एक सेल फोन की शक्ति को मापने

मोबाइल फोन के नुकसान के बारे में इंटरनेट डरावनी कहानियों से भरा है। गंभीर शोध से इन डरावनी कहानियों की दृढ़ता से पुष्टि नहीं होती है, इसलिए हम उन्हें लेखकों के विवेक पर छोड़ दें। लेकिन फोन वास्तव में एक निश्चित मात्रा में बिजली का उत्सर्जन करता है। आइए समस्या को समझने की कोशिश करते हैं। ऑसिलोस्कोप पर पहले परीक्षणों से पता चला कि शक्ति समय में बहुत तेज़ी से बदलती है, इसलिए विभिन्न बिंदुओं से सशर्त रूप से एक साथ माप से काम नहीं चलेगा, और हमें अधिकतम विकिरणित शक्ति एकत्र करने के लिए अपने स्वयं के हाथों से सींग एंटीना को ब्लॉक करना होगा।



परिणाम KDPV में प्रस्तुत किया गया है। श्वेत संतुलन जानबूझकर गलत चुना गया था, क्योंकि सही संतुलन के साथ, जैसा कि हम देखेंगे, पन्नी की सतह कुछ हद तक अप्राप्य है। लेकिन अलंकरण हमारी पद्धति नहीं है, इसलिए अन्य सभी चित्र "ईमानदार" हैं - बेहतर कड़वा, लेकिन सुखद की तुलना में सच है, लेकिन चापलूसी (ओं)।

सबसे पहले, हमें आवृत्ति रेंज को मापने की आवश्यकता है जिसमें फोन निकटतम टावरों के साथ संचार करता है, क्योंकि तंत्र ही त्रि-बैंड था: 900/1800/1900 मेगाहर्ट्ज। चूंकि हमें सीमा को निर्धारित करने के लिए मिलान या पूर्ण शक्ति की आवश्यकता नहीं है, हम स्पेक्ट्रम विश्लेषक के इनपुट कनेक्टर के केंद्रीय पिन में डाले गए लगभग 300 मिमी के व्यास के साथ सबसे सरल लूप एंटीना का उपयोग कर सकते हैं। जल्दी से नहीं कहा, 900 मेगाहर्ट्ज बैंड। बहुत अच्छा नहीं है, क्योंकि हमारे भविष्य के वार्ड का आकार अधिकतम संभव है। तरंग दैर्ध्य लगभग 330 मिमी है, इसका आधा 165 मिमी है, जिसका अर्थ है, जैसा कि पाठ्यपुस्तकें हमें सिखाती हैं, लगभग 200x100 मिमी (मुख्य मोड के कटऑफ के बीच एक ओक्टेव के बीच और वेवगाइड में प्रवेश करने वाले दूसरे मोड) के क्रॉस सेक्शन के एक वेवगाइड का उपयोग करना उचित है। उचित, उचित, लेकिन इस बहु-किलोग्राम राक्षस को कहां से प्राप्त करें? और क्याअगर हम इसे फॉयल फाइबरग्लास से बनाते हैं? आयाम छोटे, पर्याप्त सामग्री, कठोरता, सबसे अधिक संभावना है, भी हैं। लेकिन एंटीना का क्या होगा? यदि आप इसे ठीक से करते हैं, तो आपको एक मीटर के बारे में एक उद्घाटन करना होगा, और लंबाई और भी अधिक है। इस तरह के एक डिजाइन की कठोरता के बारे में संदेह और सामग्री की पर्याप्तता के बारे में संदेह को ध्यान में रखते हुए, एक मजबूत-इच्छाशक्ति वाला निर्णय आखिरकार किया गया - 400 मिमी खोलना और संरचना की लंबाई 600 मिमी तक सीमित करना। बहुत कम से कम, यह एक सीएमबी डिटेक्टर की तुलना करने के लिए संरचना बनाने से पहले प्रारंभिक परीक्षणों को पारित करने के लायक है।इस तरह के एक डिजाइन की कठोरता के बारे में संदेह और सामग्री की पर्याप्तता के बारे में संदेह को ध्यान में रखते हुए, एक मजबूत-इच्छाशक्ति वाला निर्णय आखिरकार किया गया - 400 मिमी खोलने और संरचना की लंबाई 600 मिमी तक सीमित करने के लिए। बहुत कम से कम, यह एक सीएमबी डिटेक्टर की तुलना करने के लिए संरचना बनाने से पहले प्रारंभिक परीक्षणों को पारित करने के लायक है।इस तरह के एक डिजाइन की कठोरता के बारे में संदेह और सामग्री की पर्याप्तता के बारे में संदेह को ध्यान में रखते हुए, एक मजबूत-इच्छाशक्ति वाला निर्णय आखिरकार किया गया - 400 मिमी खोलने और संरचना की लंबाई 600 मिमी तक सीमित करने के लिए। बहुत कम से कम, यह एक सीएमबी डिटेक्टर की तुलना करने के लिए संरचना बनाने से पहले प्रारंभिक परीक्षणों को पारित करने के लायक है।

