Medir el poder de un teléfono celular

Internet está lleno de historias de terror sobre el daño de los teléfonos móviles. Estas historias de horror no están fuertemente confirmadas por investigaciones serias, así que déjenlas a la conciencia de los autores. Pero el teléfono emite una cierta cantidad de energía. Tratemos de entender el problema. Las primeras pruebas en el osciloscopio mostraron que la potencia cambia muy rápidamente en el tiempo, por lo que la variante con medición condicionalmente simultánea desde diferentes puntos no funcionará, y tendremos que bloquear la antena de bocina con nuestras propias manos para recoger la máxima potencia radiada.



El resultado se presenta en KDPV. El balance de blancos fue elegido deliberadamente mal, porque con el equilibrio correcto, como veremos, la superficie de la lámina es algo impresentable. Pero el adorno no es nuestro método, por lo que todas las otras imágenes son "honestas", mejor amargas, pero verdaderas que agradables, pero halagadoras.

Primero, necesitamos medir el rango de frecuencia en el cual el teléfono se comunica con las torres más cercanas, porque El aparato en sí era de tres bandas: 900/1800/1900 MHz. Dado que no necesitamos una potencia coincidente o total para determinar el rango, podemos utilizar la antena de bucle más simple con un diámetro de aproximadamente 300 mm insertado en el pin central del conector de entrada del analizador de espectro. Apenas dicho que hecho, banda de 900 MHz. No muy bien porque El tamaño de nuestra futura sala es el máximo posible. La longitud de onda es de aproximadamente 330 mm, la mitad es de 165 mm, lo que significa que, como nos enseñan los libros de texto, es razonable usar una guía de onda de una sección transversal de aproximadamente 200x100 mm (la mitad de una octava entre el corte del modo principal y el segundo modo que ingresa a la guía de onda). Razonable, razonable, pero ¿dónde conseguir este monstruo de varios kilogramos? Y quesi lo hacemos con papel de fibra de vidrio? Las dimensiones son pequeñas, suficiente material, rigidez, muy probablemente también. Pero, ¿qué pasará con la antena misma? Si lo hace correctamente, tendrá que hacer una abertura de aproximadamente un metro, y la longitud es aún mayor. Teniendo en cuenta las dudas sobre la rigidez de dicho diseño y las dudas sobre la suficiencia de los materiales, finalmente se tomó una decisión decidida: abrir 400 mm y limitar la longitud de la estructura a 600 mm. Por lo menos, vale la pena pasar las pruebas iniciales antes de hacer una estructura comparable a un detector CMB.Teniendo en cuenta las dudas sobre la rigidez de dicho diseño y las dudas sobre la suficiencia de los materiales, finalmente se tomó una decisión decidida: abrir 400 mm y limitar la longitud de la estructura a 600 mm. Por lo menos, vale la pena pasar las pruebas iniciales antes de hacer una estructura comparable a un detector CMB.Teniendo en cuenta las dudas sobre la rigidez de dicho diseño y las dudas sobre la suficiencia de los materiales, finalmente se tomó una decisión decidida: abrir 400 mm y limitar la longitud de la estructura a 600 mm. Por lo menos, vale la pena pasar las pruebas iniciales antes de hacer una estructura comparable a un detector CMB.

La regla y el marcador están en las manos, más tarde, tijeras de metal, como resultado, tenemos cuatro bonitos espacios en blanco desde los que soldamos la antena de bocina y la transición de la guía de onda coaxial en forma de un solo producto. A primera vista, la superficie de la lámina estaba limpia, así que decidí prescindir de la piel e inmediatamente comencé el proceso de soldadura usando POS-60 ordinario y colofonia. Combinamos dos espacios en blanco, fijamos un ángulo aproximadamente recto entre ellos (me las arreglé sin un cuadrado), agarramos desde un extremo, luego en la curva y, finalmente, en el segundo extremo. La textolita es delgada, lo que significa peso ligero, por lo que ya es suficiente para que la estructura no caiga bajo su propio peso. A continuación, soldamos completamente la costura desde el interior. Pero no estaba allí: la primera costura tardó aproximadamente media hora,Además, las dos últimas costuras deberán realizarse en condiciones de claustrofobia creciente de la estructura ensamblada. Búsquedas de falta de voluntad para manchar los pantalones limpios que arrojan polvo de la piel, todavía limpié la superficie para soldar, después de lo cual estaqué todos los bordes comunes de las piezas de trabajo. Después de eso, el proceso de soldar completamente una costura con control tomó completamente un par de minutos, y las últimas dos costuras no son mucho más complicadas que la primera. Primer plano exterior:



La costura se ve bastante bien en mi opinión, la ondulación es una fracción de milímetro, lo cual es bastante aceptable. Ahora hacemos un pistón de cortocircuito a partir de restos de PCB. Para hacer esto, doble la pieza de trabajo en forma de U, cuya parte central es un poco más pequeña que la sección interna de la parte de la guía de ondas y suelde otra moldura, para que el pistón pueda extraerse si está



apretado : Suelde la antena con una longitud de menos de la mitad del lado corto de la guía de ondas al conector SMA:



esto no se usa Opción de curva. Lo instalamos en el orificio hecho en el medio de la pared larga:



y vemos la antena desde el frente de la bocina (tanto la antena como su reflejo son visibles):



