RU2140689C1 - Radiophone incorporating electromagnetic radiation protection for user - Google Patents
Radiophone incorporating electromagnetic radiation protection for user Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140689C1 RU2140689C1 RU99103032A RU99103032A RU2140689C1 RU 2140689 C1 RU2140689 C1 RU 2140689C1 RU 99103032 A RU99103032 A RU 99103032A RU 99103032 A RU99103032 A RU 99103032A RU 2140689 C1 RU2140689 C1 RU 2140689C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- director
- radiotelephone
- passive vibrator
- vibrator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
- H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
- H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
- H01Q1/244—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas extendable from a housing along a given path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
- H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
- H01Q1/245—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with means for shaping the antenna pattern, e.g. in order to protect user against rf exposure
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/3827—Portable transceivers
- H04B1/3833—Hand-held transceivers
- H04B1/3838—Arrangements for reducing RF exposure to the user, e.g. by changing the shape of the transceiver while in use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Telephone Set Structure (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области защиты пользователей от электромагнитных излучений в диапазоне радиочастот и преимущественно может быть использовано в области подвижной радиосвязи для защиты пользователя от электромагнитных излучений носимых радиотелефонов и радиостанций. The invention relates to the field of protecting users from electromagnetic radiation in the radio frequency range and can mainly be used in the field of mobile radio communications to protect the user from electromagnetic radiation of wearable radiotelephones and radio stations.
В особенности предлагаемые изобретения могут быть использованы для сотовых и других носимых радиотелефонных аппаратов, массовый выпуск и использование которых производится во многих странах. In particular, the proposed invention can be used for cellular and other wearable radiotelephone devices, mass production and use of which is carried out in many countries.
Вредное воздействие электромагнитных излучений на организм человека известно уже давно, однако известные способы защиты от них путем использования выносных антенн, а также экранированных камер, перегородок или специальной одежды из металлизированной ткани могут быть использованы при работе в стационарных условиях, а также частично в автомашинах и являются непреемлемыми для человека, пользующегося носимыми радиотелефонами в постоянно меняющихся окружающих условиях. The harmful effects of electromagnetic radiation on the human body have been known for a long time, however, the known methods of protection against them by using external antennas, as well as shielded cameras, partitions or special clothing made of metallized fabric can be used when working in stationary conditions, and also partially in cars and are unacceptable for a person using wearable radiotelephones in a constantly changing environment.
Некоторые зарубежные фирмы выпускают средства защиты от электромагнитных излучений, например японские фирмы Mind Fitness Co., Ltd и Health & Smile Co. , Ltd., одна под названием "ANSHIN MARU", а другая - под названием "SAFE CHIP" рекламируют и продают запрессованные в металлические оболочки керамические таблетки, диаметром 6 мм и 8 мм, которые при наклеивании их на радиотелефоны и др. аппаратуру, излучающую электромагнитные колебания, не уменьшают интенсивности облучения человека, а по мнению изготовителей, делают человеческий организм менее восприимчивым к нему, что не поддается измерениям и вызывает большие сомнения в эффективности указанных средств. Some foreign companies produce protective equipment against electromagnetic radiation, for example, Japanese companies Mind Fitness Co., Ltd and Health & Smile Co. , Ltd., one under the name "ANSHIN MARU" and the other under the name "SAFE CHIP" advertise and sell ceramic tablets pressed into metal shells with a diameter of 6 mm and 8 mm, which when glued to cordless telephones and other equipment emitting electromagnetic oscillations do not reduce the intensity of human exposure, and according to manufacturers, make the human body less susceptible to it, which is not measurable and causes great doubts about the effectiveness of these funds.
Известен способ защиты пользователя от электромагнитного излучения радиотелефона, реализованный в устройстве для защиты от излучения, заключающийся в экранировании пользователя от излучения антенны при помощи диска (см. патент США N 5550552 A, от 04.10.93 г.). A known method of protecting a user from electromagnetic radiation of a radiotelephone, implemented in a device for radiation protection, is to shield the user from radiation from an antenna using a disk (see US Patent No. 5550552 A, 04.10.93).
Однако известные способ и устройство из-за своей громоздкости не обеспечивают должных удобств в пользовании. However, the known method and device due to its cumbersomeness do not provide the necessary ease of use.
Известно радиоустройство с антенной и с поверхностью заземления, образованной в основании антенны из электропроводного материала (см. патент Германии N 4326117 A1, кл. H 01 Q 1/22 от 04.08.93 г.) (Патент EP N 638955 A1 H 01 Q 1/24, от 28.07.94). A radio device with an antenna and with a ground surface formed at the base of the antenna from electrically conductive material is known (see German Patent N 4326117 A1, CL H 01 Q 1/22 of 08/04/93) (Patent EP N 638955 A1 H 01 Q 1 / 24, dated July 28, 94).
Однако в данном устройстве не обеспечивается достаточная защита пользователя от электромагнитного излучения антенны, так как изменение воздействия электромагнитного поля предлагается осуществлять путем нанесения экранированирующего покрытия на верхнюю часть корпуса радиотелефона. При этом размер экрана ограничен размером верхней части корпуса, а сама антенна удалена от экрана. Небольшая экранирующая поверхность, особенно в миниатюрных современных радиотелефонах, приведет к тому, что эта поверхность будет возбуждаться как пассивный директорный вибратор и усиливать электромагнитное излучение в сторону своего расположения, в данном случае в сторону головы пользователя под некоторым углом к этой поверхности. However, this device does not provide sufficient protection for the user from the electromagnetic radiation of the antenna, since it is proposed to change the effect of the electromagnetic field by applying a shielding coating to the upper part of the radiotelephone housing. In this case, the screen size is limited by the size of the upper part of the case, and the antenna itself is removed from the screen. A small shielding surface, especially in miniature modern cordless telephones, will cause this surface to be excited as a passive director vibrator and amplify electromagnetic radiation towards its location, in this case, towards the user's head at some angle to this surface.
