ЧЕХОЛ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ (РАДИО) ТЕЛЕФОНОВ
MOBILE (RADIO) TELEPHONE CASE

Область техники, к которой относится предложение
Предложение относится к области защиты человека от потенциально опасного воздействия электромагнитного излучения бытовой техники, а более конкретно к устройству чехла (футляра) для радиотелефона из композиционных материалов.
Уровень техники
Известно устройство для защиты организма человека от потенциально опасного электромагнитного излучения трубки сотового телефона, состоящее из элементов корпуса сотового телефона, обращенных к телу человека, изготовленных из материалов, содержащих ферромагнитный порошок [Пат. РФ 2237376, Н04М 1/03, опублик. 2004.09.27].
Недостатком известного устройства является влияние элементов корпуса, содержащих ферромагнитный порошок, на характеристики передатчика и приемника сотового телефона, сопровождающееся ухудшением качества телефонной связи, а также возможность использования устройства только в тех моделях сотовых телефонов, где применение ферромагнитного порошка предусмотрено технологией изготовления их корпусов.
Известны экранирующие чехлы для защиты пользователя радиотелефонов от микроволнового излучения, содержащие корпус с закрытым и открытым торцами. На внутренней поверхности корпуса нанесен слой, поглощающий электромагнитную энергию. В закрытом торце выполнено отверстие для того, чтобы в нем можно было поместить рабочий конец излучающего элемента (антенны). [Патент США №5336896, кл. Н05К 9/00, НКИ 250-515.1, опублик. 09.08.1994 и патент США №5438333, кл. Н01Q 17/00, НКИ 342-4, опублик. 01.08.1995].
Известные устройства защищают только от излучения самого переговорного устройства, но основная часть излучения от принимающего и излучающего элемента-антенны непосредственно попадает на голову пользователя, оказывая свое негативное воздействие на мозг.
Известен защитный чехол для радиотелефона, содержащий корпус, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда с экраном, установленным на передней стенке корпуса с возможностью вертикального перемещения [Свидет. РФ на полезную модель №14750, кл. Н01Q 17/00, заяв. 29.02.2000, опублик. 20.08.2000]. В этом устройстве поглотитель электромагнитного излучения нанесен на поверхность стенок экрана, обращенных к корпусу.
Это устройство защищает пользователя от коротковолнового излучения антенны и излучения, проходящего через окно, но при этом оно неудобно и ненадежно в использовании, так как по мере пользования покрытие из материала, поглощающего ЭМИ, нанесенное на поверхность стенок экрана, обращенных к корпусу, постепенно истирается, и защитные свойства экрана утрачиваются.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты от электромагнитного излучения мобильных телефонов сотовой связи, включающее экран-поглотитель электромагнитных волн, изготовленный из резиновой смеси, наполненной порошком железа карбонильного, предварительно обработанного в атритторах, при содержании железа до 80 мас.% со средним размером частиц 0,5÷3,0 мкм, обеспечивающем долю отражения излучения сотового телефона от поверхности экрана менее 0,05 в диапазоне частот 1,8÷1,9 ГГц и менее 0,35 в диапазоне частот 850÷950 МГц.
Недостатки известного устройства - значительная толщина экрана и неопределенность состава резиновой смеси, свойства которой зависисят от режима обработки железа в атритторах - устройствах неопределенной конструкции. Низкая эффективность защиты в длинноволновом диапазоне радиочастот (850÷950 МГц).
Сущность предложения
Решаемой технической задачей является:
- обеспечение большей стабильности и технологической воспроизводимости защитных свойств устройства при сохранении заданного уровня качества связи в длинноволновом диапазоне радиочастот.
Поставленная задача решается тем, что защитный чехол для радиотелефона, содержащий корпус в виде футляра, повторяющего очертания телефона, и двухслойный металлополимерный защитный экран из фольги и однородной резиновой смеси, содержащей металлический порошок, согласно предложения, в качестве порошка содержит дисперсию интерметаллического соединения железа с металлом, выбранным из группы: W, Cr, Со, Мл, Мо, Al, Ni, диспергированного в синтетическом каучуке или термоэластопласте с относительной диэлектрической проницаемостью 2,8÷12,0 на частоте радиосвязи, имеет размеры защитного экрана, превосходящие размеры телефона в 1,05÷1,25 раз и соотношение толщин слоев металлической фольги и резиновой смеси 10÷100, которые плотно соединены без применения клеев или иных адгезионных прослоек.
Чехол для мобильного радиотелефона используется следующим образом. Мобильный телефон укладывают в чехол таким образом, чтобы металлизированная сторона защитного экрана была направлена в сторону корпуса человека, а слой поглотителя электромагнитного излучения, в состав которого входит интерметаллическое соединение железа, был направлен в сторону телефона.
Защитные функции реализуются следующим образом. Потенциально опасное излучение телефона в режимах поиска базовой станции, ожидания, вызова или соединения экранируется металлизированным слоем защитного экрана, а выравнивание скачка импеданса на границе экрана со стороны антенны телефона компенсируется слоем поглотителя. Слой поглотителя излучения повышает защитные свойства экрана за счет подавления резонансов между металлизированным слоем экрана и антенной мобильного телефона.
