Анализ.

Анализируя данную диаграмму, можно прийти к выводу, что при повороте источника СВЧ излучения более, чем на 25 ̊ мощность падает практически до нуля (0.005 мВт). То есть чтобы оказаться в зоне свободной от СВЧ излучения достаточно просто сдвинуться на 25 градусов относительно источника.

Более того, излучение однонаправленное, т. к. на диаграмме имеется только один главный лепесток.

Построение данной диаграммы позволяет эффективно применять защиту углом.

3. Безопасное расстояние до антенны.

Определим коэффициент ослабления (экранирования) , по следующей формуле:

мощность без экрана, мощность с экраном.

Значения коэффициентов экранирования излучения различными экранами представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Материал экрана	P2, мВт	Кэкр
Исходное	0,14	1
Кювета из оргстекла с водой / поглощает	0	>10^6
Оргстекло / поглощает	0,07	2,00
Защитная ткань №1 / поглощает	0,01	14,00
Защитная ткань №2 / поглощает	0,04	3,50
Резина / поглощает	0,07	2,00
Резина простая (металлизированная) / отражает	0,001	140,00
Резина со сложной поверхностью / поглощает	0,002	70,00
Медная сетка (крупная) / отражает	0,24	5,83
Медная сетка (средняя) / отражает	0,015	9,33
Медная сетка (мелкая) / отражает	0	>10^6

Экранирующая система используется для защиты от СВЧ энергии. Она может работать либо отражая, либо поглощая электромагнитную энергию.

Металлы могут совершить полное отражение электромагнитной волны, а материалы с плохой электропроводимостью, такие как полупроводники и диэлектрики с большими потерями, могут совершить полное поглощение.

Сплошные металлические экраны хорошо экранируют от СВЧ полей при обычных интенсивностях (10мкВт/см2). Они могут быть сделаны из металла любой толщины. Если толщина экрана составляет 0,01 мм, то СВЧ поле слабеет примерно в 10^5 раз.

Эффект отражения. Металлизированные экраны отражают электромагнитные поля путем создания в них вихревых токов под воздействием этих полей. Эти токи направлены против этого поля, что вызывает сопротивление. Результирующее поле быстро угасает в материале экрана.

Эффект поглощения – это превращение электромагнитных волн в тепло. Этот процесс сопровождается рассеянием, интерференцией, поглощением и дифракцией радиоволн, которые в конечном итоге превращают энергию излучения в тепловую энергию.

Для медной сетки разные результаты обоснованы размером отверстий. Разность между кюветой из оргстекла и оргстеклом связана с воздушным зазором, который имеется в кювета. Резина со сплошной поверхностью достаточно хорошо поглощает воздействие, а металлизированная — отражает.

3. Звонок мобильного телефона.

Рассмотрим таблицу 4, демонстрирующую зависимость мощности от угла поворота.

Таблица 4.

	Xiaomi 12 Lite		iPhone 7 Plus			iPhone 13 Pro
Угол поворота	0	180	0	180	0		180
Сила тока, мкА	5	20	0	0	0		0
ППЭ, мВт/см2	1,75	7	0	0	0		0
ЭЭ, мкВТ·ч/см2	0,005	0,007	0	0	0		0

Единица измерения излучаемой электромагнитной мощности называется SAR (Specific Absorption Rate).

Значение SAR разное для разных телефонов, например, iPhone 13 имеет больше SAR, чем Xiaomi 12 Lite. Это связано с конструкцией телефона и его антеннами. В Европе допустимое значение SAR составляет 2 Вт/кг для 10 граммов тканей.

В США FCC сертифицирует телефоны только если SAR их не превышает 1,6 Вт/кг для 1 грамма тканей.

В России излучаемая мощность измеряется в ваттах на квадратный сантиметр.

Анализ. Ученые считают, что ткани, расположенные около телефона, поглощают больше энергии, чем те, что дальше от него. Чтобы минимизировать воздействие телефона, можно:

– сократить время разговора на телефоне;

– использовать динамики или гарнитуру, чтобы держать телефон от головы;

– разговаривать как можно ближе к мачте сотовой связи (телефоны потребляют больше энергии, если сигнал слабый);

– выбирать телефоны с низким показателем SAR (например, iPhone);

– носить чехол для телефона (он поглощает часть энергии);

Вывод.

Измерения показали, что уровень облучения зависит от расстояния до источника: на средней дистанции зависимость сложная из-за наложения когерентных волн, а на большей дистанции она близка к линейной. Разница между теоретической и реальной мощностью излучения связана с тем, что в теоретических расчетах коэффициенты F и Gп = Gпр принимаются равными 1 и 55 соответственно. График направленности показывает, что уровень облучения сильно зависит от угла направленности излучателя.

Существуют два способа защиты от электромагнитных излучений: отражение и поглощение. Отражение защищает через электромагнитную индукцию: металлическая сетка создает индуктивный ток, который отбрасывает излучение. Поглощение работает по принципу теплового рассеяния: часть энергии излучения превращается в тепло, что уменьшает интенсивность излучения. В качестве материала для поглощения можно использовать воду, ткань, резину.

Уровень излучения телефона обычно ниже нормативных значений. Производители обеспечивают хорошую защиту от излучения. По проведённым экспериментам максимальным значением ППЭ было (что меньше нормативных значений), а ЭЭ было при воздействии 10 секунд (что также меньше нормативных значений). В ходе анализа мы убедились в том, что производители обеспечивают приемлемый уровень защиты от излучения для телефонов. Например, в ходе эксперимента ППЭ при разном положении iPhone было равно 0, что говорит о хорошей защите от излучения и продуманной его конструкции.

Чтобы уменьшить излучение, нужно носить чехол на телефоне, использовать гарнитуру, не держать телефон у головы слишком долго и выбирать телефоны с хорошей конструкцией.