По технической сущности наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ защиты пользователя от электромагнитного излучения радиотелефона, заключающийся в ослаблении уровня электромагнитного поля в области головы пользователя и радиотелефон с защитой пользователя от электромагнитного излучения, содержащий элементы, необходимые для обеспечения двухсторонней радиосвязи, заключенные в объемный корпус, на котором расположены органы управления, акустические вход и выход, антенна и антенный элемент защиты (см. патент Германии N 4334439 A1, кл. H 01 Q 1/22 от 09.10.93). By technical essence, the closest to the present invention is a method of protecting the user from electromagnetic radiation of a radiotelephone, which consists in attenuating the level of the electromagnetic field in the region of the user's head and a radiotelephone with user protection from electromagnetic radiation, containing the elements necessary to provide two-way radio communication, enclosed in a three-dimensional housing, on which are located the controls, acoustic input and output, antenna and antenna protection element (see German patent N 4334439 A1, class H 01 Q 1/22 dated 09/10/93).
Однако вышеуказанные известные способ и устройство имеют следующие недостатки. However, the above known method and device have the following disadvantages.
В описании патента не говорится о длине штыревого рефлектора, используемого в качестве антенного элемента защиты, а на приведенных фигурах длина рефлектора изображена чуть ли не в половину меньшей длины антенны. The patent description does not mention the length of the pin reflector used as an antenna protection element, and in the figures shown the length of the reflector is shown almost half the length of the antenna.
Но из теории и опыта эксплуатации антенных устройств известно, что длина штыревого рефлектора, при условии максимального подавления электромагнитного излучения в сторону его расположения относительно антенны, должна выбираться существенно (примерно в 1,5 раза) большей электрической длины вибратора излучающей антенны, причем для малогабаритных носимых радиотелефонов за общую электрическую длину излучающего вибратора антенны принимается электрическая длина штыря антенны вместе с эквивалентной длиной противовеса (или противоположного плеча антенного вибратора), образуемого электропроводящими элементами внутри корпуса радиотелефона. But from the theory and experience of operating antenna devices, it is known that the length of the pin reflector, subject to the maximum suppression of electromagnetic radiation in the direction of its location relative to the antenna, should be selected significantly (about 1.5 times) the greater electric length of the vibrator of the radiating antenna, and for small-sized wearable For radiotelephones, the total electrical length of the radiating antenna vibrator is the electrical length of the antenna pin along with the equivalent counterweight length (or the opposite Shoulder vibrator antenna) formed by electrically conductive elements within the radiotelephone housing.
Если в качестве антенны используется четвертьволновый штырь, то ориентировочная длина рефлектора должна быть больше половины длины волны, а при полуволновой штыревой антенне длина штыря рефлектора соответственно увеличивается примерно в два раза. If a quarter-wave pin is used as the antenna, then the approximate length of the reflector should be more than half the wavelength, and with a half-wave pin antenna, the length of the reflector pin accordingly increases approximately twice.
Из изложенного следует, что для частотных диапазонов ниже 1800 МГц известные устройство и способ защиты, приведенные в описании известного аналога, не могут быть практически реализованы по конструктивным и эксплуатационным соображениям, т.к. при этом длина вибратора рефлектора и его расстояние до антенны получаются несоизмеримо большими по сравнению с размерами малогабаритных радиотелефонов. It follows from the foregoing that for frequency ranges below 1800 MHz, the known device and method of protection described in the description of the known analogue cannot be practically implemented for structural and operational reasons, because the length of the reflector vibrator and its distance to the antenna are disproportionately large in comparison with the dimensions of small-sized radiotelephones.
Например, даже для наиболее распространенного в настоящее время частотного диапазона сотовых и других радиотелефонов 900 Мгц, в случае реализации известного аналога при четвертьволновой длине штыревой антенны пришлось бы увеличить объем корпуса радиотелефона примерно в 5 раз, либо вынести рефлектор, длиной не менее 25 см за пределы корпуса на расстояние до 16 см, расположив его в рабочем положении между радиотелефоном и головой пользователя, что очевидно практически невыполнимо. For example, even for the currently most common frequency range of cellular and other 900 MHz cordless telephones, if a well-known analogue was realized with a quarter-wavelength length of a whip antenna, one would have to increase the volume of the radiotelephone body by about 5 times, or take out a reflector with a length of at least 25 cm outside the case to a distance of 16 cm, placing it in the working position between the radiotelephone and the user's head, which is obviously practically impossible.
Для радиотелефонов, работающих в более низкочастотных диапазонах этот способ тем более не может быть практически реализован в связи с необходимостью увеличения указанных в п. 2 размеров и расстояний пропорционально уменьшению несущих частот передатчиков. For radiotelephones operating in the lower frequency ranges, this method is all the more impossible to implement due to the need to increase the sizes and distances specified in clause 2 in proportion to the decrease in the carrier frequencies of the transmitters.
Для осваиваемого в настоящее время для радиотелефонной связи более высокочастотного диапазона 1800 МГц в случае реализации известного аналога также пришлось бы увеличить объем корпуса радиотелефона в 3 - 4 раза, однако если даже пойти на такое увеличение габаритов и изготовить подобный громоздкий радиотелефон, то при его эксплуатации рефлектор будет располагаться практически вплотную к голове пользователя, что приведет к резкому ухудшению его добротности и соответственно сведет к минимуму все его защитные свойства. For a higher frequency range of 1800 MHz currently being mastered for radiotelephony communications, if a well-known analogue was realized, it would also be necessary to increase the volume of the radiotelephone case by 3-4 times, however, even if we go for such an increase in size and make such a bulky radiotelephone, then during its operation the reflector will be located almost close to the user's head, which will lead to a sharp deterioration in its quality factor and, accordingly, will minimize all its protective properties.
