Игорь Белецкий сделал интересный эксперимент, который наглядно демонстрирует мощность электромагнитного излучения телефона. Многие знают, что в момент в связи с базовой станцией мобильный телефон посылает самый мощный сигнал. В некоторых случаях его пик может достигать 1-2 ватт. Как это увидеть? Для этого нам понадобится обыкновенной светодиод, для большего эффекта в эксперименте использованы крупный супер яркий белый светодиод. Свч диод в данном случае d604. Кусочек провода длиной 8-10 сантиметров.

Диоды соединяются встречно-параллельно методом скрутки, потому что паять свч диоды нельзя. И потом к одному из концов крепится провод антенна. Выглядит все это вот так.

В схеме нет никаких источников питания. Светодиод должен дать свет, только используя энергия электромагнитного излучения вашего смартфона.

Сделаем звонок и приложим к телефону самодельный детектор сигнала. Вызов пошел, и мы можем наблюдать, как передатчик телефона начал подавать сигнал к базовой станции. Световые импульсы очень сильные. Чем дальше будете находиться от станции связи, тем сильнее будет исходящий сигнал вашего телефона.

К сожалению камера снимает с определенной частотой кадров. Многие световые импульсы просто не попадают в кадр. К тому же теряется яркость. В живую светодиод светится практически непрерывно и, действительно, супер ярко. Как же это работает?
Если мы возьмем медную катушку и поднесем к ней магнит, то получится такой же свечение. Другими словами, у нас огромная антенна катушки из тонкого провода с большим количеством витков, и магнитное поле, изменяющееся с низкой частотой.
А в эксперименте маленькая антенна, на магнитное поле изменяется с высокой частотой. И получается тот же результат. Чтобы зажечь такой светодиод, нужно совсем мало энергии. Но, учтите, все же большая ее часть прошла мимо этой маленькой антенны.

Если не получится достать свч диод, просто возьмите самый доступный диод 1n 4148. Соберите по той же схеме и тоже заметите эффект. Ну, правда, не так ярко.

Какой из этого можно сделать вывод? Когда вы набрали номер абонента, дождитесь, когда он ответит. Это будет видно на экране. А потом уже прикладывайте телефон к уху. Мощность сигнала, конечно, мизерная. Но все-таки. Это практически маленькая микроволновка.

Источник: youtu.be/NxZPp6ia8Ts

Ученые: производители обманывают о мощности излучения мобильных телефонов

Для некоторых это может быть не новость, но поколению «смартфонов» излучение сотового телефона может создать большие проблемы.

Согласно новым исследованиям, риск развития рака из-за излучения сотового телефона очень велик. Хотя скептики могут сказать, что доказательства, полученные путём проведения опытов на животных не совсем убедительны, кто захочет пренебречь осторожностью, когда дело касается рака?

Известно, что ионизирующее излучение - например, от рентгеновских аппаратов - может увеличить риск онкологических заболеваний из-за эффекта «дробления», который оно оказывает на клетки. Но риски, связанные с неионизирующим радиочастотным излучением (радиоизлучением) сотовых телефонов измерить сложнее. Как сообщается в Scientific American , радиоизлучение сотовых телефонов точно имеет одно биологическое воздействие: оно нагревает ткани возбуждёнными молекулами.

В ходе недавних исследований, проведённых учёными из Национальной программы по токсикологии (NTP) этот риск был изучен более тщательно. Полученные данные показали, что крысы, подвергавшиеся радиочастотному излучению в течение длительного времени, стали более восприимчивы к развитию редкого типа опухоли, известной как «шваннома». Шваннома - это опухоль из клеток Шванна, которые являются особым типом нейронов в периферической нервной системе. Также были выявлены доказательства других видов рака.

Во время исследования, которое проводилось в течение двух лет, опытам подверглись 3 000 крыс. На сегодняшний день это крупнейшее исследование радиочастотного излучения и рака в США. Учёные NTP воздействовали на животных радиоволнами с частотой 900 МГц и 1900 МГц в течение примерно 9 часов в день с мощностью от 1 до 10 Вт на килограмм веса в «близком радиусе действия», имитируя воздействие на человека сотового телефона.

В результате эксперимента выяснилось, что после излучения с частотой 900 МГц самцы крыс стали более восприимчивыми к злокачественным новообразованиям шванномы сердца. Также были получены доказательства злокачественной глиомы головного мозга у самок крыс. Другие виды рака были очевидны как у самцов, так и у самок, хотя связь была неясной. С другой стороны, у обоих полов после воздействия такого радиационного облучения проявились нераковые виды опухолей.

При частоте 1900 МГц сомнительные признаки рака лёгких, печени и других органов также стали очевидными.

Ещё одно исследование, приведённое итальянскими учёными из , показало, что радиационное излучение при «дальнем радиусе воздействия» также влияет на здоровье крыс. Такой тип воздействия имитировал беспроводное радиоизлучение, которому мы подвергаемся круглые сутки. Интересно, что в этом исследовании были получены аналогичные результаты: у самцов крыс было значительно больше шансов «заработать» шванномы сердца.

Кроме того, прошлые исследования показали, что количество радиации, излучаемой сотовыми телефонами, значительно выше , чем заявляют производители.

Про антенну для тф.

Мифы мобильной связи. Миф первый или рассказ о “чувствительности”

Вместе с появлением первых мобильных телефонов, еще аналоговых стандартов среди пользователей стало популярным обсуждать, насколько велика чувствительность у той или иной модели. Под этим термином понималось буквально, как хорошо работает аппарат в условиях слабого сигнала, например, в подвалах или на границе зоны покрытия. Соответственно при выборе телефона старались ориентироваться на модели, которые обладали лучшими характеристиками, обеспечивая связь даже там, где другие модели пасовали. Действительно, чувствительность в обывательском понятии этого слова для аналоговых стандартов играет роль, так как качество связи зависит от многих факторов, в частности мощности передатчика телефона, уровня заряда батареи и характеристик разряда, погоды на улице, и других. Собственно так и сложился стереотип, который довлеет сейчас над сознанием рядового потребителя.

Аналоговые стандарты связи вытеснил в нашей стране GSM, т.е. цифровой стандарт, но разговоры о «чувствительности» аппаратов не утихли. Давайте вместе попытаемся рассмотреть из чего складываются подобные обсуждения и какие доводы могут приводить абоненты различных сетей в подтверждение «различной чувствительности» аппаратов. В качестве предыстории хочется отметить, что, как и любой другой стандарт, GSM претерпел несколько фаз развития. На первом этапе становления, несмотря на существующие параметры, описанные в стандарте для терминалов, не все производители соблюдали их. Причина крылась в том, что требовалась перенастройка производства, создание новой элементной базы, обучение инженеров работе с ней. Многие принципы построения терминалов были взяты из опыта создания аналоговых трубок. Но в этом заключалась только половина проблемы, другая половина была предсказуемой и ожидаемой. В момент появления GSM-сети имели худшее покрытие, нежели уже существовавшие аналоговые сети, к примеру, NMT или AMPS. Как результат абоненты таких сетей получали за сравнимые деньги ли даже большие худший сервис, так как их телефоны работали не везде.

