Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ

Transcript

1 ΑΚΗΗ 6 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 1. κοπόρ ηηρ άζκηζηρ ηα πιαίζηα ηεο εξγαζηεξηαθήο άζθεζεο ζα κειεηεζνύλ ηα ζεξκηθήο θύζεσο βηνινγηθά απνηειέζκαηα ησλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ ξαδηνζπρλνηήησλ (RF). Αξρηθά, παξνπζηάδεηαη ην ζεσξεηηθό ππόβαζξν ηεο αιιειεπίδξαζεο κεηαμύ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ ξαδηνζπρλνηήησλ θαη βηνινγηθώλ ηζηώλ, κε ηδηαίηεξε έκθαζε ζηηο θπηηαξηθέο θηλεηέο επηθνηλσλίεο. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο άζθεζεο ζα κεηξεζεί ην ειεθηξνκαγλεηηθό πεδίν πνπ δεκηνπξγείηαη ζε νκνίσκα αλζξώπηλεο θεθαιήο από ηεξκαηηθή ζπζθεπή θηλεηώλ επηθνηλσληώλ. 2. Θεωπηηική πποζέγγιζη 2.1 Βιολογικέρ επιδπάζειρ ηλεκηπομαγνηηικών κςμάηων παδιοζςσνοηήηων Καηά ηηο ηειεπηαίεο δεθαεηίεο παξαηεξήζεθε ξαγδαία εμάπισζε ηεο ρξεζεο ησλ ξαδηνζπρλνηήησλ (Radiofrequencies, RF) ζε πνηθίιεο εθαξκνγέο ζηε βηνκεραλία, ηελ ηαηξηθή, ηελ έξεπλα θ.α. Ραδηνζπρλόηεηεο είλαη ην ηκήκα ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνύ θάζκαηνο πνπ αληηζηνηρεί ζηελ πεξηνρή από 10 khz έσο 300 GHz. Σν ηκήκα κεηαμύ 300

2 146 Άζθεζε 6 MHz θαη 300 GHz ζπλήζσο νλνκάδεηαη κηθξνθύκαηα (Microwaves, MW), ελώ ζπρλά ρξεζηκνπνηείηαη θαη ν όξνο ρηιηνζηνκεηξηθά θύκαηα (millimeter waves, mmw) γηα ηελ πεξηνρή GHz. ηελ πεξηνρή RF ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνύ θάζκαηνο πεξηιακβάλνληαη νη ζπρλόηεηεο πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη γηα ξαδηνθσληθή εθπνκπή AM, FM θαη βξαρέσλ θπκάησλ, γηα ηειενπηηθή εθπνκπή VHF θαη UHF, γηα ηηο θηλεηέο θαη δνξπθνξηθέο επηθνηλσλίεο, ηηο κηθξνθπκαηηθέο δεύμεηο θ.ιπ.. ηελ πεξηνρή RF ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνύ θάζκαηνο, ε θβαληηθή ελέξγεηα δελ είλαη ηθαλή λα πξνθαιέζεη ρεκηθέο κεηαβνιέο θαη ηνληηζκό ζηα βηνινγηθά πιηθά θαη ραξαθηεξίδεηαη σο κε-ηνληίδνπζα. Η κεηνληίδνπζα πεξηνρή εθηείλεηαη κέρξη ηελ ππέξπζξε (Infrared, IR), ηελ νξαηή (Visible, VI) θαη ηελ ππεξηώδε (Ultraviolet, UV) αθηηλνβνιία, πεξίπνπ σο ηε ζπρλόηεηα Hz. H πεξηνρή ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνύ θάζκαηνο κε ζπρλόηεηα πςειόηεξε από ζπρλόηεηα Hz, ραξαθηεξίδεηαη σο ηνληίδνπζα (αθηίλεο Υ, αθηίλεο γ, θ.ιπ.), επεηδή ε θβαληηθή ελέξγεηα ζε απηή ηελ πεξηνρή είλαη αξθεηή λα πξνθαιέζεη θαηαζηξνθή ηεο ελδνκνξηαθήο δνκήο, δηάζπαζε δηακνξηαθώλ δεζκώλ θαη πξόθιεζε θαξθηλνγελεηηθώλ θαηλνκέλσλ ζηα βηνινγηθά ζπζηήκαηα. Δίλαη γλσζηό όηη νη βηνινγηθνί ηζηνί απνηεινύληαη από ρεκηθέο ελώζεηο. Από ειεθηξηθή άπνςε ηα κόξηα ηνπο εκθαλίδνληαη σο ειεθηξηθά δίπνια. Κάησ από ηελ επίδξαζε ηζρπξνύ εμσηεξηθνύ ειεθηξνκαγλεηηθνύ πεδίνπ, ηα δίπνια ηείλνπλ λα πξνζαλαηνιηζηνύλ θαηά ηε θνξά ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ, θαη απηό έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ ηαιάλησζε ησλ κνξίσλ. ηε ζπλέρεηα, ε θηλεηηθή ελέξγεηα κεηαηξέπεηαη ζε ζεξκόηεηα. ύκθσλα κε ηε γεληθά παξαδεθηή άπνςε γηα ηελ αιιειεπίδξαζε ησλ πςίζπρλσλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ κε ηνπο βηνινγηθoύο νξγαληζκνύο, ε παξνπζία ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ απμάλεη ηελ θηλεηηθή ελέξγεηα θπξίσο ησλ κνξίσλ λεξνύ, κε απνηέιεζκα ηε κεηαθνξά ελέξγεηαο από ηα ειεθηξνκαγλεηηθά θύκαηα ζηνπο ηζηνύο ησλ βηνινγηθώλ νξγαληζκώλ [1]-[2]. Δμαηηίαο απηήο ηεο αιιειεπίδξαζεο, παξνπζηάδεηαη αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο είηε ηνπηθά ή αθόκε θαη ζπλνιηθά ζε όιν ην αλζξώπηλν ζώκα. Σα θαηλόκελα πνπ ζρεηίδνληαη κε απηό ην κεραληζκό αιιειεπίδξαζεο νλνκάδνληαη «ζεξκηθά». Η αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο κέζα ζηνπο βηνινγηθνύο νξγαληζκνύο είλαη κηα δηαδηθαζία πνπ πξαγκαηνπνηείηαη ζε δύν ζηάδηα. Aξρηθά είλαη απαξαίηεηε ε ηζρπξή δηείζδπζε ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο αθηηλνβνιίαο κέζα ζην αλζξώπηλν ζώκα (ηνπηθά ή ζπλνιηθά) πνπ έρεη ζαλ απνηέιεζκα, ζηε ζπλέρεηα, ηελ αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο, εθόζνλ δηαηεξείηαη ην επηβαιιόκελν ειεθηξνκαγλεηηθό πεδίν θαη ε απνξξνθνύκελε ηζρύο αλά κνλάδα κάδαο βηνινγηθνύ ηζηνύ είλαη αξθεηή. Ο ζεξκηθόο ραξαθηήξαο ηεο βηνινγηθήο επίδξαζεο ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο αθηηλνβνιίαο επηβεβαηώλεηαη ζηελ πξάμε από ηαηξηθέο εθαξκνγέο πνπ έρνπλ ήδε αλαπηπρζεί, όπσο ε δηαζεξκία θαη ε κηθξνθπκαηηθή ππεξζεξκία πνπ εθαξκόδεηαη γηα ηελ αληηκεηώπηζε ηνπ θαξθίλνπ [2]-[3]. Πην ζπγθεθξηκέλα, νη λόκνη πνπ θαζνξίδνπλ ηελ αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο κέζα ζε βηνινγηθνύο ηζηνύο εμαηηίαο ηεο έθζεζεο ζε RF θύκαηα αλαιύνληαη ζηε ζπλέρεηα. 1) Απνξξόθεζε ηζρύνο αλά κνλάδα κάδαο βηνινγηθνύ ηζηνύ Η απνξξόθεζε ηζρύνο αλά κνλάδα κάδαο ηζηνύ είλαη αλάινγε πξνο ην ηεηξάγσλν ηεο έληαζεο ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ πνπ αλαπηύζζεηαη ζηε ζέζε πνπ κειεηάηαη. Σν κέγεζνο απηό νλνκάδεηαη «Ρπζκόο Δηδηθήο Απνξξόθεζεο» (Specific Absorption Rate, SAR), εθθξάδεηαη ζε κνλάδεο ηζρύνο αλά κνλάδα κάδαο ηζηνύ (W/kg), θαη ππνινγίδεηαη ζύκθσλα κε ηε ζρέζε:

3 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ SAR (1) 3 όπνπ ( Si/ m) ε ειεθηξηθή αγσγηκόηεηα ηνπ ηζηνύ, ( kg / m ) ε ππθλόηεηα κάδαο ηνπ ηζηνύ θαη E ( V / m) ε ελεξγή ηηκή ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ. Ο Ρπζκόο Δηδηθήο Απνξξόθεζεο εμαξηάηαη από: (α) ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο αθηηλνβνιίαο (ζπρλόηεηα, πόισζε, έληαζε), (β) ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ βηνινγηθνύ αληηθεηκέλνπ, ηε γεσκεηξία ηνπ (κέγεζνο θαη ζρήκα) θαη ηελ εζσηεξηθή ηνπ δνκή, (γ) ηελ απόζηαζε ηεο πεγήο εθπνκπήο ηεο αθηηλνβνιίαο θαη ηνπ βηνινγηθνύ αληηθεηκέλνπ (θνληηλό ή καθξηλό πεδίν) θαη (δ) ηηο ηδηόηεηεο ηνπ πεξηβάιινληα ρώξνπ. 2) Θεξκηθή αληίδξαζε βηνινγηθώλ ηζηώλ Η απνξξόθεζε ηζρύνο έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο κέζα ζηνπο ηζηνύο. Η κεηαβνιή ηεο ζεξκνθξαζηαθήο θαηαλνκήο ηνπ ζώκαηνο είλαη ζπλάξηεζε ηεο αηκαηηθήο ξνήο θαη ησλ δπλαηνηήησλ ησλ ζεξκνξπζκηζηηθώλ κεραληζκώλ ηνπ ζώκαηνο. Έηζη ην ηειηθό απνηέιεζκα, εθηόο από ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο αθηηλνβνιίαο, εμαξηάηαη θαη από ηνλ ίδην ηνλ νξγαληζκό. 2.2 Δπεςνηηικά αποηελέζμαηα Από ην Β Παγθόζκην πόιεκν έρεη αξρίζεη δηεζλώο εθηελήο έξεπλα γηα ηα βηνινγηθά απνηειέζκαηα ησλ RF θπκάησλ, ε νπνία ρξεκαηνδνηήζεθε ζρεδόλ ζην ζύλνιό ηεο από θξαηηθνύο θνξείο. Σν θύξην κέξνο απηήο ηεο έξεπλαο αθνξνύζε πεδία ζε ζπρλόηεηεο 915 MHz θαη 2450 MHz, θνληά ζηηο ζπρλόηεηεο πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζηηο ζύγρξνλεο θηλεηέο επηθνηλσλίεο. Πνιιέο από ηηο έξεπλεο απηέο θαηέιεμαλ ζε αληηθαηηθά απνηειέζκαηα. Πεξηειάκβαλαλ αξθεηέο αλαθνξέο γηα βηνινγηθά απνηειέζκαηα ησλ RF πεδίσλ ζε θύηηαξα θαη πεηξακαηόδσα, πνιιέο θνξέο ζε ρακειά επίπεδα έθζεζεο, πνπ δελ ήηαλ εύθνια θαηαλνεηά θαη ζπρλά δελ ήηαλ δπλαηή ε αλαπαξαγσγή ηνπο. Τπήξρε δε κηα ζεκαληηθή δηαζπνξά ζε ό,ηη αθνξνύζε επηδξάζεηο ζηνλ άλζξσπν από ρακειά επίπεδα έθζεζεο ζε RF πεδία [4]. Έλαο λένο θύθινο εξεπλώλ μεθίλεζε ζηα κέζα ηεο δεθαεηίαο ηνπ 90, πνπ ρξεκαηνδνηείηαη ζεκαληηθά από ηνπο θαηαζθεπαζηέο θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ θαη θξαηηθέο πεγέο, εζηηάδεηαη δε θπξίσο ζηελ θαξθηλνγέλεζε θαη ηα θνξεηά ηειέθσλα. Δπγαζηηπιακέρ μελέηερ Τπάξρεη πιεζώξα βηβιηνγξαθηθώλ αλαθνξώλ γηα ηα βηνινγηθά απνηειέζκαηα ηεο έθζεζεο ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία, όκσο ην κεγαιύηεξν κέξνο ησλ πεηξακάησλ έρεη πξαγκαηνπνηεζεί ζε δώα θαη είλαη ακθηζβεηήζηκε από πνιινύο ε δπλαηόηεηα επέθηαζεο ησλ απνηειεζκάησλ ζηνλ άλζξσπν. Καηαξξαθηνγέλεζε ε πεηξακαηόδσα πνπ αθηηλνβνιήζεθαλ κε ζρεηηθά πςειή ππθλόηεηα ηζρύνο παξαηεξήζεθε ε πξόθιεζε θαηαξξάθηε [5]. Σν θαηλόκελν απνδίδεηαη ζε ζεκαληηθή αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο θαηά ηελ έθζεζε ζε RF αθηηλνβνιία, εμαηηίαο ηεο αδπλακίαο ηνπ νθζαικνύ λα απάγεη ηε ζεξκόηεηα.

4 148 Άζθεζε 6 Μηθξνθπκαηηθό - αθνπζηηθό θαηλόκελν ηελ πεξίπησζε ειεθηξνκαγλεηηθήο αθηηλνβνιίαο παικηθήο θύζεσο, όπσο απηή ηνπ ξαληάξ, έρεη παξαηεξεζεί όηη άλζξσπνη πνπ βξίζθνληαη θνληά ζηελ πεγή αθνύλε ήρν πνπ πξνέξρεηαη από ζπληνληζκό ηνπ θξαλίνπ [6]. ύκθσλα κε ηε ζεκεξηλή γλώζε, πξόθεηηαη γηα ζεξκηθό θαηλόκελν θαη νθείιεηαη ζε απόηνκε κηθξή αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ησλ ηζηώλ. Επηδξάζεηο ζην λεπξηθό ζύζηεκα Οη πεξηζζόηεξεο πεηξακαηηθέο κειέηεο αθνξνύλ ζηνλ εγθέθαιν. Σα θπξηόηεξα θαηλόκελα πνπ παξαηεξήζεθαλ είλαη κεηαβνιέο ζην Ηιεθηξνεγθεθαινγξάθεκα θαη ζηελ εθξνή ηόλησλ αζβεζηίνπ [7]-[8]. Σα ηόληα αζβεζηίνπ είλαη εμαηξεηηθήο ζεκαζίαο γηα ηε κεηαθνξηθή ζύδεπμε ελόο επξένο θάζκαηνο αλνζνινγηθώλ, ελδνθξηλνινγηθώλ θαη λεπξνβηνινγηθώλ θαηλνκέλσλ ζηελ εμσηεξηθή επηθάλεηα ηεο θπηηαξηθήο κεκβξάλεο. Παξαηεξήζεθε όηη ε παξνπζία παικηθά δηακνξθσκέλσλ RF ζεκάησλ επάγεη ηελ εθξνή ηόλησλ αζβεζηίνπ ζε ηζηνύο πεηξακαηνδώσλ, ρσξίο λα απαηηείηαη αηζζεηή αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ζηνπο ηζηνύο (0.1C). Βξέζεθε όηη ην θαηλόκελν εμαξηάηαη ηζρπξά από ηε ζπρλόηεηα δηακόξθσζεο θαη από ηελ ππθλόηεηα ηζρύνο ηεο εθαξκνδόκελεο ειεθηξνκαγλεηηθήο αθηηλνβνιίαο. Η κέγηζηε αιιειεπίδξαζε αλαθέξεηαη όηη παξνπζηάδεηαη γηα ζπρλόηεηεο δηακόξθσζεο παξαπιήζηεο κε απηέο ηεο εγθεθαιηθήο δξαζηεξηόηεηαο (16 Hz). Σν θαηλόκελν ηεο εθξνήο ηόλησλ αζβεζηίνπ ζεσξείηαη από ηηο ζεκαληηθόηεξεο βηνινγηθέο επηδξάζεηο ησλ ξαδηνθπκάησλ, επεηδή παξαηεξείηαη γηα ρακειέο ηηκέο ππθλόηεηαο ηζρύνο (κε ζεξκηθήο θύζεσο). Επηδξάζεηο ζε θπηηαξηθό επίπεδν Δπηδξάζεηο ζην DNA θαη θαξθηλνγελεηηθά θαηλόκελα έρνπλ κειεηεζεί εθηελώο από πνιινύο εξεπλεηέο ζε δηάθνξεο ζπλζήθεο έθζεζεο [9]-[11]. Αλάπηπμε θαξθίλνπ ηνπ εγθεθάινπ έρεη αλαθεξζεί ζε πνληίθηα πνπ εθηέζεθαλ ζε ειεθηξνκαγλεηηθά πεδία πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζε αζύξκαηεο θπηηαξηθέο επηθνηλσλίεο [9]. Ωζηόζν ηα απνηειέζκαηα απηά δελ έρνπλ επηβεβαησζεί από άιια αλεμάξηεηα εξγαζηήξηα [4]. Δπιδημιολογικέρ μελέηερ Οη επηδεκηνινγηθέο κειέηεο ζε αλζξώπηλν πιεζπζκό πνπ εθηίζεηαη επαγγεικαηηθά ζε RF πεδία είλαη πεξηνξηζκέλεο ζε αξηζκό θαη ζε πνηόηεηα, αλαθέξνληαη δε θπξίσο ζε εξγαδόκελνπο ζε ζηξαηησηηθέο θαη βηνκεραληθέο εγθαηαζηάζεηο. Έρεη πεξηγξαθεί όηη άηνκα πνπ εθηίζεληαη επαγγεικαηηθά ζε κηθξνθπκαηηθή αθηηλνβνιία παξνπζηάδνπλ ζύλνιν ππνθεηκεληθώλ εθδειώζεσλ πνπ ραξαθηεξίδεηαη ζαλ «ζύλδξνκν κηθξνθπκάησλ» θαη πεξηιακβάλεη πνλνθέθαιν, λαπηία, δάιε, θόπσζε, δηαηαξαρέο ύπλνπ [11]. Μεξηθέο κειέηεο αλαθέξνπλ πςειόηεξν θίλδπλν θαξθίλνπ γηα επαγγέικαηα ζηα νπνία ζπλππάξρνπλ έθζεζε ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία θαη ρεκηθνί παξάγνληεο. Πξόζθαηα, έρνπλ γίλεη εηδηθέο κειέηεο ζρεηηθά κε ηε ρξήζε θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ. Δπηδεκηνινγηθέο κειέηεο ζηε νπεδία θαη ηηο ΗΠΑ εζηίαζαλ ζηε δηεξεύλεζε πηζαλήο ζρέζεο κεηαμύ ρξήζεο θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ θαη αλάπηπμεο θαξθίλνπ ηνπ εγθεθάινπ [11]. Παξόηη θακηά κειέηε δελ απέδεημε ηελ αύμεζε ηεο επίπησζεο θαξθίλνπ ηνπ εγθεθάινπ ζε αλζξώπνπο πνπ θάλνπλ ρξήζε θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ, θαη ζηηο δύν κειέηεο αλαθέξεηαη κηα ηάζε γηα πςειόηεξε πηζαλόηεηα αλάπηπμεο όγθνπ ηνπ εγθεθάινπ ζηελ πιεπξά πνπ ζπλεζίδεη ν ρξήζηεο λα θξαηά ην ηειέθσλν.