В известном аналоге введено ограничение, допускающее использование способа только для таких радиотелефонов, у которых антенна расположена непосредственно у задней стенки корпуса таким образом, чтобы в рабочем положении рефлектор оказывался между головой пользователя и антенной. In the known analogue, a restriction is introduced allowing the use of the method only for such cordless telephones in which the antenna is located directly at the rear wall of the housing so that in the working position the reflector is between the user's head and the antenna.
В случае реализации упомянутого в описании известного аналога активного рефлектора, т.е. рефлектора, подключаемого к выходу передатчика радиотелефона вместе с антенной, то кроме недостатков, указанных выше, приближение штыря активного рефлектора вплотную к голове пользователя в эксплуатации приведет к рассогласованию передатчика с антенной и соответственно к уменьшению КПД антенны, а также к дополнительному облучению активным рефлекторным вибратором непосредственно прилегающей к нему области головы пользователя. In the case of the implementation of the known analogue of the active reflector mentioned in the description, i.e. If the reflector is connected to the output of the radiotelephone transmitter together with the antenna, then, in addition to the disadvantages mentioned above, the proximity of the active reflector pin close to the user's head in operation will lead to a mismatch between the transmitter and the antenna and, accordingly, to a decrease in the antenna efficiency, as well as to additional irradiation with the active reflector vibrator directly the area of the user's head adjacent to it.
При попытке уменьшения длины рефлекторного вибратора и его расстояния до антенны происходит изменение фазовых характеристик его вторичного излучения таким образом, что, кроме снижения его активности при уменьшении длины рефлектора до величины, меньшей эквивалентной длины излучающей антенны, его рефлекторные функции могут превратиться в директорные, направляя максимальную энергию излучения антенны радиотелефона в сторону расположения рефлектора относительно антенны, т.е. в сторону головы пользователя. When trying to reduce the length of the reflex vibrator and its distance to the antenna, the phase characteristics of its secondary radiation change in such a way that, in addition to reducing its activity when the length of the reflector is reduced to a value less than the equivalent length of the radiating antenna, its reflex functions can turn into director functions, directing the maximum radiation energy of the radiotelephone antenna in the direction of the reflector relative to the antenna, i.e. towards the user's head.
Техническим результатом является обеспечение максимальной защиты пользователя от электромагнитного излучения антенны радиотелефона без ухудшения устойчивости и дальности радиосвязи. The technical result is to ensure maximum protection of the user from electromagnetic radiation of the antenna of the radiotelephone without compromising the stability and range of the radio.
Достигается это тем, что в способе защиты пользователя от электромагнитного излучения радиотелефона, заключающемся в ослаблении уровня электромагнитного поля в области головы пользователя, вышеуказанное ослабление электромагнитного поля осуществляют путем воздействия на него директорным пассивным вибратором, расположенным вблизи или на задней стенке корпуса радиотелефона, при этом в рабочем положении антенна радиотелефона расположена между директорным пассивным вибратором и головой пользователя, а электрическую длину директорного пассивного вибратора выбирают меньшей 0,7 от электрической длины антенны, расстояние между антенной и директорным пассивным вибратором выбирают не более 0,1 длины волны средней частоты частотного диапазона радиотелефона, угол отклонения между осями директорного пассивного вибратора и антенны не должен превышать 45o, подбор размеров, расстояния до антенны и пространственную ориентацию директорного пассивного вибратора производят экспериментально для разных типов радиотелефонов, а в радиотелефоне с защитой пользователя от электромагнитного излучения, содержащем элементы, необходимые для обеспечения двухсторонней радиосвязи, заключенные в объемный корпус, на котором расположены органы управления, акустические вход и выход, антенна и антенный элемент защиты, согласно изобретению антенный элемент защиты представляет собой директорный пассивный вибратор, выполненный в виде металлического или металлизированного диэлектрического стержня, расположенного на задней стенке корпуса или вблизи нее на одной из боковых стенок, а угол отклонения между осями стержня и антенны не должен превышать 45o, стержень директорного пассивного вибратора может быть выполнен в виде телескопически раздвижного металлического штыря, кроме того, в радиотелефоне с защитой пользователя от электромагнитного излучения, содержащем элементы, необходимые для обеспечения двухсторонней радиосвязи, заключенные в объемный корпус, на котором расположены органы управления, акустические вход и выход, антенный элемент защиты и антенна, согласно изобретению антенный элемент защиты представляет собой директорный пассивный вибратор, выполненный в виде металлической или металлизированной диэлектрической полосы, расположенной на задней стенке корпуса или вблизи нее на одной из боковых стенок, а металлизированная диэлектрическая полоса может быть выполнена в виде фольги или металлизированной ткани, нанесенных на диэлектрик, или в виде металлизированного покрытия или проводящей краски, нанесенных на диэлектрик, кроме того, электрическая длина директорного пассивного вибратора должна быть меньше 0,7 электрической длины антенны, а антенна расположена между директорным пассивным вибратором и лицевой стенкой корпуса с акустическим выходом, при этом расстояние между антенной и директорным пассивным вибратором должно быть не более 0,1 длины волны средней частоты частотного диапазона радиотелефона, директорный пассивный вибратор может быть выполнен съемным в отдельном диэлектрическом корпусе, а угол между антенной и ее проекцией на поверхность металлической или металлизированной диэлектрической полосы не должен превышать 45o.This is achieved by the fact that in the method of protecting the user from the electromagnetic radiation of the radiotelephone, which consists in attenuating the level of the electromagnetic field in the region of the user's head, the above-mentioned attenuation of the electromagnetic field is carried out by exposing the director to a passive vibrator located near or on the back wall of the radiotelephone casing, while in the operating position, the radiotelephone antenna is located between the director passive vibrator and the user's head, and the electric length of the director