Самым очевидным и простым путем решения этого вопроса, помимо расширения зоны покрытия оператора стало увеличение мощности передатчика установленного в абонентском терминале, т.е. обычном телефоне. Это приводило к повышенному расходу энергии, телефон работал при интенсивном использовании один, два дня. Пользователи того времени зачастую хвастались насколько у них мощные аппараты по тому, как много наводок в аудиоаппаратуре или мониторах они вызывали при входящем звонке. Зачастую колонки начинали хрипеть даже в случае, когда человек находился в паре метров от них. Каждый производитель самостоятельно определял, какой мощности передатчик устанавливать в ту или иную модель, зачастую решение принималось на основании просьб оператора, который заказывал крупную партию аппаратов. Следует оговориться, что на тот момент существовали ограничения по максимальной мощности терминалов, но они были весьма либеральными для производителей. Показательным примером может служить тот факт, что одна из моделей от Motorola работала в московском метро еще в 1996 году, на станциях с небольшой глубиной залегания (к примеру, Войковская, Речной Вокзал). На тот момент в метро не было установлено базовых станций операторов, сигнал телефон принимал с поверхности земли.

Высокая мощность передатчика в GSM-терминалах помимо устойчивой связи приводила и к воздействию на организм, причем так и не была доказана безвредность или пагубность такого влияния. Тем не менее, первая волна GSM-телефонов спала, операторы успели обеспечить приемлемое покрытие, как в черте города, так и за ним, они стали конкурентны с аналоговыми сетями. Надобность в завышении мощности передатчиков отпала сама собой. С этого момента сравнивать чувствительность аппаратов стандарта GSM стало бесполезным, так как начался бурный процесс стандартизации.

По моим воспоминаниям с конца 1997, начала 1998 года стали появляться телефоны новой формации, они отличались увеличенным временем работы в режиме ожидания, а обладали теми же аккумуляторами, что и их предшественники. Увеличенное время работы можно объяснить улучшенным покрытием в сетях операторов, работой в двух диапазонах (GSM900/1800), а также постепенным снижением мощности передатчиков. К середине 1999 года процесс принял лавинообразный характер, и большинство производителей внутри своих продуктовых линеек привели мощность терминалов к общему знаменателю.

Другой причиной побудившей их к таким действиям стал интерес потребителей к воздействию излучения на организм, появлению такой величины как SAR (Specific Absorption Rates), которая непосредственно связана с мощностью аппарата. SAR – это уровень излучения (эмиссии) в ваттах на килограмм ткани (Вт/кг). Попросту говоря, SAR показывает, как много излучения поглощается телом. До 2001 года величина SAR, закрепленная законодательно, была достаточно большой - в Великобритании, к примеру, верхний порог был равен 10 Вт/кг. В реальности телефоны излучали на тот момент меньше, принятие более жестких норм не вело к изменению в конструкции телефонов. Поэтому производители с удовольствием помогли такие нормы сформировать, ведь в этом случае претензий к ним со стороны потребителей быть просто не могло, они выполняли все предписания правительств различных стран. Создав положительный имидж себе, тем не менее, компании помогли невольно организовать реально действующую систему измерений излучения, которая приносит свои плоды уже сейчас. Ни один производитель не может продавать мобильный телефон в США или Европе, если в инструкции не указан уровень излучения. В Европе максимальный уровень SAR равен 2 Вт/кг (при измерении на 10 грамм ткани), в Австралии и США - 1,6 Вт/кг (при измерении на 1 грамм ткани).

Чем меньше значение SAR, тем априори безопаснее телефон, хотя его воздействие на организм так и не было доказано. Производители включились в гонку за наименьшие показатели SAR, в течение последующих лет многие страны обязали их указывать соответствующее значение SAR в инструкциях на телефоны. С конца 2002, начала 2003 года многие западные потребители при выборе аппарата начинают ориентироваться на значение SAR, подталкивая производителей к еще большому снижению этой величины.

В рамках этого материала нас интересует именно снижение мощности аппаратов, которое и произошло. Более того, последние тенденции таковы, что производители строят свой модельный ряд на основе одной и той же технологической платформы. Примером, могут служить телефоны Nokia 6610/6100/7210/7250/5100, все они имеют одинаковую «железную» начинку, а также программное обеспечение, отвечающее за связь (этот программно-аппаратный комплекс получил название платформа 40). Сравнивать «чувствительность» у этих аппаратов глупо, она будет одинаковой или очень близкой. Другие производители также снижают свои издержки и строят свой модельный ряд на одной платформе, что позволяет стандартизовать его.

Внимательный читатель, дочитавший материал до этого места уже имеет множество вопросов. Он может сказать, что все это теория, а на практике все телефоны ведут себя по-разному, одни работают лучше, а другие хуже. Давайте попытаемся разобраться, в чем тут может быть дело.

Во-первых, нужно понимать, что каждый телефон имеет программное обеспечение, отвечающее за работу с сетью, оно непосредственно влияет на настройки приемопередающей части телефонов. Существуют заводские настройки, они, как правило, наиболее оптимальны, что обеспечивает устойчивую работу телефона в различных сетях. В условиях сервисных центров при изменении программного обеспечения или без такового телефон может быть настроен для работы в конкретной сети, он получает оптимальные настройки под эту сеть. В большинстве случаев эта процедура излишня, так как заводские настройки подходят к 99 из 100 сетей, аппарат прекрасно в них работает.

Проблема может возникнуть, если кто-то самостоятельно покопался в программном обеспечении телефона, не имея нужных инструментов, навыков и знаний. В этом случае аппарат может работать, как угодно, например, постоянно терять сеть, обрывать разговоры, в динамике вы можете слышать постоянное эхо и тд. Такие проблемы изредка наблюдаются у разлоченных аппаратов, поставленных «в серую» и изначально предназначенных для работы в определенных сетях, например, Orange, Vodafone. При этом не подвергшиеся модификации операторские аппараты прекрасно работают в различных сетях.

Другой интересный момент связан с прототипами моделей, которые еще не поступили в широкую продажу. Любая компания до начала официальных продаж, изготавливает несколько тысяч инженерных образцов, которые служат для натурных испытаний, тестирования программного обеспечения. Иногда такие телефоны попадают в продажу, но продавцы не упоминают о том, что они украдены, а во-вторых, зачастую нестабильно работают, не обеспечивая устойчивую связь. Это проблема именно прототипов, а отнюдь не серийных образцов. Значение SAR для таких аппаратов зачастую превышает все мыслимые нормы. Справедливости ради, стоит сказать, что проблема с прототипами не так широка, так как их не очень много на рынке, это скорее единичные продажи.