5 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 149 Ο θαξθίλνο ηνπ εγθεθάινπ ρξεηάδεηαη ρξόληα ή αθόκα θαη δεθάδεο ρξόληα γηα λα αλαπηπρζεί. Η αλίρλεπζε κηθξνύ ή καθξνπξόζεζκνπ θηλδύλνπ αλάπηπμεο θαξθίλνπ είλαη εμαηξεηηθά δύζθνιε. Η αλίρλεπζε κηθξήο αύμεζεο ηνπ θηλδύλνπ απαηηεί κεγάιεο θιίκαθαο έξεπλεο πνπ παξνπζηάδνπλ δπζθνιίεο ζηνλ έιεγρό ηνπο θαη ζπρλά είλαη δύζθνιε ε εξκελεία ησλ απνηειεζκάησλ ηνπο. Δπηπιένλ, κηα έγθπξε κειέηε νθείιεη λα αμηνινγεί ηε ρξήζε θνξεηνύ ηειεθώλνπ από ηα άηνκα πνπ ζπκπεξηιακβάλνληαη ζηε κειέηε γηα κηα δεθαεηία ή πεξηζζόηεξν, γεγνλόο πνπ δπζρεξαίλεηαη από ηε ξαγδαία ηερλνινγηθή αλάπηπμε ζηε βηνκεραλία θπηηαξηθώλ επηθνηλσληώλ. ε πξόζθαηε εξγαζηεξηαθή κειέηε αλαθέξεηαη όηη ε ρξήζε θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ κπνξεί λα επεξεάζεη ζεηηθά ηε γλσζηαθή ιεηηνπξγία [12]. ύκθσλα κε ηε κειέηε απηή, άηνκα πνπ εθηέζεθαλ ζε πξνζνκνίσζε εθπνκπώλ θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ ζε ζπρλόηεηα 915 MHz, παξνπζίαζαλ βειηίσζε ησλ αληαλαθιαζηηθώλ ηνπο (κείσζε ηνπ ρξόλνπ αληίδξαζεο ζε εμσηεξηθά εξεζίζκαηα). Όκσο, από ηηο κέρξη ζήκεξα επηδεκηνινγηθέο κειέηεο, δελ είλαη δπλαηόλ λα εμαρζνύλ νξηζηηθά ζπκπεξάζκαηα, εμαηηίαο δηαθόξσλ αδπλακηώλ ζηε ζρεδίαζε ηoπο, θαζώο θαη ηνπ πεξηνξηζκέλνπ αξηζκνύ ησλ πεξηπηώζεσλ πνπ εμεηάδνπλ [13]-[14]. Δπηπιένλ, ζπρλά ε έιιεηςε αθξηβώλ δνζηκεηξηθώλ πιεξνθνξηώλ θαη ε ζπλύπαξμε άιισλ παξαγόλησλ, εθηόο ηεο κειεηνύκελεο αθηηλνβνιίαο, πεξηνξίδνπλ ηελ αμία ησλ κειεηώλ απηώλ. Ομάδερ αςξημένος κινδύνος Απμεκέλε επαηζζεζία θαηά ηελ έθζεζε ζε κε ηνληίδνπζα ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία ζε ζρέζε κε ην κέζν πιεζπζκό κπνξεί λα νθείιεηαη ζε αλεπαξθή ζεξκνξπζκηζηηθή ιεηηνπξγία θαη ζηελ παξνπζία εκθπηεπκέλσλ ηαηξηθώλ ζπζθεπώλ. Δκθπηεπκέλεο κεηαιιηθέο ζπζθεπέο έρνπλ ζαλ απνηέιεζκα ηελ ηνπηθή αύμεζε ηεο απνξξνθνύκελεο ηζρύνο, κε ζπλέπεηα ηε ζέξκαλζε ησλ γύξσ βηνινγηθώλ ηζηώλ. Σέηνηεο ζπζθεπέο είλαη νξζνπεδηθέο κεηαιιηθέο ζπζθεπέο, κεηαιιηθέο θαξδηαθέο βαιβίδεο θαζώο θαη εκθπηεπκέλα ζπζηήκαηα ρνξήγεζεο θαξκάθσλ, όπσο ηλζνπιίλεο, πνπ πεξηέρνπλ κεηαιιηθά κέξε. Γηα άιιεο εκθπηεπκέλεο ζπζθεπέο, όπσο νη θαξδηαθνί βεκαηνδόηεο θαη ηα θνριηαθά εκθπηεύκαηα, ην θπξηόηεξν πξόβιεκα πξνθύπηεη από θαηλόκελα ειεθηξνκαγλεηηθήο παξεκβνιήο [15]. ύκθσλα κε κειέηε ηνπ αλεμάξηεηνπ νξγαληζκνύ γηα ηελ Έξεπλα Αζύξκαησλ Δπηθνηλσληώλ (Wireless Technology Research, WTR), κεξηθνί ηύπνη βεκαηνδνηώλ είλαη επαίζζεηνη ζε εμσηεξηθά ειεθηξνκαγλεηηθά πεδία, θαη γη απηό άλζξσπνη πνπ θέξνπλ εκθπηεπκέλν βεκαηνδόηε, πξέπεη λα θξαηνύλ ην θνξεηό ηειέθσλν, αθόκε θαη όηαλ βξίζθεηαη ζε θαηάζηαζε αλακνλήο, ζε απόζηαζε ηνπιάρηζηνλ 15 cm από ην βεκαηνδόηε. 2.3 Γοζιμεηπικά μεγέθη και όπια αζθαλούρ έκθεζηρ ε όιν ηνλ θόζκν, δηεζλείο νξγαληζκνί θαη ρώξεο έρνπλ πξνρσξήζεη ζηε ζύζηαζε νξίσλ αζθαιείαο γηα ηελ έθζεζε ζε κε-ηνληίδνπζα ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία. To 1974 ε Γηεζλήο Δπηηξνπή Αθηηλνπξνζηαζίαο (International Radiation Protection Association, IRPA) ζπλέζηεζε νκάδα εξγαζίαο γηα ηε κειέηε πξνβιεκάησλ πνπ ζρεηίδνληαη κε ηε κε-ηνληίδνπζα αθηηλνβνιία, ζε ζπλεξγαζία κε ηελ Παγθόζκηα Οξγάλσζε Τγείαο (World Health Organization, WHO). To 1992 δεκηνπξγήζεθε αλεμάξηεηε επηζηεκνληθή επηηξνπή, ε Γηεζλήο Δπηηξνπή Πξνζηαζίαο από Με-Ινληίδνπζα Αθηηλνβνιία (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, ICNIRP), κε ζθνπό ηελ παξαθνινύζεζε όισλ ησλ επηζηεκνληθώλ εξεπλώλ θαη ηελ αληηθεηκεληθή