passive vibrator choose less than 0.7 of the electric length of the antenna, the distance between the antenna and the director passive vibrator choose no more than 0.1 wavelength of the average frequency of the frequency range of the radiotelephone, the deviation angle between the axes of the director passive vibrator and antenna should not exceed 45 o , selection the dimensions, the distance to the antenna and the spatial orientation of the director passive vibrator are carried out experimentally for different types of cordless telephones, and in a cordless telephone with user protection from the electron radiation containing elements necessary for two-way radio communication, enclosed in a three-dimensional housing on which are located the controls, acoustic input and output, antenna and antenna protection element, according to the invention, the antenna protection element is a director passive vibrator made in the form of a metal or metallized dielectric rod located on the rear wall of the housing or near it on one of the side walls, and the angle of deviation between the axes of the rod and antennas s should not exceed 45 o , the rod of the director passive vibrator can be made in the form of a telescopically sliding metal pin, in addition, in a radiotelephone with user protection from electromagnetic radiation, containing the elements necessary for providing two-way radio communication, enclosed in a three-dimensional housing on which controls, acoustic input and output, antenna protection element and antenna, according to the invention, the antenna protection element is a director passive vibrator, you filled in the form of a metal or metallized dielectric strip located on or near the rear wall of the housing on one of the side walls, and the metallized dielectric strip can be made in the form of foil or metallized fabric deposited on a dielectric, or in the form of a metallized coating or conductive paint, applied to the dielectric, in addition, the electric length of the director passive vibrator should be less than 0.7 of the electric length of the antenna, and the antenna is located between the director a vibrating vibrator and the front wall of the housing with an acoustic output, while the distance between the antenna and the director passive vibrator should be no more than 0.1 of the medium wavelength of the frequency range of the radiotelephone, the director passive vibrator can be removable in a separate dielectric housing, and the angle between the antenna and its projection on the surface of a metal or metallized dielectric strip should not exceed 45 o .
Сущность изобретения заключается в том, что выполнение антенного элемента защиты в виде директорного пассивного вибратора за счет выбора его конструктивных данных в соответствии с частотным диапазоном и конструкцией радиотелефона позволило обеспечить ослабление электромагнитного излучения в области головы пользователя. The essence of the invention lies in the fact that the implementation of the antenna protection element in the form of a director passive vibrator by selecting its structural data in accordance with the frequency range and design of the radiotelephone made it possible to ensure the attenuation of electromagnetic radiation in the region of the user's head.
Ослабление электромагнитного поля в области головы пользователя в рабочем положении происходит за счет пространственного воздействия полей излучения антенны радиотелефона и вторичного излучения возбужденного директорного вибратора, обеспечивая надежную защиту. The weakening of the electromagnetic field in the region of the user's head in the working position occurs due to the spatial effect of the radiation fields of the radiotelephone antenna and the secondary radiation of the excited director vibrator, providing reliable protection.
При этом происходит перераспределение энергии, излучаемой антенной таким образом, что часть ее, вместо потерь на поглощение телом человека, направляется на полезное излучение в других направлениях, не ухудшая диаграммы направленности антенны в дальней зоне, что эквивалентно повышению КПД антенны и дополнительно приводит к увеличению устойчивости и дальности радиосвязи. In this case, the energy emitted by the antenna is redistributed in such a way that part of it, instead of losses by absorption by the human body, is directed to useful radiation in other directions, without worsening the antenna radiation patterns in the far zone, which is equivalent to increasing the antenna efficiency and additionally increasing stability and radio range.
Использование в предлагаемом изобретении директорного пассивного вибратора вместо рефлекторного позволило полностью устранить указанные выше серьезные недостатки ближайшего аналога, препятствующие возможности его практической реализации, по следующим основным причинам. The use of a director passive vibrator instead of a reflex in the present invention completely eliminated the serious drawbacks of the closest analogue indicated above, which impede the possibility of its practical implementation, for the following main reasons.
Для достижения технического результата длина директорного вибратора может быть в два - три раза меньше длины рефлекторного вибратора, а расстояние между антенной и директорным пассивным вибратором может быть более чем в 5 раз меньше, чем расстояние между антенной и рефлекторным пассивным вибратором. To achieve a technical result, the length of the director vibrator can be two to three times less than the length of the reflex vibrator, and the distance between the antenna and the director passive vibrator can be more than 5 times less than the distance between the antenna and the reflex passive vibrator.
При дальнейшем уменьшении длины директорного вибратора и его расстояния до антенны не происходит изменения его функций, а происходит соответствующее уменьшение его эффективности. With a further decrease in the length of the director vibrator and its distance to the antenna, there is no change in its functions, but a corresponding decrease in its effectiveness.
В отличие от рефлекторного вибратора, который в рабочем положении находится у лицевой стороны его корпуса, практически вплотную прилегающей к голове пользователя, директорный вибратор располагается у противоположной задней стенки корпуса и в рабочем положении радиотелефона голова пользователя не оказывает существенного влияния на характеристики директорного пассивного вибратора. Unlike the reflex vibrator, which is in the working position on the front side of its body, almost adjacent to the user's head, the director vibrator is located on the opposite rear wall of the body and in the working position of the radiotelephone, the user's head does not significantly affect the characteristics of the director passive vibrator.