Пример другого рода. Вы с друзьями отправились в ресторанчик, который находится в подвале, у них телефоны работают, а вот у вас нет. Первое объяснение может быть самым простым, у вас разные операторы, так у одного есть поблизости базовая станция, а у вашего оператора ее нет. При этом надо помнить, что судить о качестве связи по количеству «палок» на экране нельзя, у разных моделей телефонов различная скорость обновления этой информации. Так, вы можете по идее спуститься в метро, где нет сети, а телефон все еще будет показывать ее наличие. Попытка позвонить естественно ничего не даст. Наиболее реальной проверкой может служить только попытка позвонить, и только она.

Как ни странно это звучит, но работа в сети может зависеть от заряда вашего аккумулятора, так в условиях устойчивого сигнала вы можете принимать звонки, сами звонить. В условиях неустойчивой связи, когда требуется пиковая нагрузка на передатчик телефона, аккумулятор может не обеспечить необходимое напряжение (это касается отнюдь не новых аппаратов, а скорее тех, что в использовании больше полутора двух лет).

Другой причиной для ухудшения связи может служить чехол телефона, так некоторые китайские модели имеют напротив антенны аппарата (особенно если она внутренняя) всевозможные металлические заклепки и держатели. Они, конечно же, ухудшают качество связи, телефон увеличивает мощность, чтобы обеспечить устойчивое соединение.

Если вы прикрываете во время разговора антенну рукой, то мощность также увеличивается, так как идет ослабление сигнала. Учитывая, что телефоны стали небольшими по размерам, прикрыть антенну рукой очень легко. Это изменяет чувствительность аппарата минимум на 4-5 дБ. А как показывают испытания всех современных телефонов различия между ними как раз и укладываются в те самые 4-5 дБ. В свою очередь на испытаниях 4-5 дБ вписываются в статистическую погрешность, термин чувствительности перестает быть объективным и переходит в субъективную плоскость. Можно продолжать приводить примеры, но на этом позвольте остановиться, отметив лишь, что по качеству связи телефоны с внешней антенной и встроенной не отличаются, это другой миф мобильной связи.

Современные телефоны обеспечивают хорошее качество связи, но если в вашем аппарате постоянно слышны шумы, треск, эхо, связь обрывается, собеседник вас не слышит, то самое время обратиться в сервисный центр. Видимо какие-то проблемы с вашим телефоном, конкретным образцом, а отнюдь не всеми подобными аппаратами этого производителя. Для того, чтобы делать глобальные выводы необходимо как минимум протестировать несколько таких телефонов из различных заводских партий.

И, напоследок, расскажу, как зачастую пользователи определяют чувствительность на глазок. Так, давно всем известный телефон Sony Ericsson T68i зарекомендовал себя, как надежный аппарат, не имеющий со связью проблем. Эта платформа была лицензирована другим крупным производителем, на основе нее выпущена модель того же класса. Пользователи утверждают, что Т68i работает лучше, чем этот аппарат, он более чувствительный. По нашей просьбе это утверждение было проверено в лабораторных условиях, аппараты, как и ожидалось, показали сходные результаты. Так, что чувствительность это всего лишь психологическая, а отнюдь не объективная категория.

Удобная, доступная сотовая связь является неотъемлемым атрибутом жизни нынешнего поколения. Мобильными телефонами пользуются дети, взрослые и «глубокие» пенсионеры. Но мало кто задумывается, что за комфорт общения с помощью сотовых аппаратов мы расплачиваемся не только деньгами.

Бытует мнение, что мобильная связь, являясь, наряду с микроволновой печью, радиотелефоном и телевизором источником СВЧ-излучения, оказывает негативное действие на здоровье человека. Будем разбираться так ли это, и как минимизировать этот вред, не лишая себя этого великолепного гаджета?

Почему мобильный телефон вреден

Для сотовой связи во всём мире используют микроволновый диапазон частот - от 300 МГц до 3 ГГц. Давайте подробно выясним, как конкретно влияет на человеческий организм излучение от сотового телефона.

В отличие от других бытовых приборов мобильник в момент работы располагается почти вплотную к мозгу и глазу. Поэтому негативное влияние на организм человека излучений сотового телефона несравненно больше чем влияние, скажем, компьютера или телевизора.

Излучение, которое генерирует мобильная трубка, поглощается тканями головы - клетками мозга, сетчаткой глаза и всеми зрительными и слуховыми структурами.

Чем больше времени абоненты по обе стороны сотовой связи ведут деловую или светскую беседу, тем сильнее нагреваются у них ткани от воздействия электромагнитных волн. Кумулятивный эффект, свойственный этому излучению, со временем весьма неблагоприятно скажется на функционировании всех органов и систем человека.

Наш мозг можно сравнить с гигантским органическим компьютером, внутри которого постоянно происходят сложнейшие биоэлектрические процессы. Воздействие на них высокочастотного внешнего электромагнитного поля не может пройти без последствий.

Облучение имеет место в течение всего времени общения, поскольку одна частота генерируется вашим мобильником, а другая - мобильным устройством вашего собеседника. Причём самый сильный сигнал, а соответственно и наибольшая мощность излучения мобильного телефона, идёт при подаче и приёме вызова.

Особое внимание следует уделять безопасности детей при их общении с сотовым аппаратом. Иммунная система детей находится в стадии становления и вред, наносимый СВЧ-излучениями, может вызвать у ребёнка головные боли, потерю памяти, расстройство в режиме сна и бодрствования, повышенную нервозность.

Для характеристики воздействия радиоизлучения, оказываемого мобильным телефоном на человека, введено специальное понятие - SAR (Specific Absorption Rate). Эта величина численно равна поглощённому человеческим организмом излучению, приходящемуся на 1 килограмм его веса.

Единицей её измерения служит Вт/кг. В странах Евросоюза принята норма 2 Вт/кг.

В момент установки соединения SAR будет выше, так как в это время мобильное устройство работает с большей мощностью.

На мобильных аппаратах последних поколений производители обязательно предупреждают пользователей о возможном негативном влиянии их продукции и указывают величину SAR.

Для визуальной индексации СВЧ-излучения можно приобрести специальную наклейку-индикатор либо самостоятельно собрать устройство, по одной из схем, в большом количестве предлагаемых умельцами-радиолюбителями.

Защита от излучения мобильного телефона

Изучением влияния сотовых телефонов занимаются специалисты в разных уголках мира. Поступающая от них информация часто противоречива. Большинство из них подтверждают наличие вреда от мобильного телефона и предлагают способы защиты от его излучения.

Немецкие учёные тестировали влияние мобильных устройств на людей, живущих с имплантированными кардиостимуляторами. Их вывод - не рекомендуется носить мобильник рядом со вживлённым искусственным водителем ритма, тем более приближать, когда тот находится в активном режиме.

Итак, что следует предпринять для защиты от излучений мобильного телефона? Необходимо стараться соблюдать следующие правила:

Как защититься от излучения мобильного телефона поможет и знание следующих нюансов.