6 150 Άζθεζε 6 εμέηαζή ηνπο γηα ηελ θαζηέξσζε νδεγηώλ ζρεηηθά κε ηα όξηα αζθαινύο έθζεζεο ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία. Οη πην πξόζθαηεο νδεγίεο ηεο ICNIRP [16] δεκνζηεύηεθαλ ην 1998 θαη έρνπλ πηνζεηεζεί από ηελ Δπξσπατθή Δπηηξνπή Σππνπνίεζεο CENELEC (Commite Europeen de Normalisation Electrotechnique) θαη ηελ Δπξσπατθή Δπηηξνπή θαηά ηε ζύληαμε ηνπ ηζρύνληνο πξνηύπνπ γηα ηελ έθζεζε ζε ειεθηξνκαγλεηηθά πεδία. ηηο ΗΠΑ, ηα όξηα αζθαιείαο γηα ηελ έθζεζε ζε RF αθηηλνβνιία βαζίδνληαη ζηηο νδεγίεο ηνπ Ιλζηηηνύηνπ Ηιεθηξνιόγσλ θαη Ηιεθηξνληθώλ Μεραληθώλ (Institute of Electrical and Electronics Engineers, ΙΔΔΔ) θαη έρνπλ πηνζεηεζεί από ην Ακεξηθαληθό Ιλζηηηνύην Σππνπνίεζεο (American National Standards Institute, ANSI). ε ζπρλόηεηεο πςειόηεξεο ηνπ 1 MHz, ε ζέζπηζε νξίσλ αζθαινύο έθζεζεο βαζίδεηαη απνθιεηζηηθά ζηα ζεξκηθά απνηειέζκαηα ησλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ [16]-[18]. Σν βαζηθό κέγεζνο γηα ηελ πνζνηηθνπνίεζε ησλ ζεξκηθώλ επηδξάζεσλ είλαη ν Ρπζκόο Δηδηθήο Απνξξόθεζεο. H ζέζπηζε νξίσλ αζθαιείαο από ηε CENELEC θαη άιιεο επηηξνπέο ηππνπνίεζεο γηα νιόζσκε έθζεζε ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία έρεη βαζηζηεί ζηελ πξόιεςε δηαηαξαρώλ ζηε ζπκπεξηθνξά πνπ παξαηεξνύληαη ζε δώα θαηά ηελ έθζεζε ηνπο ζε ρακειά επίπεδα αθηηλνβνιίαο. Ο όξνο «δηαηαξαρέο ζπκπεξηθνξάο» αλαθέξεηαη ζηελ ηάζε ησλ δώσλ λα ζηακαηνύλ ηελ εθηέιεζε κηαο πνιύπινθεο γλσζηαθήο ιεηηνπξγίαο όηαλ εθηίζεληαη ζε νξηζκέλε πνζόηεηα ειεθηξνκαγλεηηθήο ελέξγεηαο. Πξόθεηηαη γηα ζεξκηθή επίδξαζε πνπ παξαηεξείηαη γηα Ρπζκό Δηδηθήο Απνξξόθεζεο ίζν κε 4 W/kg ζσκαηηθνύ βάξνπο, ππνινγηζκέλν σο κέζε ηηκή ζε νιόθιεξν ην ζώκα. Θέηνληαο έλα ζπληειεζηή αζθαιείαο ίζν κε 10, θαζνξίζηεθε ε κέγηζηε επηηξεπηή ηηκή ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο γηα ηνλ άλζξσπν (επαγγεικαηηθή έθζεζε) ζε 0.4 W/kg θαη ζέηνληαο έλαλ επηπιένλ ζπληειεζηή αζθαιείαο ίζν κε 5 γηα ην γεληθό πιεζπζκό θαζνξίζηεθε αληίζηνηρε κέγηζηε ηηκή ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο ίζε κε 0.08 W/kg, ππνινγηζκέλε σο κέζε ηηκή γηα νιόθιεξν ην ζώκα θαη γηα ρξνληθό δηάζηεκα κέηξεζεο 6 min (Πίλαθαο 2) [17]. Με παξόκνην ζθεπηηθό, πξνθύπηνπλ αληίζηνηρα όξηα γηα έθζεζε κέξνπο ηνπ ζώκαηνο ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία (Πίλαθαο 2) [17]. Δπεηδή ν Ρπζκόο Δηδηθήο Απνξξόθεζεο δελ είλαη άκεζα κεηξήζηκν κέγεζνο, ζπρλά ρξεζηκνπνηείηαη, σο παξάκεηξνο ειεθηξνκαγλεηηθήο δνζηκεηξίαο, ε ππθλόηεηα ηζρύνο (S), δει. ε ηζρύο ηεο αθηηλνβνιίαο πνπ πξνζπίπηεη θάζεηα ζηε κνλάδα επηθάλεηαο, ε νπνία εθθξάδεηαη ζε W/m 2 ή mw/cm 2. Σα όξηα ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο αλάγνληαη ζε κέγηζηεο επηηξεπηέο ηηκέο ειεθηξηθνύ θαη καγλεηηθνύ πεδίνπ, κε βάζε ηελ πξνζνκνίσζε ηεο ζύδεπμεο ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνύ πεδίνπ κε ην αλζξώπηλν ζώκα, ε νπνία εμαξηάηαη από παξάγνληεο όπσο ε ζπρλόηεηα θαη ε πόισζε ηνπ πεδίνπ, νη δηειεθηξηθέο ηδηόηεηεο ησλ βηνινγηθώλ ηζηώλ θ.ά. ε ζπλζήθεο καθξηλνύ πεδίνπ, ε ππθλόηεηα ηζρύνο δίλεηαη από ηε ζρέζε: 0 2 E 2 S Z0 H (2) Z όπνπ E ( V / m) ε ελεξγή ηηκή ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ, H ( A/ m) ε ελεξγή ηηκή ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ θαη Z ε θπκαηηθή αληίζηαζε ηνπ ειεπζέξνπ ρώξνπ. Δπνκέλσο, αξθεί ε γλώζε ελόο από ηα κεγέζε: ειεθηξηθό πεδίν, καγλεηηθό πεδίν, ππθλόηεηα ηζρύνο ηνπ πξνζπίπηνληνο θύκαηνο, γηα ηνλ ππνινγηζκό ησλ ππνινίπσλ δύν. Απηό ηζρύεη κόλν ζην καθξηλό πεδίν, όπνπ ην ειεθηξνκαγλεηηθό θύκα έρεη ηα ραξαθηεξηζηηθά επίπεδνπ θύκαηνο -ηα δηαλύζκαηα ηνπ ειεθηξηθνύ θαη ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ είλαη θάζεηα κεηαμύ ηνπο θαη πξνο ηε δηεύζπλζε δηάδνζεο θαη ην θύκα εμαζζελεί εθζεηηθά κε ηελ απόζηαζε. Σα όξηα ηεο ππθλόηεηαο ηζρύνο γηα ηελ απνθπγή δπζκελώλ