В предлагаемом изобретении снимаются ограничения по расположению антенны на радиотелефонах. In the present invention, restrictions on the location of the antenna on radiotelephones are removed.
Сравнение заявленных изобретений с ближайшим аналогом позволяет утверждать о выполнении критерия "новизна", а отсутствие отличительных признаков в известных аналогах подтверждает соответствие критерию "изобретательский уровень". Предварительные испытания подтверждают возможность промышленного использования. Comparison of the claimed inventions with the closest analogue allows us to confirm the fulfillment of the criterion of "novelty", and the absence of distinctive features in the known analogues confirms compliance with the criterion of "inventive step". Preliminary tests confirm the possibility of industrial use.
На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого радиотелефона с защитой от электромагнитного излучения антенны,
на фиг. 2 приведена схематическая нормированная диаграмма распределения плотности потока мощности электромагнитного поля у поверхности головы человека без защиты,
на фиг. 3 - аналогичная диаграмма с защитой от электромагнитного излучения,
на фиг. 4 изображены сравнительные нормированные диаграммы направленности.In FIG. 1 presents a General view of the inventive radiotelephone with protection against electromagnetic radiation of the antenna,
in FIG. 2 shows a schematic normalized diagram of the distribution of the density of the flux of power of the electromagnetic field at the surface of the human head without protection,
in FIG. 3 is a similar diagram with protection against electromagnetic radiation,
in FIG. 4 shows comparative normalized radiation patterns.
Способ защиты пользователя от электромагнитного излучения радиотелефона и его практической реализации показаны на примере модернизированной конструкции сотового телефона типа "S4" фирмы "SIEMENS", содержащего элементы, необходимые для обеспечения двусторонней радиосвязи, заключенные в объемный корпус 1, на одной стороне которого расположены органы управления, акустические вход и выход (на фиг. 1 не показаны), на другой стороне в верхней ее части укреплена антенна 2 и антенный элемент защиты, который может быть выполнен в виде телескопически раздвижного металлического штыря 3 с наибольшим диаметром 3 мм и длиной 140 мм в раздвинутом положении или в виде металлической или диэлектрической металлизированной полосы аналогичной длины (на фиг. 1 не показано) и запрессованной в пластмассовую пластину 4 толщиной 3,5 мм. A method of protecting a user from electromagnetic radiation of a radiotelephone and its practical implementation are shown by the example of a modernized design of a SIEMENS type "S4" cell phone containing elements necessary for providing two-way radio communication enclosed in a volumetric housing 1, on one side of which are located controls acoustic input and output (not shown in FIG. 1), on the other side in its upper part, antenna 2 and an antenna protection element are mounted, which can be made in the form of telescopically Sliding
В обоих вариантах выполнения устройства антенный элемент защиты представляет пассивный вибратор, реализующий функции директора за счет выбора его конструктивных данных в соответствии с частотным диапазоном и конструктивными особенностями радиотелефона, при этом электрическую длину директорного пассивного вибратора выбирают меньшей 0,7 от значения электрической длины антенны 2. In both embodiments of the device, the antenna protection element is a passive vibrator that implements the director’s functions by selecting its design data in accordance with the frequency range and design features of the radiotelephone, while the director’s passive vibrator’s electric length is selected to be less than 0.7 of the antenna’s electric length 2.
Угол отклонения между осью директорного пассивного вибратора, выполненного в виде металлического или металлизированного диэлектрического стержня, например, штыря 3, и осью антенны 2 не должен превышать 45o.The deviation angle between the axis of the director passive vibrator made in the form of a metal or metallized dielectric rod, for example,
Аналогично для второго варианта выполнения директорного пассивного вибратора в виде металлической или диэлектрической металлизированной полосы, угол между антенной 2 и ее проекцией на плоскость металлической или металлизированной диэлектрической полосы не должен превышать 45o.Similarly, for the second embodiment of the director passive vibrator in the form of a metal or dielectric metallized strip, the angle between the antenna 2 and its projection onto the plane of the metal or metallized dielectric strip should not exceed 45 o .
Металлизированная диэлектрическая полоса может быть выполнена в виде фольги или металлизированной ткани, нанесенных на диэлектрик, а также в виде металлизированного покрытия или проводящей краски на задней части корпуса. The metallized dielectric strip can be made in the form of a foil or metallized fabric deposited on a dielectric, as well as in the form of a metallized coating or conductive paint on the back of the housing.
Электрическая длина директорного пассивного вибратора должна быть меньше 0,7 электрической длины антенны. The electrical length of the director passive vibrator should be less than 0.7 of the electrical length of the antenna.
Антенна 2 может быть расположена между директорным пассивным вибратором и лицевой стенкой корпуса 1 с акустическим выходом, а расстояние между антенной 2 и директорным пассивным вибратором должно быть меньше 0,1 длины волны средней частоты частотного диапазона радиотелефона. Antenna 2 can be located between the director passive vibrator and the front wall of the housing 1 with an acoustic output, and the distance between the antenna 2 and the director passive vibrator should be less than 0.1 of the medium wavelength of the frequency range of the radiotelephone.
Согласно изобретению директорный пассивный вибратор может быть выполнен и съемным в отдельном диэлектрическом корпусе. Это позволяет устанавливать антенный элемент защиты на радиотелефоны, находящиеся в эксплуатации и не имеющие указанной защиты. According to the invention, the director passive vibrator can be made removable in a separate dielectric housing. This allows you to install the antenna protection element on radiotelephones in use and not having the specified protection.
