手机信号屏蔽器的应用

手机信号屏蔽器的应用

从目前国内形势的角度来看，移动通信是移动通信行业的热点。由于高科技成果，移动通信在过去10年中发展最为迅速。但是,在一些特殊场合,手机却为人们带来了尴尬。譬如,在影剧院、会议中心,正当大家屏息静气欣赏艺术表演或听讲时,突然某人的手机响起,不但打扰了在场人员的情绪,而且严重影响了现场整个活动的次序。而在考场中,则手机成了个人考试作弊的工具。为了规范移动通信的合法合理的使用,手机信号屏蔽器已经广泛应用于人们日常生活的各个地方,但是任何事物都有其正反两个方面的作用,手机信号屏蔽器一方面用到屏蔽手机信号的同时,另一方面也可能因为其产生的电磁辐射也给人体带来了不利的影响。1手机信息屏障器的性能1.1高频级信号干扰手机信号屏蔽器工作原理是以宽带产生噪声信号的方式干扰手机信号的接收,仪器电路板通过控制变压器使得220V的交流电压转化为5V直流电压,由波形电路控制器产生三角波的低频级信号,三角波信号又通过压控振荡器输出高频级正弦波信号,高频级信号经过电路板上放缩模块放大后传输到仪器的发射天线,最后由仪器的天线辐射到立体空间中,见图1。当手机信号屏蔽器发出强烈的干扰信号后,周围基站广播信道频段上的有效信号被此信号干扰,干扰信号使得移动通信的信道的误码率提高,进而降低了移动通信信道的信噪比,从而影响手机接收信号。当在GSM网络中信噪比降低到+9dB或在CDMA网络中信噪比降低到-6dB后,手机就无法对基站发出的广播信息进行正常解码,从而间接性失去了与基站的联系,手机在多次尝试搜索基站广播信号失败的情况下无法确定自己所在的服务区,所以信号干扰区域内的手机将显示为无信号或者不在服务区,导致手机无法收发信息。1.2干扰级别的确定手机信号屏蔽器发射频率范围包括CDMA(870-880MHz),GSM(930-960MHz),DCS(1805-1850MHz),PHS(1900-1980MHz),3G(2010-2145MHz);发射功率可达50dbm;作用频段可包含CDMA800、GSM900、DCS1800、PCS1900、3G(联通、电信、移动)、小灵通。有效屏蔽范围可达30-50米(距离基站200米以外)。根据摩托罗拉系统CMRC(操作维护中心)对干扰级别的定义,我们把对移动通信的干扰级别分为0~5级,见表1。根据移动通信操作维护的经验,4级的干扰将对移动通信产生非常大的影响,表现为电话难于拨入和拨出,通话中断,话音质量严重下降,5级以上的干扰将使手机脱离服务区,使基站接收堵塞。2监测仪器主机按照相关标准进行布点监测及评价。现场监测避开了强辐射环境,保障整个测量在一个尽量低的电磁辐射背景值下进行,监测仪器主机型号为PMM8053A,探头型号为EP300(100k-3GHz)。2.1屏幕周围的测试对屏蔽器正下方1米及其左右两侧1米进行了3次不同等效发射功率的测试电磁辐射测量结果见表2、图2。2.2系统正常测试对屏蔽器屏蔽范围里的3间卧室进行2次不同功率的测试电磁辐射测量结果见表3。通过多次的调试,在保证信号屏蔽效果的同时,降低发射功率。最终,距离屏蔽器周围1米处的电磁辐射强度从超过国家标准12V/m降低到低于国家标准1/5的目标管理值5.4V/m;屏蔽范围内的3个房间电磁辐射强度都降低到了环境背景值水平。3手机信号屏蔽器干扰级别根据手机信号屏蔽器的设计原理,为达到将使手机脱离服务区,阻断手机通话的目的,必须使手机接收的干扰信号强度达到5级的屏蔽信号强度(即大于-47dbm)。根据平坦空间路径损耗公式,见公式1、公式2:通过(1)、(2)公式变型得到:式中,Lp:平坦空间路径损耗(dBi);D:有效屏蔽范围(m);Hb:手机信号屏蔽器有效高度,设为2.5m;Hm:接收手机有效高度,设为1.5m;W:手机信号屏蔽器等效发射功率(dBm)。根据图2模型公式的理论计算,当手机信号屏蔽器按照现场监测最低等效发射功率为18dbm工作时,手机屏蔽器周围67米范围能够达到5级干扰级别。已经能够满足小范围的屏蔽需要。4辐射防护的方法要降低电磁辐射危害,只能通过增强电磁辐射防护措施或降低电磁辐射源强度。辐射防护的三要素是距离、时间和屏蔽,或者说辐射防护的主要方法是时间防护、距离防护和屏蔽防护,俗称为辐射防护的三大方法。由于手机信号屏蔽器电磁辐射是有用辐射,不能单纯依靠屏蔽来进行辐射防护,因此我们可以依靠时间防护、距离防护和降低辐射源发射强度对手机信号屏蔽器进行辐射防护。4.1手机的生态防护时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间(缩短人体受照射的时间)。目前市场上的手机屏蔽器大部分都是采用大功率干扰信号的方法来设计的,手机信号屏蔽器要持续不断的发射大功率的干扰信号,大功率的电磁辐射对人体健康带来了巨大的伤害。可以通过设计一款智能环保的手机信号屏蔽器,当手机发送脉冲信号表现出来的大功率特征时,作为侦测的参数提取识别手机和基站的空中接口的建立,从而启动干扰,阻止空中握手联络的建立,主动切断移动电话与基站的信号对接,阻止移动电话与外界的通信,达到手机屏蔽的作用。当没有移动电话与外界通信时,该机器处于侦测状态,不发出电磁辐射,减少了电磁辐射发射的时间,实现了时间防护。4.2左右侧比正下方最大融入比正下方时最大融入辐射强度降低距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离。从监测数据中也能发现,屏蔽器下方左右侧比正下方的电磁辐射强度都有明显降低。使用屏蔽器时,应根据其功率对辐射达标距离和信号屏蔽范围进行计算分析,得到一个相应功率的临界距离,按其距离对信号屏蔽器进行安装设置,达到既能辐射达标,也能信号屏蔽的目的,实现距离防护。4.3辐射防护原则想要降低电磁辐射源的发射强度,只有通过降低电磁辐射源的发射功率来实现。根据“可合理达到尽量低(ALARA)的辐射防护基本原则”,在保障手机信号屏蔽器正常工作的情况下尽量降低发射功率。我们将通过不断的降低功率,测量屏蔽区域的屏蔽效果和辐射强度,最终在屏蔽和辐射防护中找到一个平衡点,实现辐射强度的标准要求。5手机信号屏蔽器产生问题的测试近年来手机信号屏蔽器的应用越来越广泛,虽然应用该种设