7 S (mw/cm 2 ) Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 151 επηπηώζεσλ ζηελ πγεία εμαηηίαο ηεο έθζεζεο ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία [17] παξνπζηάδνληαη ζην ρ mW/cm 2 0.2mW/cm 2 5mW/cm 2 1mW/cm 2 Επαγγελμαηική έκθεζη Γενικός πληθσζμός στνόηηηα (MHz) ρήκα 1: Ππθλόηεηα ηζρύνο (S) - Όξηα αζθαινύο έθζεζεο γηα ηνπο εξγαδόκελνπο θαη γηα ην γεληθό πιεζπζκό Αληίζεηα ζην θνληηλό πεδίν, ηα δηαλύζκαηα ηνπ ειεθηξηθνύ θαη ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ κεηαβάιινληαη πνιύ γξήγνξα θαη ε κεηαμύ ηνπο ζρέζε είλαη εμαηξεηηθά πνιύπινθε. Έηζη θαηά ηελ έθζεζε ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία πξνεξρόκελε από θνληηλέο πεγέο, ε ππθλόηεηα ηεο ηζρύνο ηνπ πξνζπίπηνληνο θύκαηνο, δελ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί σο παξάκεηξνο δνζηκεηξίαο. Έλα ζώκα απνξξόθεζεο ζην θνληηλό πεδίν αιιειεπηδξά κε ηελ πεγή θαη επεξεάδεη ην δεκηνπξγνύκελν από ηελ πεγή πεδίν θαη θαηά ζπλέπεηα θαη ηελ απνξξνθνύκελε από ην ζώκα ηζρύ. Σα όξηα αζθαινύο έθζεζεο ζ' απηή ηελ πεξίπησζε είλαη πξνηηκόηεξν λα νξίδνληαη κε βάζε ην Ρπζκό Δηδηθήο Απνξξόθεζεο, παξά ηνλ έκκεζν ραξαθηήξα ηνπ θαη ηηο δπζθνιίεο εθηίκεζήο ηνπ. 2.4 Δκηίμηζη πςθμού ειδικήρ αποππόθηζηρ Ο Ρπζκόο Δηδηθήο Απνξξόθεζεο απνηειεί ην ζεκαληηθόηεξν κέγεζνο γηα ηελ πνζνηηθνπνίεζε ησλ βηνινγηθώλ απνηειεζκάησλ ησλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ θαη κπνξεί λα πξνζδηνξηζηεί ζεσξεηηθά ή λα κεηξεζεί ζε νκνηώκαηα βηνινγηθώλ ηζηώλ, θαηά ηελ έθζεζή ηνπο ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία. Τπολογιζηικέρ ηεσνικέρ Γηα ηνλ ππνινγηζκό ηεο θαηαλνκήο ηεο απνξξνθνύκελεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ηζρύνο από βηνινγηθνύο ηζηνύο, ρξεζηκνπνηνύληαη αλαιπηηθέο κέζνδνη θαη γεληθέο αξηζκεηηθέο ηερληθέο πξνζνκνίσζεο. Οη αλαιπηηθέο κέζνδνη κπνξνύλ λα ρξεζηκνπνηεζνύλ γηα ηελ αλάιπζε απινπνηεκέλσλ κνληέισλ βηνινγηθώλ ηζηώλ, όπσο νκνγελείο ή ζηξσκαηνπνηεκέλεο θαλνληθέο (επίπεδεο, θπιηλδξηθέο, ζθαηξηθέο) γεσκεηξίεο. Αθόκε ε αλάιπζε ηεο έθζεζεο ζην καθξηλό πεδίν πεγώλ, όπνπ ε θύζε ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνύ θύκαηνο είλαη ζρεηηθά απιή επηηξέπεη ηελ εθαξκνγή αλαιπηηθώλ ηερληθώλ. Η εθαξκνγή γεληθώλ αξηζκεηηθώλ ηερληθώλ (κέζνδνο ξνπώλ, κέζνδνο πεπεξαζκέλσλ ζηνηρείσλ, κέζνδνο πεπεξαζκέλσλ δηαθνξώλ) επηηξέπεη ηελ αλάιπζε πνιύπινθσλ ξεαιηζηηθώλ κνληέισλ βηνινγηθώλ ηζηώλ κε αλνκνηνγέλεηεο, ελώ είλαη δπλαηή ε πξνζνκνίσζε ζύλζεησλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ πεγώλ. Με απηό ηνλ ηξόπν, κπνξεί λα ιεθζεί ππόςε ε

8 152 Άζθεζε 6 πνιύπινθε θύζε ηνπ θνληηλνύ πεδίνπ θαη ε αιιειεπίδξαζε κεηαμύ ηνπ βηνινγηθνύ αληηθεηκέλνπ θαη ηεο πεγήο. Πειπαμαηικέρ ηεσνικέρ Οη θπξηόηεξεο κέζνδνη πεηξακαηηθνύ πξνζδηνξηζκνύ ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο ζε νκνηώκαηα βηνινγηθώλ ηζηώλ πνπ εθηίζεληαη ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία, βαζίδνληαη ζηε κέηξεζε ηνπ κέηξνπ ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ ή ηνπ ξπζκνύ αύμεζεο ηεο ζεξκνθξαζίαο θαηά ηελ εθαξκνγή πςειήο ειεθηξνκαγλεηηθήο ηζρύνο γηα ζύληνκν ρξνληθό δηάζηεκα. Μέηξεζε ειεθηξηθνύ πεδίνπ Ο Ρπζκόο Δηδηθήο Απνξξόθεζεο ζε νκνίσκα βηνινγηθνύ ηζηνύ πνπ εθηίζεηαη ζε ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία, δίλεηαη από ηελ Δμ. (1). Σν κέηξν ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ κπνξεί λα κεηξεζεί άκεζα, ρξεζηκνπνηώληαο γξακκηθή θεξαία (δίπνιν), κηθξώλ δηαζηάζεσλ ζε ζρέζε κε ην κήθνο ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνύ θύκαηνο ζην νκνίσκα θαη απιό θσξαηή, απνηεινύκελν από κηθξνθπκαηηθή δίνδν θαη ππθλσηή. Η δηπνιηθή θεξαία ηνπνζεηείηαη ζηε ζέζε ζηελ νπνία επηζπκείηαη ε κέηξεζε ηνπ πεδίνπ. Αλ ε RF ηάζε εηζόδνπ ζην θύθισκα ηνπ θσξαηή είλαη αλάινγε πξνο ην ηεηξάγσλν ηνπ κέηξνπ ηεο ζπληζηώζαο ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ πνπ είλαη παξάιιειε ζηνλ άμνλα ηεο θεξαίαο, ην ζήκα εμόδνπ είλαη κηα ζπλερήο ηάζε (DC), ε νπνία ζα είλαη αλάινγε πξνο ηo ηεηξάγσλν ηνπ κέηξνπ ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ πνπ είλαη παξάιιειν ζηνλ άμνλα ηεο θεξαίαο. Όηαλ ε πόισζε ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ είλαη άγλσζηε, πξέπεη λα ρξεζηκνπνηεζνύλ δηάθνξνη πξνζαλαηνιηζκνί δηπόισλ ή πεξηζζόηεξα δίπνια γηα ηε κέηξεζε ηνπ ζπλνιηθνύ ειεθηξηθνύ πεδίνπ. Οη θύξηεο απαηηήζεηο από έλαλ αηζζεηήξα κέηξεζεο πεδίνπ είλαη: Γξακκηθή απόθξηζε ζ έλα επξύ θάζκα ζπρλνηήησλ Ιζνηξνπία ζε δηαθνξεηηθά κέζα Μηθξό κέγεζνο Όζν ην δπλαηόλ κηθξόηεξε πξόθιεζε δηαηαξαρήο ζην κεηξνύκελν ειεθηξηθό πεδίν Τςειή ρσξηθή δηαθξηηηθή ηθαλόηεηα Τςειή επαηζζεζία πλήζσο γηα ηελ εμαζθάιηζε ηζνηξνπηθώλ ραξαθηεξηζηηθώλ, νη αηζζεηήξεο κέηξεζεο ειεθηξηθνύ πεδίνπ απνηεινύληαη από ηξία κηθξνζθνπηθά δίπνια δηαηεηαγκέλα ζε νξζνγώληεο κεηαμύ ηνπο θαηεπζύλζεηο. Καζέλα από απηά πεξηέρεη έλα ζηνηρείν δηόδνπ κε απνηέιεζκα ην ζήκα πνπ νδεγείηαη πξνο ηε βαζκίδα ελίζρπζεο θαη έπεηηα ζηελ ειεθηξνληθή ζπζθεπή αλάγλσζεο (ζπλήζσο παικνγξάθν) λα είλαη αλνξζσκέλν. Θεξκηδνκεηξηθή ηερληθή Η ζεξκηδνκεηξηθή ηερληθή απνηειεί ελαιιαθηηθή ηερληθή κέηξεζεο ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο θαη βαζίδεηαη ζηε κέηξεζε ηνπ ξπζκνύ αύμεζεο ηεο ζεξκνθξαζίαο κέζα ζε νκνίσκα βηνινγηθνύ ηζηνύ θαηά ηελ επηβνιή πςειήο ηζρύνο γηα ζύληνκν ρξνληθό δηάζηεκα. Ο Ρπζκόο Δηδηθήο Απνξξόθεζεο (SAR) κπνξεί λα εθηηκεζεί κε βάζε ηε ζρέζε, T SAR( W / kg) c (3) t πνπ απνηειεί πξνζεγγηζηηθή έθθξαζε ηεο εμίζσζεο κεηαθνξάο ζεξκόηεηαο,