При работе радиотелефона без антенного элемента защиты значительная часть электромагнитного излучения антенны 2 направлено в сторону головы пользователя (см. фиг. 2). When the radiotelephone operates without an antenna protection element, a significant part of the electromagnetic radiation of the antenna 2 is directed towards the user's head (see Fig. 2).
Наличие антенного элемента защиты в виде директорного пассивного вибратора (штыря или металлической полосы), имеющего электрическую длину, меньшую 0,7 значения электрической длины антенны, и расположенного от антенны на расстоянии не более 0,1 длины волны средней частоты используемого частотного диапазона, позволяет осуществлять его директорные свойства (функции директора), т. е. притягивать к себе электромагнитные излучения антенны 2, соответственно ослабляя уровень электромагнитного излучения в области головы пользователя. The presence of an antenna protection element in the form of a director passive vibrator (pin or metal strip) having an electric length shorter than 0.7 of the electric length of the antenna, and located from the antenna at a distance of not more than 0.1 of the medium frequency wavelength of the used frequency range, allows its director properties (director functions), i.e., attract electromagnetic radiation of antenna 2 to itself, accordingly weakening the level of electromagnetic radiation in the region of the user's head.
Увеличение вышеуказанных значений может привести к изменению функции директора. Increasing the above values may lead to a change in the director's function.
При работе радиотелефона ослабление электромагнитного поля в области головы человека, ухо которого приближено к акустическому выходу, происходит за счет пространственного взаимодействия полей излучения антенны 2 и вторичного излучения возбужденного директорного пассивного вибратора. During the operation of the radiotelephone, the weakening of the electromagnetic field in the region of the head of a person whose ear is close to the acoustic output occurs due to the spatial interaction of the radiation fields of the antenna 2 and the secondary radiation of the excited director passive vibrator.
При этом происходит перераспределение энергии, излучаемой антенной 2, таким образом, что часть ее, вместо потерь на поглощение телом человека, направляется на полезное излучение в других направлениях, улучшая диаграмму направленности антенны, что эквивалентно повышению КПД антенны и дополнительно приводит к увеличению устойчивости и дальности радиосвязи. In this case, the energy radiated by the antenna 2 is redistributed, so that part of it, instead of losses by absorption by the human body, is directed to useful radiation in other directions, improving the antenna radiation pattern, which is equivalent to increasing the antenna efficiency and additionally increasing stability and range radio communications.
Если угол между осями антенны 2 и директорного пассивного вибратора находится в пределах 0-45o, можно надеяться на эффективную защиту пользователя от электромагнитного облучения, при превышении этого значения эффективность защиты снижается.If the angle between the axes of the antenna 2 and the director passive vibrator is in the range of 0-45 o , we can hope for effective protection of the user from electromagnetic radiation, if this value is exceeded, the protection efficiency decreases.
Экспериментальный подбор размеров, расстояния до антенны и пространственной ориентации директорного пассивного вибратора для определенного типа радиотелефонов производят следующим образом. The experimental selection of sizes, distance to the antenna, and spatial orientation of the director passive vibrator for a certain type of cordless phone is as follows.
1. Подготавливают к работе измеритель напряженности электромагнитного поля, работающий в диапазоне частот радиотелефона, в котором предполагается предусмотреть возможность защиты пользователя от электромагнитного излучения. 1. Prepare for operation an electromagnetic field strength meter operating in the frequency range of the radiotelephone, in which it is intended to provide for the possibility of protecting the user from electromagnetic radiation.
2. Устанавливают радиотелефон на столе из диэлектрического материала, свободном от металлических предметов, и включают радиотелефон в режиме передачи. 2. Install the radiotelephone on a table of dielectric material free of metal objects, and turn on the radiotelephone in transmission mode.
3. Подготавливают вибратор из алюминиевой или медной проволоки, диаметром 0,5 - 1 мм, (или полосы указанной толщины и шириной до 10 мм), и длиной порядка половины средней длины волны диапазона рабочих частот радиотелефона, а также приспособления из высокочастотного изоляционного материала для временного механического закрепления вибратора в различных положениях у корпуса радиотелефона. 3. Prepare a vibrator of aluminum or copper wire with a diameter of 0.5 - 1 mm (or a strip of the specified thickness and width up to 10 mm), and a length of about half the average wavelength of the operating frequency range of the radiotelephone, as well as devices made of high-frequency insulating material for temporary mechanical fastening of the vibrator in various positions near the housing of the radiotelephone.
4. Попеременно располагая вибратор на задней, верхней или боковых плоскостях радиотелефона, разворачивая и перемещая его относительно оси антенны, добиваются снижения уровня высокочастотного электромагнитного излучения у выходных звукоизлучающих отверстий на корпусе радиотелефона. 4. Alternately placing the vibrator on the back, top or side planes of the radiotelephone, turning and moving it relative to the axis of the antenna, they achieve a decrease in the level of high-frequency electromagnetic radiation at the output sound-emitting openings on the radiotelephone body.
5. После выбора оптимального расположения директорного пассивного вибратора на корпусе радиотелефона, добиваются минимального уровня измеряемого электромагнитного излучения путем уменьшения длины вибратора. 5. After choosing the optimal location of the director passive vibrator on the body of the radiotelephone, achieve the minimum level of the measured electromagnetic radiation by reducing the length of the vibrator.
Директорные пассивные вибраторы в виде штыря применяют для радиотелефонов, работающих на фиксированных радиочастотах или в узкой полосе частот, а вибраторы в виде полосы - для радиотелефонов, работающих в более широкой полосе частот. Director passive vibrators in the form of a pin are used for radiotelephones operating at fixed radio frequencies or in a narrow frequency band, and vibrators in the form of a strip are used for radiotelephones operating in a wider frequency band.
