Russian HamRadio - СВЧ контроль сотового телефона.
:
:
:
СВЧ контроль сотового телефона.
О высокочастотном излучении сотового телефона можно судить по энергопотреблению аппарата, работающего на передачу. Но это излучение можно контролировать и непосредственно, если изготовить устройство, описываемое в статье.
Принципиальная схема устройства приведена на рис. 1.
На выходе диодного детектора VD1R1C1 формируется напряжение UC1, связанное с амплитудой высокочастотного сигнала на его входе.
Рис.1.
Если он будет подключен к кабелю внешней антенны сотового телефона, то контролируя UC1, можно не только заметить выход телефона в режим передачи, но и оценить мощность излучаемого им сигнала.
Если высокочастотный импульс в антенном кабеле будет иметь амплитуду, достаточную для формирования напряжения UC1 > 0,6 В, открывающего транзистор VT1, то на выходе 3 одновибратора (элементы DD1.1, DD1.2) возникнет импульс
положительной полярности длительностью Т3 DD1 = 0,7R5C4 = 8 мс, разрешающий возбуждение мультивибратора (элементы DD1.3, DD1.4) на частоте F = 1/1,4R7C5 = 1,5 кГц, и возникшая короткая пачка импульсов звуковой частоты, усиленная по мощности транзисторным УЗЧ VT2VT3, будет воспроизведена динамической головкой ВА1 как громкий щелчок.
Рис.2.
Так владелец телефона узнает даже о коротком — Тсвч ³
3R2C2 = 0,1 мс — выходе своего аппарата в режим передачи. В схему могут быть внесены изменения.
Уменьшение постоянной времени R2C2 увеличит быстродействие прибора (это рекомендуется сделать, если есть подозрение на излучение мобильником
очень коротких СВЧ импульсов).
Значительное увеличение произведения R5C4 преобразует щелчок в длительный звуковой сигнал, тон которого будет зависеть от R7C5.
Номиналы резисторов R6 и R9 могут значительно отличаться от указанных на схеме.
Печатную плату устройства изготавливают из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.
Фольгу под деталями используют лишь в качестве общего привода.
Места подключения к ней выводов конденсаторов, резисторов и других элементов показаны черными квадратами (сама фольга не показана); квадратом со светлой точкой в центре показано положение проволочной перемычки, соединяющей с общим приводом минусовой вывод конденсатора Сб.
Рис.3.
В местах пропуска проводников в фольге должны быть вытравлены защитные кружки диаметром 1,5...2 мм.
Все резисторы - МЛТ -
0,125. Конденсаторы: С1 - КД - 1, С2 - С5 - КМ-6 или К10 - 176, С6 — любой оксидный подходящих размеров и с малым током утечки (плохой С6 может оказаться основным энергопотребляющим элементом). Особое внимание следует уделить диоду VD1.
Очень важно, чтобы при нулевом смещении он имел возможно меньшую собственную емкость Сд: ощутимо шунтирующая на столь высоких частотах "проходное" сопротивление диода Rд, она может существенно снизить сигнал на выходе детектора.
Во избежание пробоя должно быть достаточно большим и допустимое обратное напряжение диода
Uобр max. В табл. 1 приведены диоды из числа относительно доступных.
Устройство можно подключить к антенному кабелю в любом удобном месте, но лучше — ближе к телефону, например, между выходом антенного адаптера (торговое называние короткого эластичного кабеля-переходника, который включают в антенное гнездо телефона) и фидером внешней антенны.
Таблица 1.
Ответную часть к адаптерному разъему (его внутренняя резьба — М8
х 0,75 мм, а центральный штырь имеет диаметр 1,2 мм) можно изготовить самому.
Для этого из переменного проволочного резистора типа ППЗ-12 извлекают втулку, имеющую нужную резьбу, а из подходящего штыревого разъема подбирают гнездо под штырь.
Обе эти части монтируют на немного удлиненной плате так, как показано на рис. 4.
Установив плату, заключенную в пластмассовую коробку, на антенном кабеле, ее соединяют тонким четырехжильным кабелем (+
Uпит, общий провод, выводы а и б) с источником питания, динамической головкой сопротивления 50 Ом и при измерении мощности излучения — с осциллографом. На этот кабель рекомендуется надеть несколько ферритовых колец.
Рис.5.
GB1 — любая гальваническая или аккумуляторная батарея напряжением 4,5...6В, способная отдать ток 35...40 мА.
Хотя в дежурном режиме ток потребления очень невелик (£
2 мкА) и можно было бы обойтись без выключателя питания, его рекомендуется ввести для отключения звуковой сигнализации при телефонном разговоре.
