающий анизотропией электрофизических свойств и включающий природный шунгит в количестве 40-70% от массы этого материала.

Кроме шунгита в состав материала, поглощающего электромагнитное излучение, могут быть добавлены измельченный углеродоволокнистый материал 10-50%, или фуллерены, фуллереноподобные и другие высокомолекулярные углеродные образования 0,10-20% от массы этого материала.

Для более эффективной защиты пользователя с использованием анизотропии свойств можно использовать в качестве углеродоволокнистого материала графитизированный при температуре 800-1500°С углеродоволокнистый материал и/или повторно графитизированный после измельчения при температуре 950-1700°С, а в качестве фуллереноподобных образований - графитизированную сажу.

Эффективность поглощения ЭМИ увеличится, если выполнить внутреннюю поверхность экрана в виде вогнутого эллипсоида.

Для увеличения поглощающей поверхности можно использовать в поглощающем материале измельченный шунгит, фракции которого соединены связующим в пирамиды.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что заявляемое устройство отличается тем, что корпус и экран выполнены из смеси связующего и поглощающего ЭМИ материала, в качестве которого использован природный шунгит и/или фуллерены, что позволяет судить о соответствии критерию “новизна”.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Как известно, электрофизические свойства природного графита (например, нефтяного кокса) определяются его слоистой гексагональной структурой. Связи внутри каждого слоя имеют ковалентный характер. Орбиты образуют полосу электронной проводимости, которая обладает крайне анизотропными свойствами. При нагреве электросопротивление графита уменьшается. Это объясняется тем, что в материале происходит интенсивное выделение летучих соединений, что приводит к разрыву периферийных связей и образованию неспаренных электронов.

В монокристалле графита отдельные слои представляют собой двумерный металл с эффективной массой носителя тока, равной массе свободного электрона. В направлении, перпендикулярном слоям, графит является полупроводником. Таким образом, электрический ток в графите переносится как электронами, так и положительными дырками, а его сопротивление определяется концентрацией носителей тока и их средним свободным пробегом. Совершенство структуры графита определяется в первую очередь температурой графитизации. Как показали многочисленные исследования (Э.Н. Мармер. Углеграфитовые материалы. Справочник. М.: Металлургия, 1973), положение минимума на температурной зависимости электросопротивления также зависит от температуры графитизации: чем выше эта температура, тем меньше значение имеет величина электросопротивления.

Поэтому, если изготавливать проводящие слои поглотителя из графитизированного углесодержащего материала, то можно получить максимальную проводимость в этих слоях, а следовательно, максимальный коэффициент затухания электромагнитных волн в данном материале, который является очень хорошим проводником в параллельных структурным слоям направлениях и очень плохим в перпендикулярных направлениях (анизотропия свойств).

В процессе графитизации, происходящих в умеренных условиях, возможно нарушение связи между отдельными слоями графита, но не происходит разложение испаряемого углерода на отдельные атомы. При этом испаряемый графит состоит из фрагментов, включающих шестиугольные конфигурации атомов углерода. Из этих фрагментов и происходит сборка молекул в виде фуллеренов, например С₆₀, С₇₀ и других образований – нанотрубок, онионов, кластеров и т.д. [О.А. Русьев. Шунгит - национальный камень России. СПб., 2000, c.32-38].

Исследованиями последних лет установлено, что природным углеродосодержащим материалом, содержащим фуллерены и другие замкнутые образования, являются Шунгиты, которые представляют собой природные углеродосодержащие образования. Формирование их происходило в протерозойскую эру (т.е. более 2 млрд. лет тому назад). Содержание углерода в разных шунгитах составляет от 2 до 98%. В высокоуглеродистых шунгитах углерод присутствует в виде глобул размером 100-500 Ангстрем, других образований, в том числе кристаллического графита, стекловолокна, стекловидных соединений, и образует в нем электропроводную матрицу. Шунгиты образуют особую форму аморфного углерода в ряду известных представителей некристаллического углерода: сажи, стеклоуглерода, графитовых волокон, пленок, пироуглерода, мягкого углерода и др. (О.А. Рысьев. Шунгит - национальный камень России. СПб., 2000, с.42-43).

Поэтому было предложено выполнять корпус и экран радиотелефона из материала, содержащего природный шунгит. В качестве изоляционного материала удобнее использовать пластмассу. Спрессованные порошки обоих материалов или смешанный порошок шунгита с жидкой затвердевающей пластмассой, “обогащенной” графитизированным углеродоволокнистым материалом, позволяют изготовить легкий и прочный материал для изготовления средства, защищающего пользователя радиотелефона от ЭМИ.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена общая схема устройства в собранном виде; на фиг.2 - схема устройства, разобранного по частям; на фиг.3 - схема общего вида устройства в рабочем состоянии для набора номера; на фиг.4 - схема общего вида устройства в рабочем состоянии при разговоре.