После определения формы, размеров и расположения директорного пассивного вибратора на радиотелефоне, изготавливают его либо в виде отдельной съемной конструкции для наружного крепления на корпусе конкретного радиотелефона в условиях эксплуатации, либо монтируют его внутри корпуса при изготовлении или модернизации радиотелефона. After determining the shape, size and location of the director passive vibrator on the radiotelephone, it is made either as a separate removable structure for external mounting on the housing of a particular radiotelephone in operating conditions, or mounted inside the case when manufacturing or upgrading the radiotelephone.
В приведенном примере размеры, форма и расположение пассивного резонансного вибратора на корпусе радиотелефона фирмы "SIEMENS" типа "S4" определены экспериментально в соответствии с предлагаемым способом. In the above example, the dimensions, shape and location of the passive resonant vibrator on the body of the radiotelephone company "SIEMENS" type "S4" are determined experimentally in accordance with the proposed method.
На фиг. 2 приведена схематичная нормированная диаграмма, на которой в (дБ) в отдельных точках у поверхности головы вокруг правого уха человека изображено распределение плотности потока мощности электромагнитного поля от антенны сотового телефона относительно максимального значения. За 0 дБ принято максимальное измеренное значение плотности потока мощности. In FIG. Figure 2 shows a schematic normalized diagram in which in (dB) at individual points near the surface of the head around the right ear of a person the distribution of the density of the power flux of the electromagnetic field from the antenna of the cell phone is shown relative to the maximum value. For 0 dB, the maximum measured value of the power flux density is taken.
Так как провести подобные точечные измерения при помощи имеющихся отечественных и зарубежных измерительных приемников невозможно из-за относительно больших габаритов их измерительных антенн, измерения проводились при помощи специально изготовленного датчика электромагнитного поля, собранного по типовой схеме и представляющего собой открытый колебательный контур, настроенный на частотный диапазон сотового телефона 900 + 20 Мгц, нагруженный на амплитудный детектор и соединенный тонким кабелем с цифровым мультиметром типа М1000 фирмы MASTECH, работающим в режиме измерения напряжения постоянного тока. Датчик был размещен во фторопластовом корпусе, имеющем форму цилиндра, диаметром 6 мм и высотой 15 мм, и откалиброван по стандартному измерителю напряженности электромагнитного поля. Разновидности подобных датчиков используются в антенной технике для измерения распределения электромагнитного поля вблизи антенн и фидерных линий. Since it is impossible to carry out such point measurements using available domestic and foreign measuring receivers due to the relatively large dimensions of their measuring antennas, the measurements were carried out using a specially manufactured electromagnetic field sensor assembled according to a standard scheme and representing an open oscillatory circuit tuned to the frequency range a 900 + 20 MHz cell phone loaded on an amplitude detector and connected by a thin cable to a MASTEC type M1000 digital multimeter H, operating in the mode of measuring DC voltage. The sensor was housed in a fluoroplastic housing having the shape of a cylinder, with a diameter of 6 mm and a height of 15 mm, and calibrated using a standard electromagnetic field strength meter. A variety of such sensors are used in antenna technology to measure the distribution of the electromagnetic field near antennas and feeder lines.
Измерения проведены при помощи описанного выше измерительного прибора на человеке, удерживающем при проведении сеанса связи правой рукой в рабочем положении около правого уха сотовый телефон типа "S4" с выдвинутой антенной, не имеющий защиты человека от электромагнитного излучения. The measurements were carried out using the measuring device described above on a person holding a "S4" type cell phone with an extended antenna, which does not have human protection against electromagnetic radiation, during a communication session with his right hand in the working position near his right ear.
Из диаграммы видно, что максимального уровня электромагнитное излучение достигает в центре ушной раковины у наружного слухового прохода. The diagram shows that the maximum level of electromagnetic radiation reaches the center of the auricle at the external auditory canal.
На фиг. 3 показана аналогичная диаграмма для сотового телефона, обеспеченного защитой человека от электромагнитного излучения в соответствии с предлагаемым способом. In FIG. 3 shows a similar diagram for a cell phone that is protected from electromagnetic radiation in accordance with the proposed method.
Диаграмма показывает, что предлагаемый способ обеспечивает эффективную защиту человека от электромагнитного излучения сотового телефона, ослабляя плотность потока мощности электромагнитного поля в измеренной области головы человека в среднем на 32 дБ, причем в центре и в отдельных точках вокруг ушной раковины ослабление достигает 70-80 дБ. The diagram shows that the proposed method provides effective protection of a person from electromagnetic radiation of a cell phone by attenuating the power density of the electromagnetic field in the measured area of the human head by an average of 32 dB, with attenuation reaching 70-80 dB in the center and at individual points around the auricle.
На фиг. 4 изображены сравнительные нормированные диаграммы направленности, снятые в горизонтальной плоскости при помощи измерительного приемника типа SMV 8,5 фирмы RFT в дальней зоне на расстоянии 30 м от сотового телефона типа "S4", размещенного на пользователе в рабочем положении около правого уха при проведении сеанса связи. In FIG. Figure 4 shows comparative normalized radiation patterns taken in the horizontal plane using an RFT type SMV 8.5 measuring receiver in the far zone at a distance of 30 m from a S4 cell phone placed on the user in the working position near the right ear during a communication session .
При снятии диаграмм пользователь был обращен лицом в направлении 0o. За "1" принято максимальное значение напряженности электрического поля.When removing the diagrams, the user was facing in the direction of 0 o . For "1" is the maximum value of the electric field strength.