Примем сопротивление диода Rд
= 0,3 кОм, его отсечку — UVD1 = 0,6 В и, пренебрегая влиянием Сд, определим амплитуду высокочастотного импульса на входе детектора UCB4 мин, которой соответствует порог включения звуковой сигнализации UC1 = 0,6 В:
Подводимая к нагрузке Rн = 50 Ом (входное сопротивление внешней антенны) мощность Рсвч связана с амплитудой высокочастотного сигнала Uсвч
:
Рсвч = Uсвч
2/ 2Rн (2)
Отсюда минимальная передаваемая мощность, на которую должно отреагировать это устройство:
Рсвч min = 1,4 2 /(2x50) = 20 мВт, что соответствует минимальной мощности излучения сотового телефона (обычный их мощностной диапазон — 0,02...2Вт).
Поскольку UC2 = UC1 (постоянная R2C2 достаточно мала), то из (1) и (2) следует: Рсвч = [UC2(R1+Rд
) / R1+ UVD1] 2/ 2Rн.
Так, контролируя UC2, можно оценить мощность излучаемого сигнала во всем возможном ее диапазоне (с диодами КД514А и АД516А(Б) — лишь до 1 Вт).
С измерения мощности излучения рекомендуется начать более тесное знакомство со своим телефоном.
Так, например, LX 677 (Ericsson) показал, что мощность его тайм-слотов (так называют СВЧ пакеты, которыми в GSM обменивается мобильник со своей сотой) не так мала, как можно было ожидать:
[Uсз = 6В] => [Рсвч = 0,7Вт].
Как известно, протокол связи обязан держать мощность излучения аппарата пользователя на уровне минимальной достаточности. Так в этой технике минимизируют СВЧ облучение мозга.
Правда, остаются большие сомнения в безопасности и этого минимума. Ведь нынешний норматив на предельно допустимое СВЧ излучение мобильных сотовых телефонов — 100 мкВт/см2— в десять раз превышает то, что разрешено для СВЧ печей (10 мкВт/см2), а реальное излучение телефона может многократно превышать и этот
предел. Легко посчитать, что одноваттный излучатель, расположенный в центре сферы радиусом 5 см (мозги уже здесь), создает на ее поверхности излучение плотностью 3300 мкВт/см2. Причем, 1 Вт для мобильного сотового телефона далеко не предел: мощность излучения некоторых из них, например: СОМ 607/608 (Bosh), НР - 2711 и НР-2731 (Dancall), SGH - 100 (Samsung), может достигать и 8 Вт.
Но происходит ли хотя бы такая минимизация?
Контролируя мощность излучения аппарата, это нетрудно выяснить экспериментально. Так, на экранирование антенны или ее отворот от соты (если антенна направленная) он должен отреагировать увеличением мощности излучения, а на включение антенны с большим усилением в главном лепестке — ее уменьшением. Правда, в отличие от обычной настройки передатчика, выходная мощность мобильника будет изменяться дискретно (одна из мощностных "шкал" сотовых телефонов: Рсвч (Вт) = 0,02; 0,03; 0,05; 0,08; 0,13; 0,20; 0,30; 0,50; 0,80; 1,30; 2,00) и
с заметной задержкой, поскольку для принятия решения системе нужно время.
Определенный интерес представляет “собственная” жизнь купленного аппарата. При продолжительном наблюдении за поведением того же LX 677 выяснилось, например, что он вступает в связь с сотой не только при включении (оно сопровождается передачей в эфир трех тайм-слотов) и выключении (передаются два тайм-слота), но держит связь с ней все время, выдавая в эфир каждые 40 минут по два тайм-слота. Это общение происходит даже в дезактивированном из-за неоплаты телефоне...
Если иметь в виду, что сота может определить расстояние до аппарата пользователя (сервисное меню современного мобильника предоставляет такую возможность и его владельцу; см. подменю ТА), а наблюдение за ним с двух сот — засечь его местоположение, то вряд ли эта возможность осталась без употребления...
Рис.5.
Внешнюю антенну нетрудно изготовить самому. Автор пользовался автотрансформаторно согласованной рамкой (рис. 5), подключенной к устройству 50-омным коаксиальным кабелем.
Длину кабеля рекомендуется взять кратной 0.5 l
Ö
e
= 11,5 см, где l
= 35 см - усредненная длина волны диапазона 824...894 МГц (в LX 677), а e
- диэлектрическая постоянная изолятора кабеля; для полиэтилена Ö
e
= 1,5. Во избежание ненужных потерь длина кабеля должна быть лишь достаточной.
Внешняя антенна, значительно более эффективная, нежели встроенная в телефон, может выручить при установлении связи в неблагоприятных условиях.
Но еще более важным обстоятельством является то, что расположенная в некотором удалении от головы, она позволит резко снизить СВЧ облучение мозга. Внешняя антенна предпочтительнее во всех случаях, когда в мобильности, как таковой, нет особой нужды. Например, при связи дачи с городом, где мобильная связь лишь заменяет отсутствующую проводную.