1. В верхней части экрана располагается индикатор уровня приёма, то есть СВЧ-излучения мобильного телефона, в виде нескольких вертикальных полосок. Когда высвечиваются все полоски - условия для приёма наиболее благоприятные. Беседуйте на здоровье. Но не забывайте располагать трубку вертикально, держа её за нижнюю часть. При уменьшении числа светящихся полосок - подойдите к окну, условия приёма улучшатся, а мощность излучения станет уменьшаться. Внимательное отношение к показаниям этого индикатора подскажет как проверить излучение телефона.
2. Используйте оптимальный режим пользования, учитывая, что количество излучаемой СВЧ-энергии уменьшается в следующем порядке: вызов абонента, интернет, приём СМС, разговор, различные запросы, режим ожидания.

Вредно ли излучение от вышки сотовой связи

Вышки сотовой связи (антенны) - это приемопередатчики радиосигналов, с помощью которых поддерживается связь с абонентскими сотовыми телефонами. Они разрешены для установки на любых зданиях, в том числе и на жилых домах. Давайте выясним вредно ли излучение от вышки сотовой связи.

Для жителей здания, на котором установлена такая антенна, она не представляет никакой опасности, поскольку диаграмма распределения излучения направлена горизонтально. Но даже в самой «опасной» 30-метровой зоне максимальная величина излучения меньше общепринятой в Евросоюзе нормы 2 Вт/кг. А в удалении 150 м от вышки уровень излучения таков же, как и в 2 м от сотового телефона.

Кроме того, необходимо учитывать:

• что излучение угасает прямо пропорционально квадрату удаления от антенны;
• оконное стекло ослабляет сигнал в 2,5 раза;
• бетонная стена - в 32 раза.

Имеющиеся данные позволяют утверждать, что излучение от вышек сотовой связи никакого вреда здоровью не причиняют.

Скорее, наоборот, чем ближе такое сооружение к владельцу мобильного аппарата, тем меньше мощность сигнала, необходимого для установления связи и вред от мобильника будет менее значительным.

Вопрос о том, как уменьшить излучение от телефона не перестаёт волновать производителей этой техники и потребителей. Хотя некоторые психологи считают, что степень вреда, наносимым СВЧ-излучением мобильников напрямую зависит от мнительности владельца аппарата. Вполне возможно, наличие психологической составляющей, в негативном воздействии этих излучений на человека. Но соблюдение правил эксплуатации и безопасности, минимизирует отрицательное влияние вашего мобильника, если таковое все же имеется.

Вызвала явный интерес читателей. Однако базовые станции, как правило, находятся далеко от нас - висят на вышках и зданиях. А мобильные телефоны, планшеты и другие мобильные терминалы, которые тоже являются источниками радиоизлучений, мы носим с собой и даже прикладываем к голове во время разговора. К сожалению, тема излучения мобильных телефонов уже обросла множеством ложных мифов и легенд, которые порождены иногда невежеством или некомпетентностью, а иногда и созданы намеренно, возможно даже с неблагородными целями.

Ниже вы найдёте:

• Анализ выходных мощностей излучаемых мобильными терминалами (телефонами, модемами, роутерами и т.д.) поддерживающими GSM, UMTS, LTE, Bluetooth, Wi-Fi;
• Разбор мифов и легенд, возникших вокруг этой темы;
• Как избегать излишнего воздействия излучений в типичных ситуациях пользования мобильной связью.

Сначала рассмотрим нормативы на излучение мобильных терминалов GSM-UMTS-LTE, и как происходит управление выходной мощностью в сетях, основанных на этих технологиях радиодоступа. А затем уже обратимся к рассмотрению мифов и легенд, которые возникли и созданы вокруг этой темы.

Поскольку и нормативы на выходную мощность, и управление выходной мощностью различны для разных технологий радиодоступа, рассмотрим каждую технологию отдельно.

Чтобы не утонуть в мелких деталях, которые важны лишь для специалистов, я затрону только наиболее важные моменты.

GSM

Рисунок 1. Таблица выходных мощностей мобильных терминалов GSM.

Однако на практике, в настоящее время мобильные терминалы выпускаются только с выходной мощностью до 2 Вт в диапазоне GSM 900, и до 1 Вт в диапазоне GSM 1800 (который по старой памяти называют еще и DCS 1800).

Уместно ещё вспомнить, что в сети GSM используется частотно временной принцип разделения каналов (FDMA/TDMA). Передатчик мобильного терминала излучает в определенной полосе частот, но излучает не непрерывно, а лишь в течение определенных интервалов времени (таймслотов). В режиме разговора, излучение происходит лишь в один интервал из 8 (или из 16, если используется режим Half Rate), а значит усредненная выходная мощность терминала, для наиболее распространенных устройств не будет превышать 250 (125 для HR) и 125 мВт (63 для HR) в диапазонах GSM 900 и GSM1800 соответственно.

Терминалы с более высокими значениями выходной мощности (до 8 Вт) раньше ставили на автомобили, где проблема с запасом энергии и длительностью автономной работы от батареи не столь остры, как для носимых устройств, зато можно обеспечить связь на большем удалении от базовых станций, что важно в сельской местности. Но по мере улучшения покрытия территории сотовыми операторами необходимость в более мощных передатчиках начала уменьшаться, а носимые телефоны отвоёвывали всё большую долю рынка. К тому же, сотовые операторы с помощью параметров настройки в сети ограничивали максимальную выходную мощность, с которой может работать мобильный терминал, на уровне носимых устройств, что делало бессмысленным использование телефонов с более мощными передатчиками. В результате в последнее время новых устройств с большими выходными мощностями на рынке практически не наблюдается. Устройства с меньшей выходной мощностью (0,8 Вт и 0,25 Вт соответственно) на рынке тоже практически отсутствуют, хотя иногда производители GSM-трекеров (устройств для отслеживания местоположения объектов) заявляют о такой выходной мощности, что в принципе должно увеличить длительность их автономной работы при малых габаритах. Однако на практике такие выходные мощности не всегда подтверждаются.

Кроме ограничения на максимальную выходную мощность, стандарты предусматривают возможность регулирования выходной мощности передатчика терминала GSM по командам базовой станции с шагом 2 дБ.

Управление выходной мощностью передатчика мобильного терминала со стороны базовой станции имеет несколько сторон.
Прежде всего, каждая базовая станция GSM на канале управления передает «системную информацию», в состав которой входит параметр MS_TXPWR_MAX_CCH, указывающий телефону максимальную выходную мощность, которую мобильный терминал может использовать в начале сеанса связи до тех пор, пока БС не примет на себя управление выходной мощностью передатчика терминала. Настройка именно этого параметра сотовыми операторами сделала бессмысленным изготовление телефонов с мощными передатчиками.