शासक और मार्कर हाथों में हैं, बाद में - धातु कैंची, नतीजतन, हमारे पास चार अच्छे रिक्त स्थान हैं, जिसमें से हम सींग एंटीना को ही मिलाते हैं और एकल उत्पाद के रूप में समाक्षीय तरंगगुण संक्रमण। पहली नज़र में, पन्नी की सतह साफ थी, इसलिए मैंने त्वचा के साथ फैलाने का फैसला किया और तुरंत साधारण पीओएस -60 और रसिन का उपयोग करके टांका लगाने की प्रक्रिया शुरू कर दी। हम दो वर्कपीस को जोड़ते हैं, उनके बीच लगभग एक सही कोण तय करते हैं (मैं एक वर्ग के बिना प्रबंधित), एक छोर से पकड़ता हूं, फिर मोड़ पर और अंत में, दूसरे छोर पर। टेक्स्टोलाइट पतला है, जिसका अर्थ है हल्का, इसलिए यह पहले से ही पर्याप्त है ताकि संरचना अपने स्वयं के वजन के नीचे न हो। अगला, हम अंदर से सीम को पूरी तरह से मिलाप करते हैं। लेकिन यह वहाँ नहीं था - पहले सीम में लगभग आधे घंटे लगे,इसके अलावा, अंतिम दो सीमों को इकट्ठे ढांचे से क्लस्ट्रोफोबिया को बढ़ाने की स्थितियों में किया जाना चाहिए। त्वचा से धूल उड़ने वाली साफ पैंट को दागने की अनिच्छा खोजता है, मैंने अभी भी टांका लगाने के लिए सतह को साफ किया, जिसके बाद मैंने वर्कपीस के सभी सामान्य किनारों को टिन किया। उसके बाद, नियंत्रण के साथ एक सीम को पूरी तरह से सोल्डर करने की प्रक्रिया ने पूरी तरह से कुछ मिनटों का समय लिया, और अंतिम दो सीम पहले की तुलना में बहुत अधिक जटिल नहीं हैं। बाहर क्लोजअप:



सीम मेरी राय में काफी अच्छा लग रहा है, लहराती एक मिलीमीटर का एक हिस्सा है, जो काफी स्वीकार्य है। अब हम पीसीबी के स्क्रैप से शॉर्ट-सर्किट पिस्टन बनाते हैं। ऐसा करने के लिए, U- आकार की वर्कपीस को मोड़ें, जिसका मध्य भाग वेवगाइड भाग के आंतरिक भाग की तुलना में थोड़ा छोटा होता है, और इसे करने के लिए एक और ट्रिम मिलाप करता है, जिसके लिए पिस्टन को बाहर निकाला जा सकता है यदि यह