Сплошной линией изображена диаграмма направленности антенны сотового телефона без защиты пользователя от электромагнитного излучения, а пунктирной линией - для сотового телефона, снабженного защитой пользователя от электромагнитного излучения в соответствии с предлагаемым способом. The solid line shows the radiation pattern of the antenna of a cell phone without protecting the user from electromagnetic radiation, and the dotted line shows a cell phone equipped with user protection against electromagnetic radiation in accordance with the proposed method.
Анализ диаграмм фиг. 4 показывает, что предлагаемый способ защиты пользователя от электромагнитного излучения улучшает диаграмму направленности сотового телефона, усиливая излучение в направлении основных лепестков диаграммы на величину от 1 до 4 дБ, что приводит к увеличению устойчивости и дальности радиосвязи, за счет уменьшения потерь при облучении тела человека. The analysis of the diagrams of FIG. 4 shows that the proposed method of protecting the user from electromagnetic radiation improves the radiation pattern of a cell phone by amplifying radiation in the direction of the main lobes of the diagram by 1 to 4 dB, which leads to an increase in the stability and range of radio communications, due to a decrease in losses due to irradiation of the human body.
Эксплуатационным недостатком приведенного примера является наличие на сотовом телефоне дополнительного директорного пассивного вибратора, однако он имеет небольшие размеры, не влияет на работу телефона в сложенном положении, а его наличие компенсируется эффективной защитой человека от электромагнитного излучения. An operational drawback of this example is the presence of an additional director passive vibrator on the cell phone, however, it is small in size, does not affect the phone's operation when folded, and its presence is compensated by the effective protection of the person from electromagnetic radiation.
Таким образом, заявляемые изобретения устраняют указанные недостатки ближайшего аналога и позволяют достигнуть поставленный технический результат. Thus, the claimed invention eliminates these disadvantages of the closest analogue and allows you to achieve the technical result.
Claims (13)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99103032A RU2140689C1 (en) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | Radiophone incorporating electromagnetic radiation protection for user |
| AU28353/00A AU2835300A (en) | 1999-02-19 | 2000-02-09 | Radiotelephone with a user's protection against electromagnetic radiation and variants |
| PCT/RU2000/000044 WO2000049678A1 (en) | 1999-02-19 | 2000-02-09 | Radiotelephone with a user's protection against electromagnetic radiation and variants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99103032A RU2140689C1 (en) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | Radiophone incorporating electromagnetic radiation protection for user |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2140689C1 true RU2140689C1 (en) | 1999-10-27 |
Family
ID=20215972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99103032A RU2140689C1 (en) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | Radiophone incorporating electromagnetic radiation protection for user |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2835300A (en) |
| RU (1) | RU2140689C1 (en) |
| WO (1) | WO2000049678A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2622512C1 (en) * | 2016-08-29 | 2017-06-16 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем" | Antenna for portable radio station |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2699773A1 (en) * | 1992-12-17 | 1994-06-24 | Alsthom Cge Alcatel | Portable radio transmitter. |
| US5367309A (en) * | 1993-07-09 | 1994-11-22 | Richard Tashjian | Cellular phone shield |
| WO1996005682A2 (en) * | 1994-08-01 | 1996-02-22 | Luxon Norval N | Radiation shielding and range extending antenna assembly |
-
1999
- 1999-02-19 RU RU99103032A patent/RU2140689C1/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-02-09 AU AU28353/00A patent/AU2835300A/en not_active Abandoned
- 2000-02-09 WO PCT/RU2000/000044 patent/WO2000049678A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. AU-B-34284/95, 29.05.97. 2. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2622512C1 (en) * | 2016-08-29 | 2017-06-16 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем" | Antenna for portable radio station |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2000049678A1 (en) | 2000-08-24 |
| AU2835300A (en) | 2000-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5550552A (en) | Radiation shield | |
| US6341217B1 (en) | Portable telephone with shielded transmission antenna | |
| US7099631B2 (en) | Mobile phone having reduced specific absorption rate (SAR) using an antenna housed to ensure enhanced antenna gain | |
| EP1430565B1 (en) | Wireless terminal | |
| TW200503507A (en) | Method and apparatus for reducing SAR exposure in a communications handset device | |
| JP3809474B2 (en) | Wireless antenna with high antenna efficiency | |
| JPH09500246A (en) | Cordless wireless communication device and antenna | |
| Bank et al. | The development of a cellular phone antenna with small irradiation of human-organism tissues | |
| KR100297225B1 (en) | Hand-held communication equipment with a radiation shielding antenna apparatus | |
| US20040198415A1 (en) | Mobile phone of reducing radiation injury | |
| RU2140689C1 (en) | Radiophone incorporating electromagnetic radiation protection for user | |
| WO1998021778A1 (en) | A field controlled resonator | |
| JP3293407B2 (en) | Portable radio | |
| JP3275473B2 (en) | Mounting structure of antenna for portable communication device | |
| KR101246752B1 (en) | Apparatus for reducing electromagnetic waves and mobile terminal including the same | |
| KR100578465B1 (en) | Antenna set capable of decreasing emi and mobile phone having the same antenna set | |
| US9900411B2 (en) | Wireless electronic communication devices, in particular, mobile phones | |
| KR100340040B1 (en) | The projecting case of mobile phone | |
| RU2150771C1 (en) | Radiophone antenna screen | |
| JP2003037411A (en) | Portable radio equipment | |
| JP4103296B2 (en) | Antenna device for portable mobile communication device | |
| JP2005136521A (en) | Wireless communication apparatus and antenna characteristic improvement method therefor | |
| JP2004304440A (en) | Portable wireless terminal device | |
| KR20050088399A (en) | Antenna set capable of decreasing emi and mobile phone having the same antenna set | |
| JP2005124043A (en) | Portable communication terminal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090220 |