После начала обмена информацией, базовая станция начинает измерять уровень сигнала, принимаемого ею от конкретного терминала и, стараясь поддерживать уровень сигнала в оптимальном диапазоне, специальными командами регулирует выходную мощность передатчика терминала. Тем самым достигаются сразу несколько положительных эффектов:

• За счет снижения выходной мощности передатчика терминала экономится энергия его батареи и увеличивается время автономной работы;
• Уменьшается воздействие излучения терминала на владельца или другие биологические объекты, расположенные поблизости;
• Создаются условия для оптимального режима работы приемника базовой станции, исключается перегрузка входных цепей при нахождении терминала вблизи базовой станции.

Рисунок 2. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM в хороших условиях связи.

Из графика видно, что после непродолжительной работы на максимальной выходной мощности в самом начале сеанса связи, мобильный терминал, работающий в диапазоне GSM 900, по командам базовой станции достаточно быстро снизил максимальную выходную мощность с 33 дБм (2 Вт) до 7 дБм (5 мВт).

Кстати, многие наверняка слышали уменьшающиеся по громкости помехи - трели, которые издают радиоприемники и иные электронные устройства, находящиеся рядом с сотовым телефоном GSM непосредственно перед тем, как телефон начинает звонить. Эти звуки появляются в результате преобразования сигналов передатчика телефона в транзисторах и иных компонентах с нелинейными вольт-амперными характеристиками и затухают по мере того, как БС уменьшает выходную мощность передатчика телефона.

Конечно, в случае ухудшения сигнала в приемнике БС, она обязательно скомандует терминалу увеличить выходную мощность, и далее будет регулировать ее так, чтобы поддерживать оптимальные условия передачи информации, что хорошо видно на следующей картинке. Когда мобильный терминал начал перемещаться в место совсем плохими условиями связи, БС командами постепенно увеличила выходную мощность до максимальной.

Рисунок 3. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM, перемещаемого из места с хорошими условиями связи в место с плохими условиями связи.

UMTS

Рисунок 4. Выходные мощности передатчиков мобильных терминалов UMTS.

Наиболее распространены сейчас мобильные терминалы UMTS, соответствующие по выходной мощности 3-му классу. В переводе на более привычные единицы, выходная их мощность составляет 250 мВт (1/4 Ватта).

Однако в сетях UMTS управление выходной мощностью мобильных терминалов происходит иначе, чем в сетях GSM. Мобильные терминалы UMTS, обслуживаемые в пределах одного и того же сектора, принимают и передают информацию в одной и той же полосе частот. Если бы мобильный терминал UMTS действовал так же, как и в сети GSM, то в начальный момент он создавал бы очень сильные помехи, мешающие БС принимать сигналы других терминалов, обслуживаемых в той же полосе частот. Чтобы поддерживать наименьший уровень помех на входе приемников БС, в UMTS предусмотрены более строгие требования к управлению выходной мощностью терминалов. Это касается и точности регулирования выходной мощности (шаг изменения может достигать 1 дБ по сравнению с 2 дБ в GSM), так и частоты регулировки – в UMTS она равна 1500 раз в секунду.

Чтобы не создавать помехи на начальной стадии установления соединения, передача начинается с небольшого уровня, который рассчитывается мобильным терминалом исходя из уровня принимаемого сигнала базовой станции – чем выше уровень принимаемого сигнала, тем меньше выходная мощность терминала при начале сеанса. Если базовая станция не ответила, то мобильный терминал повторяет запрос с чуть более высоким уровнем сигнала, пока не получит отклик БС или не исчерпает максимальное число попыток, предписанное базовой станцией в системной информации. После установления соединения уже БС своими командами тщательно регулирует выходную мощность передатчика терминала UMTS, поддерживая ее на минимально необходимом уровне.

Рисунок 5. Регулирование выходной мощности передатчика телефона UMTS.

В ситуации, когда записан этот график, выходная мощность передатчика поддерживалась на уровнях между – 20 и -40 дБм (от 0,01 до 0,0001 мВт).
И еще один любопытный график со статистикой выходной мощности работающих терминалов UMTS в условиях города с достаточно высокой плотностью БС:

Рисунок 6. Статистика выходных мощностей передатчиков телефонов UMTS в условиях городской застройки.

Видно, что выходная мощность большинства терминалов не превышает -10 дБм (0,1 мВт), а максимальная оказалась равной 14 дБм (~25 мВт).
Учитывая такую разницу в выходных мощностях передатчиков в сетях GSM и UMTS, сильно озабоченные своим здоровьем абоненты могут сделать правильные выводы о том, стоит ли переключать свои телефоны в режим «GSM Only». :-)

LTE

К сожалению картинок, иллюстрирующих регулирование выходной мощности передатчика мобильного терминала LTE, пока получить не удалось, но принцип управления выходной мощностью в LTE, где терминалы также работают в одной полосе частот, похож на UMTS. Мобильный терминал начинает сеанс связи с небольшой выходной мощности, рассчитанной исходя из уровня предписанного БС и прогнозируемого затухания сигнала на пути до БС. Если ответ на запрос не получен, то терминал повторяет запросы, постепенно увеличивая выходную мощность, до получения ответа БС или исчерпания максимально разрешенного числа попыток. После установления связи, БС принимает на себя управление выходной мощностью передатчика терминала и может отсылать команды управления до 1000 раз в секунду.

В LTE становятся актуальными темы агрегации частот и MIMO (Multiple Input, Miltiple Output) – использование нескольких параллельно работающих каналов. Однако на тему выходной мощности передатчиков мобильных терминалов это радикального влияния не окажет. При использовании этих режимов максимальная выходная мощность должна быть равна сумме выходных мощностей на антенных разъемах каждого канала.

Выходные мощности вспомогательных передатчиков

Bluetooth

Рисунок 7. Выходные мощности передатчиков Bluetooth.

Однако в российских требованиях к мобильным терминалам GSM-UMTS-LTE разрешенная выходная мощность дополнительных передатчиков (в том числе и Bluetooth) ограничена уровнем 2,5 мВт, то есть вторым классом.

Хотя устройства Bluetooth могут использовать разные способы модуляции, указанные выше значения выходных мощностей не должны превышаться в любых случаях.

Регулировка выходной мощности передатчика в обязательном порядке требуется от устройств Class 1, и только при работе на уровнях выше +4 дБм (2,5 мВт), однако может опционально присутствовать и в устройствах других классов. Регулировка должна быть монотонной с шагом от 8 до 2 дБ. Назначение такой регулировки – предотвратить перегрузку входных каскадов находящегося рядом устройства-партнера, и оптимизировать расход энергии батареи.

Таким образом, максимальные выходные мощности устройств Bluetooth во многих случаях ниже, чем выходные мощности передатчиков для мобильной связи, если только, в руки к вам не попало устройство, купленное в стране, где такие ограничения не действуют, или завезенное в Россию «серым» путем.

Wi-Fi

В европейских требованиях выходная мощность передатчиков абонентских терминалов Wi-Fi ограничена значением 100 мВт (+20 дБм).
В российских нормах присутствует правовая коллизия. С одной стороны, во всех Правилах применения абонентских терминалов, установленных для сетей GSM, UMTS и LTE установлено ограничение на выходную мощность вспомогательных передатчиков, работающих в диапазоне 2.400-2.4835 ГГц, на уровне не более 2,5 мВт.