बंद हो जाता है : एंटीना को वेवगाइड के आधे से कम हिस्से की लंबाई के साथ SMA कनेक्टर के लिए:



यह अप्रयुक्त है वक्र विकल्प। हम इसे लंबी दीवार के बीच में बने छेद में स्थापित करते हैं:



और हम सींग के सामने से एंटीना देखते हैं (एंटीना और इसका प्रतिबिंब दोनों दिखाई देते हैं):



सिद्धांत रूप में, हम पहले से ही एक आस्टसीलस्कप का उपयोग करके माप के लिए तैयार हैं, लेकिन बीमा के लिए हम पहले देखेंगे कि हम किस स्तर की शक्ति का सामना कर सकते हैं। वर्ल्ड इनसाइक्लोपीडिया हमें निम्नलिखित डेटा देता है: GSM-900 - 2 W के लिए GSM-1800 मानक मोबाइल फोन की अधिकतम विकिरणित शक्ति 1 W है। ये शक्तियां काफी बड़ी हैं, समाक्षीय डिटेक्टर अब द्विघात मोड में काम नहीं करेगा। शक्ति को कम करने और डिटेक्टर को सही मोड के करीब ले जाने के लिए, हमने एटेन्यूएटर को 15 डीबी (दुर्भाग्य से, कोई और नहीं मिल सकता है, तीस बेहतर होगा) सेट किया। हम एक आस्टसीलस्कप पर परीक्षण पास करते हैं।

हम फोन को लकड़ी की कुर्सी पर रखते हैं, डायल-अप चालू करते हैं और फोन के शीर्ष पर जुड़े डिटेक्टर के साथ एक सींग लगाते हैं। सबसे पहले, हम सुनिश्चित करते हैं कि प्राप्त सिग्नल का अधिकतम आयाम हॉर्न एंटीना के समानांतर फोन के लंबे (ऊर्ध्वाधर) आकार के साथ सींग के केंद्र में बिल्कुल पहुंच जाता है, फिर हम पिस्टन की स्थिति को अधिकतम सिग्नल पर समायोजित करते हैं। अब आप डिटेक्टर से "सार्थक" ऑसिलगोग्राम लेना शुरू कर सकते हैं। कोई भी परीक्षण 200 mV से अधिक के सिग्नल आयाम को प्राप्त करने में सफल नहीं हुआ। दुर्भाग्य से, यह मूल्य हमारे हाथों में उपलब्ध अंशांकन की सीमा से अधिक है:



हालाँकि, आप डेटा को दाईं ओर एक्सट्रपलेशन कर सकते हैं और लगभग +3 dBm (1 mW से विभाजित शक्ति का दशमलव लघुगणक) का पावर मान प्राप्त कर सकते हैं। एंटीना में 15 सेंटीमीटर एटैन्यूएटर और 3 डीबी को एंटीना में और विपरीत दिशा में (फोन को फ्लिप करके चेक करें) जोड़ें। कुल हमें १/२ डीबीएम या १२६ मेगावाट मिलता है। मेरे विचार में यह मूल्य काफी उचित है। दुर्भाग्य से, फोन को बेस स्टेशन के सिग्नल को खोने और अधिकतम करने के लिए ट्रांसमिशन पावर बढ़ाने के प्रयास असफल रहे। तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत कम जाली वाला एक ढालदार कमरा या फैराडे पिंजरा इसके लिए आदर्श होगा, लेकिन पास में ऐसा कुछ भी नहीं पाया गया। किसी कारण से मैं उनके चारों ओर जाल और चेन लपेटने का एक रोल नहीं लेना चाहता। इस प्रकार, कोई अंतिम जवाब नहीं मिला, और मैंने यह भी सोचा कि लेख को प्रकाशित न करें। लेकिन थोड़ा विचार के साथ,तय किया कि रेखांकन का एक छोटा सा जोड़ DIY लेख को रोशन करेगा।