Чехол гарантирует уменьшение излучения мобильных телефонов всех типов до уровней, обеспечивающих их безопасное использование в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПин 2.1.8/2.2.4.1190-03.
В режиме ведения разговоров чехол эффективен лишь при условии использования гарнитуры «hand-free».
Предложение иллюстрируется принципиальной схемой устройства, примером конструктивного исполнения устройства для переноски мобильных телефонов Nokia 6120с-1 и Sony Ericsson T650i, таблицами результатов испытаний, показывающими эффективность ослабления электромагнитного излучения сотовых телефонов, находящихся в чехле на частотах 850÷950 МГц; 1,8÷1,9 ГГц.
Схема общего вида чехла для переноски мобильного телефона. 1 - сумка из кожи; 2 - поглотитель электромагнитных волн; 3 - металлическая фольга (экран - отражающая подложка) (см. чертеж).
Пример 1. Чехол для защиты человека от электромагнитного излучения мобильных телефонов сотовой связи выполнен из кожи, состоит из сумки и защитного экрана прямоугольной формы с размерами сторон 100×50 мм, превосходящими размеры телефона в 1,2 раза. Экран защитного чехла выполнен в виде плоской многослойной неразборной конструкции, содержащей параллельные слои материалов с различными характеристиками. Нижний (направленный к телу человека) слой материала защитного экрана изготовлен из металлической (медной) фольги толщиной 0,05 мм. Верхний слой резиновой смеси толщиной 1,95 мм, в состав которой введен дисперсный наполнитель - интерметаллическое соединение железа с Со (90 мас.%). Слои материалов, имеющие соотношение толщин, равное 39, скрепляются между собой горячим прессованием без применения клеящих составов или адгезионных слоев. В совокупности слои используемых материалов обеспечивают поглощение электромагнитных волн с величиной коэффициента отражения радиоволн со стороны полимерного слоя от 0,05 до 0,2, чем устраняется влияние защитного экрана на характеристики приемника и передатчика сотового телефона.
Таблица 1
Результаты экспериментальной мощности излучения сотовых телефонов Nokia 61 20c-1 и Sony Ericsson T650i с использованием предлагаемого устройства*
№ п/п
Тип телефона
Режим
Плотность потока мощности электромагнитного излучения, мкВт/см<sup>2</sup>
С использованием защитного чехла
Без чехла
1
Nokia 6120с-1
GSM 900
1,58
2,18
GSM 1800
0,8
1,03
2
Sony Ericsson T650i
GSM 900
0,99
5,27
GSM 1800
0,45
2,60
)<sup>*</sup>Примечание
При этом защитный чехол не оказывает влияния на параметры передатчика и приемника, на качество связи в пределах погрешности измерительного оборудования.
Пример 2-7. Чехол для защиты человека от электромагнитного излучения мобильных телефонов сотовой связи по примеру 1 для моделей Nokia, Samsung и Sony Ericsson, но выполнен с использованием экранов различных размеров, изготовленных из разных синтетических каучуков и термоэластопластов с относительной диэлектрической проницаемостью 2,8÷12,0 на частоте, близкой к частоте радиосвязи.
Таблица 2.
Материалы для изготовления защитного экрана чехла
№ примера
Наименование полимера
Диэлектрическая проницаемость на частоте 10 ГГц
2
Бутадиенстирольный каучук СКД
2,8
3
Бутилкаучук СКБ
3,6
4
Кремнийорганический каучук СКТН
3,0-3,9
5
Полиэфирные смолы (ПН-2)
3,0-4,5
6
Хлоропреновый каучук
6,0-6.5
7
Бутадиен-нитрильный каучук СКН-40
10÷12
Конкретные размеры защитного экрана, превосходящие размеры телефона в 1,05÷1,25 раз, и соотношения толщин слоев металлической фольги и полимерной смеси 10÷100 соответственно по примерам 2-7 приведены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3.
Габаритные размеры элементов устройства (разные типы телефонов и размеры чехлов)
При мер
Тип телефона
Размеры: экрана/размеры телефона (мм)
Отношение размеров: экрана и телефона
Плотность потока мощности электромагнитного излучения, мкВт/см<sup>2</sup>
С чехлом
Без чехла
2
Nokia N96
129×58/103×55
по 1,25 длине по 1,05 ширине
1,58
2,18
3
Nokia N82
127×58/112×50
по 1,13 длине по 1,16 ширине
0,8
1,03
4
Soni Ericsson K660i
109×58,6/104×47
по 1,05 длине по 1,25 ширине
0,99
5,27
5
Samsung F490
127×62,5/116×54
по 1,09 длине по 1,16 ширине
0,45
2,60
Таблица 4.
Габаритные размеры элементов устройства. Слой металла (Me) толщина 25÷200 мкм. Слой полимерной композиции - 2÷2,5 мм)
При мер
Тип телефона
Толщина Me (мкм) / толщина полимера(мм)
Отношение толщин
Плотность потокамощности электромагнитного излучения, мкВт/см<sup>2</sup>
С чехлом
Без чехла
6
Samsung F490
25/2,5
100
1,53
2,14
7
Nokia N82
200/2,0
10
0,75
1,05
Nokia N96
100/2,0
50
0,82
1,11