En principio, ya estamos listos para realizar mediciones con un osciloscopio, pero para el seguro primero veremos qué nivel de potencia podemos encontrar. La Enciclopedia Mundial nos proporciona los siguientes datos: la potencia máxima radiada de los teléfonos móviles estándar GSM-1800 es de 1 W, para GSM-900 - 2 W. Estas potencias son bastante grandes, el detector coaxial ya no funcionará en modo cuadrático. Para reducir la potencia y acercar el detector al modo correcto, configuramos el atenuador a 15 dB (desafortunadamente, no se pudo encontrar más, treinta sería mejor). Pasamos a las pruebas en un osciloscopio.

Ponemos el teléfono en una silla de madera, activamos el acceso telefónico y colocamos una bocina con un detector conectado en la parte superior del teléfono. Primero, nos aseguramos de que la amplitud máxima de la señal recibida se alcance exactamente en el centro de la bocina con el tamaño largo (vertical) del teléfono paralelo a la antena de la bocina, luego ajustamos la posición del pistón a la señal máxima. Ahora puede comenzar a tomar oscilogramas "significativos" del detector. Ninguna de las pruebas logró alcanzar una amplitud de señal de más de 200 mV. Desafortunadamente, este valor es más alto que el rango de calibración disponible en nuestras manos:



Sin embargo, puede extrapolar los datos a la derecha y obtener un valor de potencia de aproximadamente +3 dBm (logaritmo decimal de la potencia dividida por 1 mW). Agregue aquí 15 dB de atenuador y 3 dB para radiación simétrica en la antena y en la dirección opuesta (verifique volteando el teléfono). Total obtenemos +21 dBm o 126 mW. El valor, en mi opinión, es bastante razonable. Desafortunadamente, los intentos de hacer que el teléfono pierda la señal de la estación base y aumenten la potencia de transmisión al máximo no tuvieron éxito. Una habitación blindada o una jaula de Faraday con una malla mucho más corta que la longitud de onda sería ideal para esto, pero no se encontró nada similar cerca. Por alguna razón, no quería obtener un rollo de malla y una cadena que los envolviera. Por lo tanto, no se recibieron respuestas finales, e incluso pensé en no publicar el artículo. Pero con un poco de pensamiento,decidió que una pequeña adición de gráficos alegraría el artículo de bricolaje.

Hay dos conjuntos de datos en la imagen a continuación: durante un intento de marcación y durante una conversación:



Curiosamente, se transmiten aún menos datos durante una conversación (curva roja). El mismo horario es más detallado:



La duración de la trama corresponde aproximadamente al valor nominal de 577 μs, el período también corresponde al valor nominal: ocho tramas. Algunos lectores probablemente tengan una pregunta: ¿cómo puedo transmitir datos de voz a una velocidad de cuadro (bits) de aproximadamente 200 Hz (y de hecho incluso más baja)? El hecho es que no se trata de amplitud, sino de modulación en cuadratura para la transmisión de datos. Sin entrar en la jungla de esta cosa no tan simple, diré que un cuadro no se obtiene ni un bit usando la modulación de amplitud, sino un paquete completo de datos modulados, no de amplitud, sino de fase (de hecho, todavía es más complicado, pero esto, nmv , más allá del alcance del artículo). Naturalmente, después de una detección simple, no vemos ningún rastro de fase. Observo que la potencia promedio es ocho veces menor que el pico debido a los espacios entre los cuadros,y una vez más cinco debido a la escasez de los espacios de transmisión.

Para probar la linealidad de la polarización de la radiación, eliminamos la señal girando el teléfono 90 grados alrededor de la dirección de la bocina: la



amplitud ha disminuido notablemente, pero la señal aún se detecta. Esto puede ser el resultado de una polarización lineal imprecisa y simplemente de la precisión de la orientación del eje del teléfono.

Dado que miramos la señal detectada, ¿por qué no miramos la señal en vivo? La frecuencia, por supuesto, es un poco alta, pero ahora hay osciloscopios rápidos. Aquí está el resultado:



Símbolos - datos medidos realmente, curvas - splines en dos conjuntos de datos durante un intento de pasar, normalización horizontal de acuerdo con el período de oscilación, paso de animación - mil períodos. La fase flotante, según tengo entendido, es precisamente el resultado de la modulación utilizada en las comunicaciones móviles.

Puede intentar usar el diseño final de una de dos maneras. La opción número uno es limpiar todas las huellas y otros rastros con vinagre y recoger un extracto dentro del cobre brillante. La opción número dos es conectar el producto con un cable coaxial al conector para una antena externa en el teléfono. Cuando viaja a lugares remotos, puede ayudar mucho con la calidad de la comunicación, si, por supuesto, puede adivinar la dirección de la torre y la polarización.

Gracias por su atención, espero que haya sido interesante.

Source: https://habr.com/ru/post/es398675/