नीचे दी गई तस्वीर में दो डेटा सेट हैं - एक डायल-अप प्रयास के दौरान और एक बातचीत के दौरान:



अजीब तरह से पर्याप्त, यहां तक ​​कि कम डेटा एक वार्तालाप (लाल वक्र) के दौरान प्रेषित होता है। एक ही अनुसूची अधिक विस्तृत है:



फ्रेम अवधि लगभग 577 μs के नाममात्र मूल्य से मेल खाती है, अवधि भी नाममात्र मूल्य - आठ फ्रेम से मेल खाती है। कुछ पाठकों को शायद एक सवाल है - मैं लगभग 200 हर्ट्ज (और वास्तव में और भी कम) के फ्रेम दर (बिट्स) पर आवाज डेटा कैसे प्रसारित कर सकता हूं? तथ्य यह है कि आयाम नहीं है, लेकिन डेटा ट्रांसमिशन के लिए द्विघात मॉड्यूलेशन का उपयोग किया जाता है। इस सहज-सरल चीज़ के जंगल में जाने के बिना, मैं कहता हूँ कि एक फ्रेम आयाम मॉड्यूलेशन का उपयोग करके एक बिट प्राप्त नहीं होता है, लेकिन डेटा का एक पूरा पैकेट आयाम नहीं बल्कि चरण-वार (वास्तव में, यह अभी भी स्थिर है, लेकिन यह, nmv , लेख के दायरे से परे)। स्वाभाविक रूप से, सरल पहचान के बाद, हम किसी भी चरण के निशान नहीं देखते हैं। मैं ध्यान देता हूं कि फ्रेम के बीच अंतराल के कारण औसत शक्ति शिखर से आठ गुना कम है,और एक बार फिर ट्रांसमिशन अंतराल के कारण पांच।

विकिरण के ध्रुवीकरण की रैखिकता को साबित करने के लिए, हम हॉर्न की दिशा में फोन को 90 डिग्री घुमाकर सिग्नल को हटा देते हैं:



आयाम काफ़ी कम हो गया है, लेकिन सिग्नल अभी भी पता लगाया गया है। यह अशुद्धि रैखिक ध्रुवीकरण दोनों का परिणाम हो सकता है और बस टेलीफोन अक्ष के उन्मुखीकरण की सटीकता।

चूँकि हमने पाया संकेत पर ध्यान दिया, इसलिए हम संकेत को स्वयं क्यों नहीं देखते हैं? आवृत्ति, ज़ाहिर है, थोड़ा अधिक है, लेकिन अब तेजी से ऑसिलोस्कोप हैं। यहां परिणाम है:



प्रतीक - वास्तव में मापा गया डेटा, घटता - दो डेटा सेटों पर विभाजन, एक दोलन अवधि के अनुसार क्षैतिज सामान्यीकरण के प्रयास के दौरान, एनीमेशन कदम - एक हजार अवधियों। फ्लोटिंग चरण, जैसा कि मैं समझता हूं, यह मोबाइल संचार में उपयोग किए जाने वाले मॉड्यूलेशन का परिणाम है।

आप दो तरीकों में से एक में अंतिम डिजाइन का उपयोग करने का प्रयास कर सकते हैं। विकल्प संख्या एक में सभी प्रिंटों और अन्य निशानों को सिरका से पोंछना और चमकते तांबे के अंदर एक अर्क इकट्ठा करना है। विकल्प संख्या दो को उत्पाद को एक समाक्षीय केबल के साथ फोन में बाहरी एंटीना के लिए कनेक्ट करना है। दूरस्थ स्थानों की यात्रा करते समय, यह संचार की गुणवत्ता के साथ बहुत मदद कर सकता है, यदि, निश्चित रूप से, आप टॉवर और ध्रुवीकरण की दिशा के साथ अनुमान लगा सकते हैं।

आपके ध्यान के लिए धन्यवाद, मुझे आशा है कि यह दिलचस्प था।

Source: https://habr.com/ru/post/hi398675/