1. CDS
  2. Всі випуски
  3. Випуск 5, Номер 1, 2023
  4. ОЦІНКА ОПРОМІНЕННЯ ЕМ-ПОЛЯ В ДІАПАЗОНІ ЧАСТОТ 4G В ЛАБОРАТОРНИХ УМОВАХ

ОЦІНКА ОПРОМІНЕННЯ ЕМ-ПОЛЯ В ДІАПАЗОНІ ЧАСТОТ 4G В ЛАБОРАТОРНИХ УМОВАХ

CDS.
2023;
Випуск 5, Номер 1
: 82-92
https://doi.org/10.23939/cds2023.01.082
Надіслано: Вересень 20, 2023
Переглянуто: Жовтень 02, 2023
Прийнято: Жовтень 10, 2023
Автори:
  1. Михайло Андрійчук
  2. Тарас Назаровець
1
Національний університет Львівська політехніка, Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Підстригача
2
Національний університет Львівська політехніка

Метою роботи є оцінка випромінювання електромагнітного (ЕМ) поля на організм людини в діапазоні роботи 4G. Аналітичний підхід полягає в застосуванні концепції еквівалентної циліндричної монопольної антени, яка представляє заземлену людину. Виведено аналітичні формули, що дозволяють визначити напругу ЕМ поля. Експериментальна установка, що складається з аналізатора спектру USB-SA44B з відповідним програмним забезпеченням, ноутбука для аналізу сигналів, приймально-передавальної антенної решітки з чотирьох мікросмужкових антен, передавальної антени, що працює на частотах 0,9 ГГц, 1,8 ГГц і 2,45 ГГц. , а для вимірювань використовується генератор сигналів SA6. Розроблена установка демонструє можливість вилучення спектральних характеристик випромінювання в діапазоні роботи 4G, які в подальшому будуть використані для порівняння з даними моделювання. Помічено, що фіксована сила випромінювання залежить від джерел випромінювання. Перспективою розробки є оцінка SAR в лабораторних умовах.

4G випромінювання
приймально-передавальна антена
спектроаналізатор
зовнішнє калібрування
електромагнітне випромінювання
SAR

1. N. Kuster, Q. Balzano, and J. C. Lin, Mobile Communications Safety (Telecommunications Technology & Applications Series). First ed. London: Springer, 1997.

2. G. J. Hyland, “Physics and biology of mobile telephony,” Lancet. 2000 Nov 25;356(9244):1833-1836. DOI: 10.1016/s0140-6736(00)03243-8.

3. T. Ishihara, K. Yamazaki, A. Araki, at al, “Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Field in the HighFrequency Band and Cognitive Function in Children and Adolescents: A Literature Review,” Int. J. Environ. Res. Public Health, 2020, vol. 17, no. 24, # 9179. doi: 10.3390/ijerph17249179.

4. P. Liang, Z. Li, J. Li, at all, “Impacts of complex electromagnetic radiation and low-frequency noise exposure conditions on the cognitive function of operators,” Front. Public Health, 2023, vol. 11, # 1138118. DOI: 10.3389/fpubh.2023.1138118.

5. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, “Guidelines for limiting exposure to timevarying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to300GHz),” Health Phys., 1998, vol. 74, pp. 494–522.

6. Y. Zhu, F. Gao, X. Yang, et. al. The effect of microwave emission from mobile phones on neuron survival in rat central nervous system. Prog. Electromagn. Res., 2008, vol. 82, pp. 287–98.

7. R. M. Hepacholi, “Low-level exposure to radiofrequency electromagnetic fields: health effects and research needs,” Bioelectromagnetics, 1998, vol. 19, pp. 1–19.

8. R. Nylund, D. Leszczynski, “Proteomics analysis of human endothelial cell line EA.hy926 after exposure to GS M900 radiation,” Proteomics, 2004, vol. 4, no. 5, pp. 1359–1365. DOI: 10.1002/pmic.200300773.

9. R. Sarimov, L. O. G. Malmgren, E. Markova, at all, “Nonthermal GSM microwaves affect chromatin conformation in human lymphocytes similar to heat shock,” IEEE Transactions on Plasma Science, 2004, vol. 32, no. 4, pp. 1600-1608. DOI: 10.1109/TPS.2004.832613.

10. M. Buttiglione, L. Roca, E. Montemurno, at all, “Radiofrequency radiation (900MHz) induces Egr-1 gene expression and affects cell-cycle control in human neuro blastoma cells,” J. Cell Physiol., 2007, vol. 213, no. 3, pp. 759–767. DOI: 10.1002/jcp.21146.