9 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 153 όπνπ T k T t pc 2 SAR c ξ: ππθλόηεηα κάδαο νκνηώκαηνο βηνινγηθνύ ηζηνύ (kg/m 3 ) c: εηδηθή ζεξκόηεηα πιηθνύ (J/kg/C) k: ζεξκηθή αγσγηκόηεηα πιηθνύ (W/m/C) Σ: αύμεζε ζεξκνθξαζίαο (C) t: δηάξθεηα παικνύ ηζρύνο (sec) Απηή ε πξνζέγγηζε ηζρύεη όηαλ ν δεύηεξνο όξνο ηνπ αξηζηεξνύ κέινπο ηεο εμίζσζεο (4) πνπ πεξηγξάθεη ηε δηάρπζε ζεξκόηεηαο, κπνξεί λα ζεσξεζεί ακειεηένο. Η παξαβίαζε ηεο αξρηθήο γξακκηθήο ζρέζεο κεηαμύ ηνπ ξπζκνύ αύμεζεο ηεο ζεξκνθξαζίαο θαη ηνπ SAR απμάλεηαη κε ηελ αύμεζε ηνπ ρξόλνπ εθαξκνγήο ειεθηξνκαγλεηηθήο ηζρύνο. Ο κέγηζηνο απνδεθηόο ρξόλνο t εμαξηάηαη από πνιινύο παξάγνληεο, όπσο ε απαηηνύκελε αθξίβεηα κέηξεζεο ηνπ SAR, ε ζεξκηθή αγσγηκόηεηα ηνπ νκνηώκαηνο θαη ε ρσξηθή παξάγσγνο ηεο θαηαλνκήο SAR, πνπ κε ηε ζεηξά ηεο εμαξηάηαη από ηε ζπρλόηεηα, ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ νκνηώκαηνο θαη ηελ πεγή ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνύ πεδίνπ. Ο ρξόλνο t πξέπεη λα είλαη αξθεηά ζύληνκνο, ώζηε λα ειαρηζηνπνηνύληαη ηα θαηλόκελα ζεξκηθήο δηάρπζεο. Η ζεξκνθξαζία κεηξηέηαη ζπλήζσο κε ηε βνήζεηα ζεξκνζηνηρείσλ. (4) 2.5 Ηλεκηπομαγνηηική δοζιμεηπία για κςηηαπικέρ κινηηέρ επικοινωνίερ Σα ηειεπηαία ρξόληα παξαηεξήζεθε ξαγδαία αύμεζε ηεο ρξήζεο ησλ ξαδηνζπρλνηήησλ θαη κηθξνθπκαηηθώλ ζπρλνηήησλ, ηδηαίηεξα ζηηο επηθνηλσλίεο (θηλεηέο επηθνηλσλίεο, ζπζηήκαηα παξαθνινύζεζεο, ηειεπηθνηλσληαθνί δνξπθόξνη θ.ιπ.), κε ζπλέπεηα ηελ απμεκέλε αλεζπρία ηνπ θνηλνύ γηα ηηο πηζαλέο βηνινγηθέο επηδξάζεηο απηώλ ησλ ζπρλνηήησλ. Οη επξσπατθέο θπηηαξηθέο επηθνηλσλίεο βαζίδνληαη ζην ζύζηεκα GSM (Global System for Mobile Communications) θαη ιεηηνπξγνύλ ζηηο πεξηνρέο ζπρλνηήησλ 900 θαη 1800 MHz. ηηο ΗΠΑ, νη θπηηαξηθέο επηθνηλσλίεο ιεηηνπξγνύλ ζε δύν θύξηεο πεξηνρέο ζπρλνηήησλ: ηα παιαηόηεξα ζπζηήκαηα ζηελ πεξηνρή 850 MHz θαη νη λεόηεξεο ππεξεζίεο πξνζσπηθώλ επηθνηλσληώλ (Personal Communication Systems, PCS) ζηελ πεξηνρή 1900 MHz. Γηα ηελ πεξίπησζε ησλ ζηαζκώλ βάζεο ησλ θηλεηώλ επηθνηλσληώλ, όπνπ αλαθεξόκαζηε ζην καθξηλό πεδίν ηεο θεξαίαο, ε ζηάζκε 0.5 mw/cm 2 (ρ. 1) εμαζθαιίδεη ηελ πξνζηαζία ηνπ γεληθνύ πιεζπζκνύ. Αληίζεηα γηα ηελ πεξίπησζε ηεο έθζεζεο ζηελ αθηηλνβνιία θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ (ηνπηθή έθζεζε), ηα όξηα αζθαιείαο εθθξάδνληαη κε βάζε ην Ρπζκό Δηδηθήο Απνξξόθεζεο [16]-[17]. Ωο θαηώθιη γηα ηελ απνθπγή δπζκελώλ επηπηώζεσλ ζηελ πγεία ζεσξείηαη ε απνξξόθεζε 2 W/kg, πνπ ππνινγίδεηαη σο κέζε ηηκή ζε κάδα βηνινγηθνύ ηζηνύ 10 gr (Πίλαθαο 2). Η εθηίκεζε ηεο ζπκκόξθσζεο κε ηα όξηα αζθαινύο έθζεζεο δελ είλαη πξνθαλήο όηαλ πξόθεηηαη γηα έθζεζε ζην θνληηλό πεδίν ειεθηξνκαγλεηηθώλ πεγώλ, όπσο είλαη νη θνξεηέο ηειεθσληθέο ζπζθεπέο. Γηα ην ιόγν απηό, ηόζν ε CENELEC ζηελ Δπξώπε όζν θαη ε FCC (Federal Communications Committee) ζηηο HΠA έρνπλ πξνρσξήζεη ζηε ζύληαμε πξνθαηαξθηηθώλ θεηκέλσλ γηα ηνλ έιεγρν ζπκκόξθσζεο θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ κε ηα όξηα αζθαιείαο [19]-[20].