Но с другой стороны, в реальных абонентских терминалах (телефонах, роутерах и т.п.) выходные мощности передатчиков Wi-Fi соответствуют европейским ограничениям и обычно, по сертификационным документам не превышает 60… 70 мВт.

Реальные выходные мощности дополнительных передатчиков Bluetooth и Wi-Fi, встроенных в мобильные терминалы GSM-UMTS-LTE будет зависеть от режима их работы.

В контексте темы выходной мощности устройств можно выделить два основных режима:

• режим «мастера», то есть устройства, управляющего работой других подключенных к нему устройств, и
• режим «клиента» - устройства, работающего под управлением устройства, выполняющего функции мастера.

В режиме «клиента» устройство включает передатчик лишь в отведенные интервалы времени для передачи информации на другие устройства. Таким образом, средняя выходная мощность передатчика в режиме «клиента» в среднем будет заметно ниже, чем в режиме «мастера».
Поскольку предсказать среднюю выходную мощность в реальных условиях использования устройств Bluetooth и Wi-Fi затруднительно, будем ориентироваться на максимальные значения, как на наихудший вариант.

После того, как мы разобрались с возможными значениями выходных мощностей терминалов, взаимодействующих с разными сетями радиодоступа, давайте проанализируем некоторые мифы и легенды, существующие вокруг выходной мощности терминалов.

FAQ

Можно ли узнать текущее значение уровня выходной мощности своего телефона и уровень принимаемого телефоном сигнала?
Обычному пользователю доступна очень условная информация об уровне принимаемого сигнала, в виде отображения нескольких «палок» или «точек», увеличение количества которых соответствует большему уровню принимаемого сигнала. Но отображение уровня принимаемого сигнала не регламентируется стандартами, поэтому на устройствах разных производителей одно и то же количество «палок» может соответствовать разным уровням принимаемого сигнала. А информация о выходной мощности передатчика обычно пользователю вообще недоступна.

Но иногда такая возможность появляется, если в телефоне включена встроенная в программное обеспечение функция нетмонитора, или в смартфон установлена специальная программа, способная показывать значение выходной мощности передатчика. Уровень принимаемого сигнала БС предоставляют практически все программы подобного рода.

Что касается выходной мощности собственного передатчика, то такая информация встречается нечасто, главным образом, в программах, предназначенных для профессионального использования. Причем, чаще всего отображается не само значение выходной мощности в милливаттах или дБм, а указывается условный номер уровня выходной мощности. В этом случае для выяснения реальной выходной мощности пользователю потребуется таблица пересчета условного номера в значение выходной мощности, что для профессионалов не представляет проблемы.

Радиоизлучение телефонов во время разговоров греет мозг!
В попытках убедить в этом снимали даже видеоролики, показывающие, что излучением телефонов можно сварить яйцо.
Но давайте трезво проанализируем ситуацию и для начала обратимся к цифрам.

Предположим, что в режиме максимальной выходной мощности все 0,25 Вт не излучаются в окружающее пространство, а преобразуются в тепло, нагревая голову, и утечка этого тепла отсутствует. Например, как будто источник излучения находится в центре головы-термоса. Тогда за 600 секунд разговора на нагрев головы будет использовано (0,25 Вт * 600 сек) 150 Джоулей, или 35,82 калории. Такой энергии хватит на то, чтобы нагреть 35,82 г воды на 1 градус. Если посчитать голову за 4 литра воды, то такой энергии излучения телефона хватит для того, чтобы нагреть «голову» менее чем на 0,01 градуса.

Однако, из-за того, что тело и голова человека представляют собой полупроводящее вещество (много жидкости с растворенными солями), то внутрь тела проникает лишь очень небольшая часть излучения и на небольшую глубину. Основная же часть излучения телефона, находящегося вблизи тела человека, от него отражается!

Таким образом, даже расчеты баланса энергии показывают, что нагрев головы излучением телефона является чистым вымыслом. Откуда же возникает ощущение нагрева головы?

Во время разговора в телефоне работает не только передатчик, но и много других электронных компонентов. При этом только часть энергии, потребляемой от батареи, преобразуется в излучаемый радиосигнал, а существенная часть выделяется в виде тепла, точно так же, как и в любом компьютере, где во время работы греются электронные компоненты. Не зря ведь на процессоры цепляют радиаторы. По приблизительным оценкам, в тепло может преобразоваться около половины энергии, потребляемой телефоном от батареи. В телефонах отвод тепла от нагревающихся деталей затруднен, но в конечном итоге тепло выходит на поверхность корпуса, нагревая его. При тестировании USB-модемов мы наблюдали, как в неудачных конструкциях температура деталей в районе SIM-карты достигала 85 градусов. А во время длительного разговора по телефону человек обычно ещё плотно прижимает телефон рукой к уху, улучшая тепловой контакт с ухом/головой и одновременно ухудшая рукой отвод тепла от поверхности корпуса телефона. Через этот контакт тепло и передается от постепенно нагревающегося корпуса к голове.
Если приложить к уху нагретый утюг, то ощущение тепла может оказаться еще более впечатляющим, но на вредное радиоизлучение утюга народ особо не жалуется.

«Телефон излучает на максимальной мощности во время поиска сети»
Это довольно распространенное заблуждение, которое, к сожалению, встречается не только в рассуждениях в Интернете, но и в печатной литературе.

Но нелепость этого становится достаточно очевидной, если задуматься о том, а для кого терминал должен излучать сигнал с высокой мощностью, с какой целью? Ведь в это время терминал ищет сигналы базовых станций, а не пытается привлечь внимание базовых станций к себе! Так зачем понапрасну тратить энергию батареи на безадресное излучение передатчика в никуда?

На самом деле, во время поиска сети в мобильном терминале передатчик молчит, а активно работает только приемник, потребляющий лишь чуть больше энергии, чем в режиме ожидания. Убедиться в том, что при поиске сети передатчик не работает на максимальной мощности можно и экспериментально. Полностью зарядите батарею телефона, и положите телефон в плотно закрытую жестяную банку. Она будет экранировать сигналы базовых станций, и заставит телефон начать поиск сети. Для надежности экранирования можно сделать «матрешку» из нескольких банок, вложенных одна в другую.

Посмотрите, сколько проработает телефон до автоматического выключения вследствие разряда батареи, и сравните это значение с тем, сколько времени по обещаниям производителя телефон должен проработать в режиме разговора. Вы легко убедитесь, что телефон проработает в режиме поиска сети (внутри экранирующей банки) значительно дольше, чем в режиме разговора, хотя и меньше, чем указывает производитель для режима ожидания.

Иногда встречаются рекомендации выключать телефон на время поездки в метро, мотивированные как раз «заботой о здоровье», чтобы не подвергать себя воздействию излучения телефона. Смысла в выключении телефона в метро мало, потому что, во-первых, сейчас во многих местах телефон может нормально работать и в метро, а во-вторых, даже потеряв сеть, телефон излучать и вредить здоровью не будет.