11. Y. M. Moustafa, R. M. Moustafa, A. Belacy, at all, “Effects of acute exposure to the radiofrequency fields of cellular phones on plasma lipid peroxide and antioxidase activities in human erythrocytes,” J. Pharm. Biomed. Anal., 2001, vol. 26, no. 4, pp. 605–608. DOI: 10.1016/s0731-7085(01)00492-7.

12. K. A Hossmann, D. M. Hermann, “Effects of Electromagnetic Radiation of Mobile Phones on the Central Nervous System,” Bioelectromagnetics, 2003, vol. 24, pp. 49-62. DOI: 10.1002/bem.10068.

13. J. E. Tattersall, I. R. Scott, S. J. Wood, et al, ”Effects of low intensity radiofrequency electromagnetic fields on electrical activity in rat hippocampal slices,” Brain Res., 2001, vol. 904, no.1, pp. 43–53. DOI: 10.1016/s0006- 8993(01)02434-9.

14. R. C. Beason, P. Semm, “Responses of neurons to an amplitude modulated microwave stimulus,” Neurosci. Lett., 2002, vol. 333, no. 3, pp. 175–178. DOI: 10.1016/S0304-3940(02)00903-5.

15. J. Jin, Electromagnetic analysis and design in magnetic resonance imaging”, CRC Pres, #5.3.3, pp. 226ff, 1998.

16. R. W. P. King and T. T. Wu, “The imperfectly conducting cylindrical transmitting antenna, ”IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 14, no. 5, pp. 524–534, Sep. 1966.

17. C. D. Taylor, W. H. Charles, and A. A. Eugene, “Resistive receiving and scattering antenna, ”IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 15, no. 3, pp.371–376, May 1967.

18. R. W. P. King and T. T. Wu, “The imperfectly conducting cylindrical transmitting antenna: Numerical results,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. AP-14, no. 5, pp. 535–542, Sep. 1966.

19. A. Hirata et al.,“Estimation of the whole-body averaged SAR of grounded human models for plane wave exposure at respective resonance frequencies, ”Phys .Med. Biol., vol. 57, no. 24, p. 8427, 2012.

20. A. Hirata, O. Fujiwara, T. Nagaoka, and S. Watanabe, “Estimation of whole-body average SAR in human models due to plane-wave exposure at resonance frequency, ”IEEE Trans. Electromagn. Compat., vol. 52, no. 1, pp. 41–48, Feb. 2010.

21. K. Yanase and A. Hirata, “Effective resistance of grounded humans for whole-body averaged SAR estimation at resonance frequencies,” Prog. Electromagn. Res. B, vol. 35, pp. 15–27, 2011.

22. B. Kibret, A. K. Teshome, and D.T. H. Lai, “Cylindrical antenna theory for the analysis of whole-body averaged specific absorption rate,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 63, no. 11, pp. 5234–5229, Nov. 2015.

23. P. J. Dimbylow, “FDTD calculations of the whole-body average SAR in an anatomically realistic voxel model of the human body from 1MHz to 1GHz, ”Phys. Med. Biol., vol. 42, no. 3, pp. 479–490,1997.

24. P.Dimbylow, “Resonance behaviour of whole-body averaged specific energy absorption rate (SAR) in the female voxel model, NAOMI, ”Phys. Med. Biol., vol. 50, no.17, p. 4053,2005.

25. 5G, 4G, 3G Small Cell Tower Radiation Health Effects Science -https://ehtrust.org/5g-4g-3g-small-celltower-radiation-health-effects-science/.

26. G Betta, D Capriglione, G Cerro, et al, “Measurements of Human Exposure to EMF from4G systems: some experimental issues in urban environments,” IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2022, vol. 1254, # 012014. DOI: 10.1088/1757-899X/1254/1/012014.

27. B. Levitt, H. Lai, A. Manville. “Effects of non-ionizing electromagnetic fields on flora and fauna, part 1. Rising ambient EMF levels in the environment,” Reviews on Environmental Health. Walter de Gruyter GmbH, 2021, vol. 37, no. 1, pp. 81–122. DOI: 10.1515/reveh-2021-0026.

28. D. B. Deaconescu, A. M. Buda, D. Vatamanu, and S. Miclaus, “The Dynamics of the Radiated Field Near a Mobile Phone Connected to a 4G or 5G Network,” Engineering, Technology & Applied Science Research, Feb. 2022, vol. 12, no. 1, pp. 8101–8106. DOI: DOI: 10.48084/etasr.4670.