Защитный чехол содержит корпус 1 со съемной нижней торцевой стенкой 2; в передней стенке корпуса вырезано окно 3 для клавиатуры 4 телефонного аппарата 5 с антенной 6. В пазы 7 окна 3 вставлена выдвижная панель 8 с выступом 9 и окнами для звука 10. Экран 11, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда с открытыми нижней торцевой 12 и задней 13 стенками и загнутыми боковыми гранями 14 и 15, удерживается подпружиненными шариковыми замками 16 и 17, установленными в пазах на задней стенке корпуса 1. На наружной поверхности экрана могут быть установлены индикаторы электромагнитного излучения 18.

Устройство работает следующим образом.

Снимается нижняя торцевая стенка 2 корпуса 1, в него вставляется телефонный аппарат 5.

Для набора номера пользователь одновременно выдвигает экран 11 и выдвижную панель 8 вверх, тем самым открывает окно 3, включает аппарат, набирает номер, услышав отзыв, возвращает панель 8 на место и начинает разговор. При этом все излучающие элементы радиотелефона закрыты экраном и выдвижной панелью, а антенна 6 находится внутри экрана 11 и электромагнитное излучение в сторону пользователя от антенны, клавиатуры, микрофона и телефона поглощается экраном. О наличии поглощающих свойств кожуха можно проследить с помощью индикаторов 18, установленных на наружной и внутренней поверхностях экрана.

То, что корпус и экран выполнены из спрессованной или затвердевшей смеси связующего (например, пластмассы) и углеродосодержащего материала, поглощающего ЭМИ, включающего порошок шунгита, а также измельченный графитизированный углеродоволокнистый материал с добавлением фуллеренов, позволяет практически полностью защитить пользователя от электромагнитного излучения, исходящего от любых частей аппарата.

Толщина стенок корпуса и экрана, а также соотношение масс порошка шунгита, графитизированного углеродоволокнистого материала и степень его обработки, и фуллеренов и подобных соединений определяется требованиями по ослаблению ЭМИ. Были проведены сравнительные испытания, при которых определялся уровень ослабления при использовании макета заявляемого чехла и чехла для сотового телефона фирмы MICROSHIELD INDUSTRIES.

Испытания проводились с использованием селективного высокочастотного генератора-приемника SMV 8.5 в следующей последовательности:

1) настройка на заданную частоту высокочастотного генератора и устойчивый прием данной частоты с контролем по шкале и индикации приемника с замером амплитуды сигнала;

2) установка возле передающей антенны макета предлагаемого чехла и замеры амплитуды сигнала на приемнике для той же частоты генератора;

3) установка возле передающей антенны защитной поверхности чехла фирмы MICROSHIELD INDUSTRIES (Австралия) и замеры амплитуды сигнала на приемнике для установленной частоты генерации;

4) переход на другую частоту излучений и повторение всех вышеперечисленных операций.

Данные сравнительных испытаний приведены в таблице

Результаты испытаний показали существенное ослабление интенсивности высокочастотных электромагнитных излучений, воздействующих на находящийся под защитой предлагаемого чехла организм человека.

Чехол фирмы MICROSHIELD INDUSTRIES, показавший однопорядковое ослабление, ослабляет излучение только со стороны кнопочной части радиотелефона, оставляя голову пользователя открытой для излучения антенны. Кроме того, из-за своих конструктивных особенностей он может ослаблять сигнал источника излучения в сторону приемо-передачи и снижать ресурс источника питания генератора излучения.

Предлагаемая конструкция позволяет практически полностью предотвратить облучение головы пользователя и тем самым повысить надежность его защиты. Так как шунгит обладает также уникальными целебными свойствами и релаксационно-оздоравливающим эффектом, то чехол, выполненный из такого материала, может оказывать и оздоравливающее действие.

Изобретение относится к средствам для защиты от электромагнитного излучения. Технический результат заключается в повышенной надежности защиты. Сущность изобретения заключается в частности в выполнении корпуса и экрана защитного чехла из смеси материала, поглощающего электромагнитное излучение, и связующего в указанном соотношении. В качестве поглощающего материала использован материал, обладающий анизотропией электрофизических свойств и включающий природный шунгит в указанном соотношении. 8 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

1. Защитный чехол для радиотелефонов, содержащий корпус со съемной нижней торцевой стенкой, окном для клавиатуры, микрофона, телефона на передней стенке, с выдвижной панелью, а также с отверстием для антенны в верхней торцевой стенке, отличающийся тем, что корпус дополнен экраном, установленным с возможностью вертикального перемещения и выполненным в виде прямоугольного параллелепипеда с открытыми нижней торцевой и задней стенками, а его боковые стенки выполнены загнутыми и удерживаются шариковыми замками, размещенными в пазах, выполненных на задней стенке корпуса, выдвижная панель, установленная на передней стенке корпуса, выполнена с отверстиями для звука и выступом у съемной нижней торцевой стенки, при этом корпус и экран выполнены из смеси материала, поглощающего электромагнитное излучение, и связующего в соотношении, %:

Материал, поглощающий электромагнитное излучение 20-95

Связующее 5-80

а в качестве упомянутого материала, поглощающего электромагнитное излучение, использован материал, обладающий анизотропией электрофизических свойств и включающий природный шунгит в количестве 40-70% от массы этого материала.