10 154 Άζθεζε 6 Πίλαθαο 2: Ρπζκόο Εηδηθήο Απνξξόθεζεο (SAR) - Όξηα αζθαινύο έθζεζεο. Γεληθόο πιεζπζκόο Δπαγγεικαηηθή έθζεζε SAR (κέζε ηηκή γηα όιν ην ζώκα θαη γηα δηάζηεκα κέηξεζεο 6 min) SAR (κέζε ηηκή γηα 10 gr ηζηνύ δηαθνξεηηθνύ από ηα άθξα (ρέξηα, πόδηα) θαη γηα δηάζηεκα κέηξεζεο 6 min) 0.08 W/kg 2 W/kg 4 W/kg SAR (κέζε ηηκή γηα 10 gr ηζηνύ ζηα άθξα θαη γηα δηάζηεκα κέηξεζεο 6 min) 0.4 W/kg 10 W/kg 20 W/kg Καηά ηε ρξήζε θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ νη ηζηνί ηνπ θεθαιηνύ ηνπ ρξήζηε εθηίζεληαη ζην θνληηλό πεδίν ηεο πεγήο. Σα αλαινγηθά θνξεηά ηειέθσλα εθπέκπνπλ κέζε ηζρύ 600 mw θαη ηα πεξηζζόηεξα ςεθηαθά ηειέθσλα 250 mw (900 ΜΗz) ή 125 mw (1800 MHz). Ωζηόζν ε ηζρύο ησλ πεξηζζόηεξσλ ζύγρξνλσλ ηειεθώλσλ ειέγρεηαη από ην ζηαζκό βάζεο: ην θνξεηό ηειέθσλν πξνζαξκόδεη ηελ εθπεκπόκελε ηζρύ ηνπ ώζηε λα παξάγεη ην ειάρηζην ζήκα πνπ απαηηείηαη γηα ηελ αμηόπηζηε επηθνηλσλία ηνπ κε ην ζηαζκό βάζεο. Αλ θαη ε εθπεκπόκελε ηζρύο είλαη ζρεηηθά ρακειή, ε ηνπνζέηεζε ηεο ζπζθεπήο ζε επαθή κε ην θεθάιη ηνπ ρξήζηε κπνξεί λα νδεγήζεη ζε ππέξβαζε ησλ νξίσλ αζθαιείαο. Έλαο αθόκε παξάγνληαο πνπ δπζθνιεύεη ηελ εθηίκεζε ηεο έθζεζεο είλαη ε θαζνξηζηηθή εμάξηεζή ηεο από ηελ αθξηβή ζέζε ηνπ ηειεθώλνπ ζε ζρέζε κε ην θεθάιη θαη από ην αθξηβέο ζρήκα θαη ειεθηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θεθαιηνύ, πνπ πνηθίιινπλ αλάινγα κε ην ρξήζηε. Απαηηείηαη επνκέλσο πξνζεθηηθόο έιεγρνο γηα ηελ εθηίκεζε ηεο ζπκκόξθσζεο ησλ θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ κε ηα δηεζλή πξόηππα αζθαιείαο. Γπζηπρώο είλαη αδύλαηε ε κέηξεζε ηνπ SAR κέζα ζην θεθάιη. Γη απηό ν έιεγρνο βαζίδεηαη ζε πνιύπινθεο ππνινγηζηηθέο πξνζνκνηώζεηο θαη/ή ζε κεηξήζεηο ζε νκνηώκαηα ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ. Μεηπήζειρ ζε ομοιώμαηα Σν θεθάιη απνηειείηαη από πνιύπινθνπο ηζηνύο (νζηά, δέξκα, εγθεθαιηθή νπζία, νθζαικνύο θ.ιπ.) κε δηαθνξεηηθέο ειεθηξηθέο ηδηόηεηεο, θαη δηαθνξεηηθό Ρπζκό Δηδηθήο Απνξξόθεζεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ηζρύνο. Γηα ηηο κεηξήζεηο ρξεζηκνπνηνύληαη πνιύπινθα νκνηώκαηα ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ πνπ απνηεινύληαη από δηαθνξεηηθά πιηθά κε ειεθηξηθέο ηδηόηεηεο αλάινγεο ησλ βηνινγηθώλ ηζηώλ ηνπ θεθαιηνύ. Μηα ηδηαίηεξα θξίζηκε παξάκεηξνο γηα ηε δνζηκεηξία είλαη ε ζύζηαζε ηνπ νκνηώκαηνο από πιεπξάο ηύπσλ ηζηώλ. Σν Ιλζηηηνύην Ηιεθηξνιόγσλ θαη Ηιεθηξνληθώλ Μεραληθώλ (Institute of Electrical and Electronic Engineers, ΙΔΔΔ) έρεη πξνηείλεη ηε ηελ νδεγία SCC34/SC2 ζηελ νπνία ιακβάλνληαη ππόςε δηαθνξεηηθέο αλαινγίεο δέξκαηνο, ιίπνπο, κπόο, νζηνύ, ιεπθήο θαη θαηάο νπζίαο [18]. πρλά, ρξεζηκνπνηνύληαη απινύζηεξα νκνηώκαηα ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ πνπ απνηεινύληαη από πιαζηηθό θέιπθνο ζην νπνίν ηνπνζεηείηαη πγξό πιηθό κε ηδηόηεηεο αλάινγεο κε απηέο ηνπ εγθεθαιηθνύ ηζηνύ. Απηά ηα κνληέια έρνπλ θαζνξηζηεί από ηε CENELEC γηα ηνλ έιεγρν ζπκκόξθσζεο θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ κε ηα

11 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 155 όξηα αζθαιείαο [19] θαη αληηζηνηρνύλ ζηε ιεγόκελε «ρεηξόηεξε πεξίπησζε έθζεζεο», νδεγώληαο ζπλήζσο ζε ππεξεθηίκεζε ησλ πξαγκαηηθώλ επηπέδσλ έθζεζεο. Η κέηξεζε ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ ζην εζσηεξηθό ησλ νκνησκάησλ πξαγκαηνπνηείηαη κε κηθξνζθνπηθό αηζζεηήξα πνπ θηλείηαη κε ηε βνήζεηα ξνκπνηηθνύ ζπζηήκαηνο πςειήο αθξηβείαο [21]. ηo ρ. 2 παξνπζηάδεηαη έλα ζύλζεην νκνίσκα ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ πνπ απνηειείηαη από πέληε ηύπνπο ηζηώλ [21]. ρήκα 2: Οκνίσκα αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ γηα πεηξακαηηθέο κεηξήζεηο απνξξνθνύκελεο ηζρύνο

12 156 Άζθεζε 6 Τπολογιζηικέρ πποζομοιώζειρ Γηα ηνπο ζεσξεηηθνύο ππνινγηζκνύο, ρξεζηκνπνηνύληαη είηε απιά γεσκεηξηθά κνληέια (π.ρ. ζθαηξηθά) [22] ή ιεπηνκεξή αλαηνκηθά κνληέια ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ πνπ βαζίδνληαη ζε δεδνκέλα Αμνληθήο ή Μαγλεηηθήο Σνκνγξαθίαο (ρ. 3) πςειήο επθξίλεηαο [23]-[24]. Από ηα δεδνκέλα Αμνληθήο ή Μαγλεηηθήο Σνκνγξαθίαο θαηαζθεπάδνληαη αξηζκεηηθά κνληέια ηνπ θεθαιηνύ πνπ απνηεινύληαη από θπβηθά ζπλήζσο ζηνηρεία κε κέγεζνο αθκήο πνπ εμαξηάηαη από ηε δηαθξηηηθή ηθαλόηεηα ηεο ρξεζηκνπνηνύκελεο απεηθνληζηηθήο ηερληθήο θαη κπνξεί λα θηάλεη κέρξη 1 mm (ρ. 4). οπηικό νεύρο αέρας δέρμα οζηό ΕΝΤ αίμα τόνδρος οθθαλμός λίπος μσς λεσκή οσζία θαιά οσζία οζηό ρήκα 3: Εγθάξζηα ηνκή θεθαιηνύ από Μαγλεηηθή Σνκνγξαθία όπνπ ζεκεηώλνληαη νη δηάθνξνη ηύπνη ηζηώλ ρήκα 4: Αξηζκεηηθά κνληέια θεθαιηνύ (ρεξηνύ) ρξήζηε θαη θνξεηνύ ηειεθώλνπ γηα δνζηκεηξηθνύο ππνινγηζκνύο

13 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 157 ρήκα 5: Ελδεηθηηθή θαηαλνκή SAR ζε θαηαθόξπθε ηνκή αλαηνκηθνύ κνληέινπ θεθαιηνύ εμαηηίαο ηεο έθζεζεο ζε αθηηλνβνιία θνξεηήο ηειεθσληθήο ζπζθεπήο ζε ζπρλόηεηα 900 MHz. Η ρξσκαηηθή θιίκαθα αλαθέξεηαη ζε db σο πξνο ηε κέγηζηε ηηκή SAR Δπηπιένλ, δεκηνπξγνύληαη αθξηβή αξηζκεηηθά κνληέια ησλ θνξεηώλ ηειεθσληθώλ ζπζθεπώλ, πνπ βαζίδνληαη ζπλήζσο ζηα αξρεία CAD ησλ θαηαζθεπαζηώλ (ρ. 4). Γηα ηελ επίιπζε ηνπ εμαηξεηηθά ζύλζεηνπ αξηζκεηηθνύ πξνβιήκαηνο ηεο αιιειεπίδξαζεο κεηαμύ θνξεηήο ηειεθσληθήο ζπζθεπήο θαη ρξήζηε ρξεζηκνπνηνύληαη πξνζεγγηζηηθέο αξηζκεηηθέο κέζνδνη θαη θπξίσο ε κέζνδνο ησλ πεπεξαζκέλσλ δηαθνξώλ ζην πεδίν ηνπ ρξόλνπ (Finite Difference Time Domain, FDTD), ελώ απαηηνύληαη ηδηαίηεξα ηζρπξά ππνινγηζηηθά ζπζηήκαηα [23]-[25]. Δλδεηθηηθή θαηαλνκή SAR ζε αθξηβέο αλαηνκηθό κνληέιν ηνπ θεθαιηνύ εμαηηίαο ηεο έθζεζεο ζε αθηηλνβνιία θνξεηήο ηειεθσληθήο ζπζθεπήο ζε ζπρλόηεηα 900 MHz παξνπζηάδεηαη ζην ρ. 5 [26]. Αμίδεη λα ζεκεησζεί όηη ε ιακβαλόκελε θαηαλνκή SAR εμαξηάηαη ζεκαληηθά από ηνλ ηύπν ηεο ζπζθεπήο, από ηε ζπρλόηεηα ιεηηνπξγίαο ηεο, από ηηο αλαηνκηθέο ιεπηνκέξεηεο ηνπ θεθαιηνύ ηνπ ρξήζηε, θαζώο θαη από ηελ απόζηαζε θαη ηελ ηνπνζέηεζε ηεο ζπζθεπήο ζε ζρέζε κε ην θεθάιη ηνπ ρξήζηε. 3. Πειπαμαηική πποζέγγιζη Γηα ηε κειέηε ηεο απνξξόθεζεο ηεο αθηηλνβνιίαο ηεξκαηηθήο ζπζθεπήο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ από ηελ θεθαιή ηνπ ρξήζηε, ζηα πιαίζηα ηεο παξνύζαο εξγαζηεξηαθήο άζθεζεο, ζα ρξεζηκνπνηεζεί νκνίσκα ηεο αλζξώπηλεο θεθαιήο θπβηθνύ ζρήκαηνο θαη ηεξκαηηθή ζπζθεπή (mock-up) πνπ ιεηηνπξγεί ζε ζπρλόηεηα 1710 MHz. Ο πξνζδηνξηζκόο ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο ζε δηάθνξεο ζέζεηο, κέζα ζην νκνίσκα ηεο θεθαιήο, ζα βαζηζηεί ζηε κέηξεζε ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ, κε ηε βνήζεηα εηδηθνύ αηζζεηήξα.