Устройства для защиты от вредного излучения телефона
Учитывая приведенные выше расчеты, сама по себе тема необходимости дополнительной защиты выглядит странновато. Ведь устройства мобильной связи проходят сертификацию по защите здоровья пользователей. Тем не менее, попытки продать пользователям мобильных телефонов различные «снадобья», надежно защищающие от вредного излучения телефонов, отмечались многократно.

Я видел несколько вариантов наклеек, которые предлагалось размещать под батареей телефона или на задней крышке телефона. Производители обещали снижение излучения аж на 99,9%.

Однако опыт работы с экранированными помещениями, и измерения степени затухания радиосигналов, которые такие помещения обеспечивают, показывают, что даже металлическая комната, выполненная путем сварки из стали толщиной 4-6 мм, в случае наличия дефектов сварных швов, щелей в дверных проемах, или утечках в фильтрах, через которые в комнату вводятся проводные коммуникации, не сможет обеспечить такого уменьшения сигнала, как заявляют производители чудо-наклеек.

А результаты измерений, якобы подтверждающие эффективность уменьшения поля «чудо-наклейками», чаще всего или выполнены технически неграмотно, или сфальсифицированы. По сути дела, это мошенничество, попытки заработать денег на фобиях людей, не разбирающихся в вопросе.

Кстати, через несколько лет, после того, как кто-то из импортеров предлагал продавать в офисах «Билайн» наклейки для защиты от излучения телефонов, я увидел в Интернете, что хозяева «конторы» - производителя были осуждены в США за мошенничество.
Некоторые дельцы пытаются продавать подобного рода наклейки, не как экранирующие устройства, а как «модифицирующие электромагнитные поля», что не меняет в корне их сущности – попытки вытянуть деньги, спекулируя на опасениях людей.
Ну, а целесообразность использование шапочек из фольги уже обсуждалась, и является скорее вопросом веры, чем реальной пользы.

Использование гарнитуры (проводной или Bluetooth), как средства защиты от излучения телефона
Принимая во внимание расчеты теплового воздействия излучения передатчиков телефонов, становится понятным, что мотивом для пользования гарнитурами должны быть не столько защита от вредного воздействия излучения телефона, а в первую очередь удобство и, что важнее, безопасность при вождении автомобиля! Ведь при обычном пользовании телефоном во время вождения автомобиля водитель вынужден держать его рукой, что ограничивает его возможности по управлению машиной. Ведь даже автомобиль с автоматической коробкой передач не исключает необходимости в определенных условиях выполнять действия одновременно двумя руками. Что уж говорить о вождении автомобилей с механической коробкой передач.

Как пользователь может уменьшить выходную мощность передатчика телефона?
После информации о том, что выходной мощностью передатчика телефона во время сеансов связи управляет базовая станция, вопрос, на первый взгляд выглядит странно. Тем не менее, у пользователя есть возможности влияния на выходную мощность передатчика телефона!

Вспомним о том, что при регулировании выходной мощности базовая станция стремится поддерживать уровень принимаемого ею сигнала от мобильного терминала в оптимальных пределах. А уровень принимаемого базовой станцией сигнала зависит и от мощности радиосигнала, излучаемого телефоном, и от затухания радиосигнала на пути от передатчика мобильного терминала до входа приемника базовой станции. Уменьшая затухание радиосигнала на пути от телефона до базовой станции, пользователь может уменьшать выходную мощность передатчика телефона, требуемую для получения нужного сигнала на входе приемника БС.

Чтобы уменьшить затухание сигнала нужно стараться соблюдать достаточно простые правила, о которых я уже .

В качестве заключения - основные выводы, которые можно сделать на основе изложенного

• Излучение мобильных устройств, наверное, не самое естественное и полезное для здоровья воздействие на человеческий организм, поэтому уже давно введены санитарные нормы на воздействие радиоизлучения. Причем действующие в России нормы являются одними из самых строгих норм в мире.
• Уровень излучения мобильного телефона, используемого абонентом, как правило, больше, чем излучение от базовой станции, за исключением очевидных случаев, когда человек намеренно залезает в основной луч в непосредственной близости от антенны БС.
• Излучаемый мобильным телефоном радиосигнал даже при максимальной мощности передатчика не способен оказывать заметного теплового воздействия на тело и голову человека.
• Телефон при потере сети не излучает! Ради защиты от излучения телефона, его вовсе не обязательно выключать в местах, где отсутствует покрытие сетей мобильной связи.
• При пользовании телефоном старайтесь держать телефон таким образом, чтобы не затруднять распространение радиоволн – не закрывайте антенну руками (где находится антенна, и как лучше держать телефон, обычно написано в инструкции к нему), располагайте телефон ближе к окнам, чтобы уменьшить затухание радиосигнала в конструкциях здания.
• Длинные разговоры по мобильному телефону лучше вести в местах с хорошим приемом – там уровень излучения вашего телефона будет ниже!
• Без необходимости не оставляйте в телефоне включенным Wi-Fi в режим «точки доступа» или «модема», чтобы не заставлять телефон напрасно излучать радиосигнал, необходимый для управления подключаемыми устройствами. Это не только уменьшит воздействие на вас излучения, но и сохранит энергию батареи.

Интернет полон страшилок про вред мобильных телефонов. Страшилки эти не сильно подтверждены серьёзными исследованиями, так что оставим их на совести авторов. Но ведь телефон действительно излучает какое-то количество мощности. Попробуем разобраться в проблеме. Первые тесты на осциллографе показали, что мощность очень быстро меняется во времени, поэтому вариант с условно одновременным измерением с разных точек не подойдёт, и нам придётся сгородить собственными руками рупорную антенну, чтобы собрать максимум излучаемой мощности.

Результат представлен на КДПВ. Баланс белого сознательно был выбран неправильным, т.к. с правильным балансом, как мы увидим, поверхность фольгирования несколько непрезентабельного цвета. Но приукрашивать - не наш метод, поэтому все остальные картинки «честные» - лучше горькая, но правда, чем приятная, но лесть (с).

Для начала нам надо измерить частотный диапазон в котором телефон общается с ближайшими вышками, т.к. сам исследовавшийся аппарат был трёхдиапазонным: 900/1800/1900 МГц. Поскольку для определения диапазона нам не нужно ни согласование, ни полная мощность, то можно воспользоваться простейшей петлевой антенной диаметром порядка 300 мм, вставленной в центральный контакт входного разъёма анализатора спектра. Сказано - сделано, диапазон 900 МГц. Не очень приятно, т.к. размер нашего будущего подопечного - максимально возможный. Длина волны составляет примерно 330 мм, половина её - 165 мм, а значит, как учат нас учебники, разумно воспользоваться волноводом сечения примерно 200х100 мм (середина октавы между отсечкой основной моды и заходом в волновод второй моды). Разумно-то, разумно, но где взять этого многокилограммового монстра? А что, если мы его сделаем из фольгированного стеклотекстолита? Размеры небольшие, материала хватит, жёсткости, скорее всего, тоже. Но что будет с самой антенной? Если делать её как следует, то придётся делать раскрыв около метра, а длину и того больше. С учётом сомнений в жёсткости такой конструкции и сомнений в достаточности материалов в итоге было принято волевое решение - раскрыв сделать 400 мм, а длину конструкции ограничить 600 мм. По крайней мере стоит пройти первичные тесты, прежде, чем делать сооружение, сопоставимое с детектором реликтового излучения.

