测量手机的功率

互联网上充斥着有关手机危害的恐怖故事。这些恐怖故事并没有得到认真研究的强烈证实,因此让我们将其置于作者的良心中。但是电话确实确实会发出一定量的能量。让我们尝试了解问题所在。在示波器上进行的首次测试表明,功率随时间变化非常快,因此从不同点有条件地同时进行测量的变体将无法工作,我们将不得不用手遮住喇叭天线以收集最大的辐射功率。



结果在KDPV上显示。故意将白平衡选择为错误,因为 如我们将看到的那样,在具有适当平衡的情况下,箔片表面有些难以表现。但是装饰不是我们的方法,因此所有其他图片都是“诚实的”-比苦涩但讨人喜欢的照片更好的是苦,但真实。

首先,我们需要测量电话与最近的发射塔通信的频率范围,因为设备本身是三频的:900/1800/1900 MHz。由于不需要匹配或满功率来确定范围,因此可以使用最简单的环形天线,将直径约300 mm的天线插入频谱分析仪输入连接器的中心引脚。 900 MHz频段说来已久。不太好,因为我们未来病房的规模是最大可能的。波长约为330毫米,一半为165毫米,这意味着,如教科书所教导的那样,使用横截面约为200x100毫米的波导是合理的(在主模截止和进入波导的第二模之间的八度中间)。合理,合理,但是在哪里可以得到这个多公斤级的怪物?还有什么如果我们用铝箔玻璃纤维制成?尺寸也很小,材料,刚度也足够。但是天线本身会发生什么?如果做得正确,您将不得不做一个大约一米的开口,并且长度甚至更大。考虑到对这种设计的刚性的怀疑以及对材料是否足够的怀疑,最终做出了一个强烈的决定-打开400毫米并将结构的长度限制为600毫米。至少在使结构与CMB检测器相当之前,值得通过初始测试。考虑到对这种设计的刚性的怀疑以及对材料是否足够的怀疑,最终做出了一个强烈的决定-打开400毫米并将结构的长度限制为600毫米。至少在使结构与CMB检测器相当之前,值得通过初始测试。考虑到对这种设计的刚性的怀疑以及对材料是否足够的怀疑,最终做出了一个强烈的决定-打开400毫米并将结构的长度限制为600毫米。至少在使结构与CMB检测器相当之前,值得通过初始测试。

尺子和记号笔就在手中,之后是金属剪刀,结果,我们得到了四个漂亮的坯料,从中我们可以焊接喇叭天线本身和同轴波导过渡件,成为一个产品。乍一看,锡纸表面是干净的,所以我决定免除皮肤,并立即使用普通的POS-60和松香开始焊接过程。我们将两个毛坯结合起来,将它们之间固定成大约直角(我设法没有正方形),从一端抓起,然后在弯头抓起,最后在第二端抓起。纺织物很薄,这意味着重量轻,因此已经足够,因此结构不会因自身重量而掉落。接下来,我们从内部完全焊接接缝。但这不在那里-第一个接缝花了大约半个小时,此外,最后两个接缝必须在组装结构的幽闭恐惧症增加的情况下进行。搜索不愿弄脏干净的裤子上的灰尘,我仍然清洁表面进行焊接,然后再镀上工件的所有公共边缘。在那之后,用控制完全焊接一个接缝的过程花费了几分钟,并且最后两个接缝的复杂性没有第一个接缝那么复杂。外部特写:



在我看来,接缝看起来非常好,波纹度只有几分之一毫米,这是可以接受的。现在,我们用PCB废料制成一个短路活塞。为此,弯曲U形工件,该工件的中心部分略小于波导部分的内部部分,然后在其上焊接另一个装饰条,如果活塞



闭合则可将其拉出:将天线的长度小于波导短边一半的长度焊接到SMA连接器:



未使用曲线选项。我们将其安装在长壁中间的孔中:



并且我们从号角的前端看到天线(天线及其反射可见):



原则上,我们已经准备好使用示波器进行测量,但是为了保险起见,我们首先会看到可以遇到的功率水平。 《世界百科全书》为我们提供了以下数据:GSM-1800标准手机的最大辐射功率为1 W,而GSM-900-2W。这些功率非常大,同轴检测器将不再以二次模式工作。为了降低功率并使检测器接近正确的模式,我们将衰减器设置为15 dB(不幸的是,找不到更多,三十个更好)。我们通过了示波器的测试。

我们将电话放在木椅上,打开拨号功能,并在电话顶部放一个带有已连接检测器的喇叭。首先,确保电话的长(垂直)尺寸与喇叭天线平行时,在喇叭的中心精确地达到接收信号的最大幅度,然后将活塞位置调整为最大信号。现在,您可以开始从检测器中获取“有意义的”波形图。所有测试均未成功获得超过200 mV的信号幅度。不幸的是,该值高于我们手中可用的校准范围:



但是,您可以将数据外推到右侧,并获得大约+3 dBm的功率值(功率的十进制对数除以1 mW)。在此处添加15 dB的衰减器,并添加3 dB的天线和相反方向的对称辐射(通过翻转手机进行检查)。总计,我们得到+21 dBm或126 mW。我认为该值是相当合理的。不幸的是,试图使电话丢失基站的信号并将发射功率增加到最大的尝试均未成功。屏蔽室或法拉第笼的网状结构比波长短得多是理想的选择,但是附近没有发现类似的东西。出于某种原因,我不想在它们周围扎网和缠绕。因此,没有收到最终答案,我什至认为不发表这篇文章。但稍加思考,决定添加少量图表可以使DIY文章更加生动。

下图中有两个数据集-尝试拨号和对话期间:



奇怪的是,对话期间传输的数据更少(红色曲线)。相同的时间表更加详细:



帧持续时间大约对应于577μs的标称值,周期也对应于标称值-八帧。一些读者可能有一个问题-如何以大约200 Hz(甚至更低)的帧频(位)传输语音数据?事实是,不是振幅而是正交调制用于数据传输。不用说这个不太简单的事情,我要说的是,一帧不是使用幅度调制获得的一比特,而是整个数据包,不是幅度而是相位调制的(实际上,它仍然比较棘手,但这是nmv ,超出了本文的范围)。自然,在简单检测之后,我们看不到任何相位迹线。我注意到,由于帧之间的间隙,平均功率比峰值小八倍,由于传输间隙的稀疏,又是五个。

为了证明辐射偏振的线性度,我们通过将手机绕喇叭的方向旋转90度来去除信号:



幅度已经明显减弱,但是仍然可以检测到信号。这可能是由于不正确的线性极化以及电话轴的定向精度造成的。

由于我们查看了检测到的信号,因此为什么不查看信号本身呢?当然,频率有点高,但是现在有了快速示波器。结果是:



符号-实际测量的数据,曲线-一次尝试通过时两个数据集上的样条曲线,根据振荡周期的水平归一化,动画步长-一千个周期。据我了解,浮动阶段正是移动通信中使用的调制结果。

您可以尝试以两种方式之一使用最终设计。第一种选择是用醋擦拭所有印刷品和其他痕迹,并在闪亮的铜片中收集提取物。第二种方法是用同轴电缆将产品连接到电话中外部天线的连接器上。到偏远地区旅行时,如果您当然可以猜测塔的方向和极化情况,则可以极大地提高通信质量。

感谢您的关注,希望它很有趣。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN398675/


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