Линейка и маркер в руках, позже - ножницы по металлу, в итоге имеем четыре симпатичные заготовки, из которых мы спаяем собственно рупорную антенну и коаксиально-волноводный переход в виде единого изделия. На первый взгляд поверхность фольгирования была чистой, так что я решил обойтись без шкурки и сразу начал процесс пайки С помощью обычного ПОС-60 и канифоли. Совмещаем две заготовки, фиксируем примерно прямой угол между ними (я обошёлся без угольника), прихватываем с одного торца, далее в месте изгиба и, наконец во втором торце. Текстолит тонкий, а значит лёгкий, так что этого уже хватает, чтобы конструкция не опадала под собственным весом. Далее пропаиваем полностью шов с внутренней стороны. Но не тут-то было - на первый шов ушло порядка получаса, кроме того последние два шва придётся делать в условиях усиливающейся клаустрофобии от собранной конструкции. Переборов нежелание испачкать чистые штаны летящей со шкурки пылью, я всё-таки зачистил поверхность под пропайку, после чего залудил все общие края заготовок. После этого процесс полной пропайки одного шва с контролем напросвет стал занимать пару минут, а выполнение последних двух швов не так уж и заметно сложнее первых. Макрофотография со внешней стороны:

Шов выглядит на мой взгляд вполне неплохо, волнистость в доли миллиметра, что вполне приемлемо. Теперь изготавливаем короткозамыкающий поршень из обрезков текстолита. Для этого сгибаем П-образную заготовку, центральная часть которого чуть меньше внутреннего сечения волноводной части и припаиваем к ней очередной обрезок, за который поршень можно будет вытащить, если он заупрямится:

Припаиваем антенну длиной поменьше половины короткой стороны волновода на SMA-разъём:

Это неиспользованный кривой вариант. Устанавливаем его в проделанное посередине длинной стенки отверстие:

И видим антенну с передней части рупора (видно и антенну, и её отражение):

В принципе мы уже готовы к измерениям с помощью осциллографа, но для страховки прежде всего посмотрим, с каким уровнем мощности мы можем столкнуться. Всемирная энциклопедия даёт нам следующие данные: максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM-1800 - 1 Вт, у GSM-900 - 2 Вт. Мощности эти достаточно велики, коаксиальный детектор будет работать уже не в квадратичном режиме. Для уменьшения мощности и перевода детектора ближе к правильному режиму ставим аттенюатор на 15 дБ (больше, к сожалению, не нашлось, лучше было бы тридцаточку). Переходим к тестам на осциллографе.

Кладём телефон на деревянный стул, включаем дозвон и ставим поверх телефона рупор с подсоединённым детектором. Сначала убеждаемся, что максимальная амплитуда принимаемого сигнала достигается ровно в центре рупора при расположении длинного (вертикального) размера телефона параллельно антенне рупора, затем настраиваем положение поршня по максимуму сигнала. Теперь можно начинать снимать «осмысленные» осиллограммы с детектора. Ни в одном из тестов не удалось добиться амплитуды сигнала более 200 мВ. К сожалению, это значение выше, чем диапазон имеющейся в наших руках калибровки:

Тем не менее, можно проэкстраполировать данные вправо и получить величину мощности около +3 dBm (десятичный логарифм от мощности, делённой на 1 мВт). Добавим сюда 15 дБ аттенюатора и 3 дБ на симметричное излучение внутрь антенны и в обратную сторону (проверяем переворотом телефона). Итого получаем +21 dBm или 126 мВт. Значение, на мой взгляд, довольно разумное. К сожалению, попытки заставить телефон потерять сигнал базовой станции и увеличить мощность передачи до максимума не увенчались успехом. Для этого идеально подошла бы экранированная комната или клетка Фарадея с сеткой много меньше длины волны, но ничего похожего поблизости не обнаружилось. Доставать рулон сетки-рабицы и обматываться им мне почему-то не захотелось. Таким образом, никаких окончательных ответов получено не было, и я даже подумал не публиковать статью. Но, немного поразмыслив, решил, что небольшая добавка графиков скрасит DIY статью.

На картинке ниже два набора данных - во время попытки дозвона и во время разговора:

Как ни странно, но во время разговора (красная кривая) данных передаётся даже меньше. Тот же график подробнее:

Длительность фрейма примерно соответствует номинальному значению 577 мкс, период тоже соответствует номинальному - восемь фреймов. У некоторых читателей наверняка возник вопрос - как можно передавать голосовые данные при частоте следования фреймов (битов) около 200 Гц (а по факту и ниже)? Дело в том, что для передачи данных используется не амплитудная, а квадратурная модуляция. Не вдаваясь в дебри этого не самого простого предмета, скажу, что один фрейм - это не один бит, полученный с помощью амплитудной модуляции, а целый пакет данных, модулированных не амплитудно, а фазово (на самом деле всё ещё хитрее, но это, нмв, выходит за рамки статьи). Естественно, после простого детектирования никаких следов фазы мы не видим. Замечу, что средняя мощность меньше пиковой в восемь раз за счёт промежутков между фреймами, и ещё раз в пять за счёт разреженности промежутков передачи.

Чтобы доказать линейность поляризации излучения, снимем сигнал, повернув телефон на 90 градусов вокруг направления на рупор:

Амплитуда заметно просела, но сигнал всё ещё обнаруживается. Это может быть результатом как неточно линейной поляризации, так и просто точностью ориентации оси телефона.

Раз мы посмотрели на детектированный сигнал, почему бы нам не посмотреть на сам сигнал вживую? Частота, конечно, высоковата, но нынче есть и быстрые осциллографы. Вот результат:

Символы - реально измеренные данные, кривые - сплайны по двум наборам данных за время одной попытки дозвониться, горизонтальная нормировка по периоду колебаний, шаг анимации - тысяча периодов. Плывущая фаза, насколько я понимаю - как раз и есть результат используемой в мобильной связи модуляции.

Итоговую конструкцию можно попробовать использовать одним из двух способов. Вариант номер раз - оттереть все отпечатки и прочие следы уксусом и собрать внутри сияющей меди вытяжку. Вариант номер два - соединить изделие коаксиальным кабелем с разъёмом для внешней антенны в телефоне. В поездках в глухие места она может неплохо помочь с качеством связи, если, конечно, угадать с направлением на вышку и поляризацией.

Спасибо за внимание, надеюсь, было интересно.