14 158 Άζθεζε Πειπαμαηική διάηαξη H δηάηαμε πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηε κέηξεζε ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο ζην εζσηεξηθό ηνπ νκνηώκαηνο ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ θαίλεηαη ζην ρ. 6. YΠΟΛΟΓΙΣΗ ΤΛΛΟΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΤΠΟΛΟΓΙΣΗ ΕΛΕΓΥΟΤ ΑΡΩΗ ΣΡΟΦΟΔΟΣΙΚΟ ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟ ΕΝΙΥΤΣΗ ΡΟΜΠΟΣΙΚΟ ΤΣΗΜΑ ΑΡΩΗ ΑΙΘΗΣΗΡΑ ΗΛ.ΠΕΔΙΟΤ ΓΕΝΝΗΣΡΙΑ ΟΜΟΙΩΜΑ ΚΕΦΑΛΗ MOCK UP ρήκα 6: Πεηξακαηηθή δηάηαμε λ/4 E Διηλεκτρικό υλικό ρήκα 7: Η γεσκεηξία ηνπ mock-up ζηελ νπνία δηαθξίλεηαη ην έθθεληξν κνλόπνιν κήθνπο ι/4 θαη ην ζεκείν σηόο Ε (δηαζηάζεηο ζε mm)

15 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 159 Σα επηκέξνπο ηκήκαηα ηεο πεηξακαηηθήο δηάηαμεο πεξηγξάθνληαη ζηε ζπλέρεηα. Σεπμαηική ζςζκεςή: Σν mock-up ηεο ηεξκαηηθήο ζπζθεπήο απνηειείηαη από κεηαιιηθό θνπηί πνπ ζηελ πξόζζηα επηθάλεηά ηνπ θέξεη επηθάιπςε από δηειεθηξηθό πιηθό, όπσο θαίλεηαη ζην ρ. 7. ηελ άλσ ηνπ επηθάλεηα έρεη ηνπνζεηεζεί κνλόπνιν κήθνπο 4.39 cm, ην νπνίν δηεγείξεηαη κε ζπλερέο εκηηνλνεηδέο ζήκα ζπρλόηεηαο 1710 GHz από γελλήηξηα πςειώλ ζπρλνηήησλ κέζσ νκναμνληθνύ θαισδίνπ. ηελ πξόζζηα επηθάλεηα νξίδεηαη ην ιεγόκελν ζεκείν σηόο (ear point), ζύκθσλα κε ηηο αληίζηνηρεο ζπζηάζεηο ηεο CENELEC [19], πνπ αληηζηνηρεί ζηελ είζνδν ηνπ αθνπζηηθνύ πόξνπ ηνπ ρξήζηε ηεο ζπζθεπήο (ρ. 7). Ομοίωμα κεθαλήρ: Σν θπβηθό νκνίσκα ηεο θεθαιήο απνηειείηαη από θέιπθνο plexiglass κε κέγεζνο αθκήο 20 cm, πνπ γεκίδεηαη κε θαηάιιειν πγξό ην νπνίν πξνζνκνηώλεη ηηο ειεθηξηθέο ηδηόηεηεο ηνπ εγθεθαιηθνύ ηζηνύ ζηε ζπρλόηεηα ησλ 1710 ΜHz. Η άλσ επηθάλεηα είλαη αλνηθηή ώζηε λα επηηξέπεη ηελ είζνδν ηνπ αηζζεηήξα κέηξεζεο ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ. Σν ζεκείν σηόο νξίδεηαη σο ην θέληξν ηεο θάησ επηθάλεηαο ηνπ θπβηθνύ νκνηώκαηνο, ζύκθσλα κε ηηο ζπζηάζεηο ηεο CENELEC [19]. Η ηνπνζέηεζε ηεο ηεξκαηηθήο ζπζθεπήο ζε ζρέζε κε ην νκνίσκα θαίλεηαη ζην ρ cm 20 cm z E y ρήκα 8: Σνπνζέηεζε ηεο ηεξκαηηθήο ζπζθεπήο ζε ζρέζε κε ην θπβηθό νκνίσκα ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ. Σν ζεκείν Ε αληηζηνηρεί ζην ζεκείν σηόο ην νπνίν πξέπεη λα είλαη επζπγξακκηζκέλν θαηά ηνλ θαηαθόξπθν άμνλα z κε ην αληίζηνηρν ζεκείν σηόο πνπ ζεκεηώλεηαη ζηε βάζε ηνπ νκνηώκαηνο Αιζθηηήπαρ μέηπηζηρ ηλεκηπικού πεδίος: Πξόθεηηαη γηα κηθξνζθνπηθό αηζζεηήξα απνηεινύκελν από ηξία κηθξά δίπνια δηαηεηαγκέλα ζε ηξία θαλάιηα CHX, CHY, CHZ ηα νπνία κεηξνύλ ηηο ηξεηο ζπληζηώζεο ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ (Ε x, E y, E z ). x CHΥ CΗΧ CHZ ρήκα 8: Κάηνςε ηνπ αηζζεηήξα κέηξεζεο ειεθηξηθνύ πεδίνπ ζηελ νπνία δηαθξίλνληαη ηα ηξία δίπνια κε ηε βνήζεηα ησλ νπνίσλ κεηξώληαη νη ζπληζηώζεο ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ

16 160 Άζθεζε 6 Σα κεηξνύκελα ζήκαηα είλαη ζήκαηα ηάζεο (u x, u y, u z ) ηα νπνία κεηαηξέπνληαη ζε ηηκέο ειεθηξηθνύ πεδίνπ κε βάζε ηε ζρέζε, E i 2 ui ( ui CF ) / DCP Norm ConvF όπνπ i=x, Y, Z E i : ε ζπληζηώζα ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ (V/m) u i : ε ηάζε ηνπ θαλαιηνύ i (κv) Norm i: : ε επαηζζεζία ηνπ θαλαιηνύ i (κv/(v/m) 2 ) ConvF: ν παξάγνληαο κεηαηξνπήο (enhancement factor) ζην πγξό (ConvF=1 γηα ηνλ αέξα) DCP: ην ζεκείν ζπκπίεζεο ηεο δηόδνπ (diode compression point) (κv) CF: ν ιόγνο ηεο ηζρύνο θνξπθήο πξνο ηε κέζε ηζρύ (crest factor) Οη παξάκεηξνη Norm θαη DCP γηα ηα θαλάιηα Υ, Τ, Ζ παίξλνπλ ηηο ηηκέο: NormX = 2.15 DCPX = 100 mv NormY = 1.92 DCPY = 100 mv NormZ = 2.02 DCPZ = 100 mv Δπηπιένλ ζε ζπρλόηεηα 1800 ΜΗz ηζρύεη: ConvFX = % ConvFY = % ConvFZ = % Σπικαναλικόρ ενιζσςηήρ: Σξνθνδνηείηαη κε ζηαζεξή ηάζε 6 V θαη εληζρύεη ηα πνιύ αζζελή ζήκαηα (ηεο ηάμεο ησλ κv) πνπ αληρλεύνληαη από ηνλ αηζζεηήξα. Η ελίζρπζε γίλεηαη μερσξηζηά γηα θάζε θαλάιη κε ρξήζε ξπζκηζηηθήο αληίζηαζεο R i (trimmer), ε νπνία γηα θαζέλα από ηα θαλάιηα Υ, Τ, Ζ παίξλεη ηηο αθόινπζεο ηηκέο: RX=2.516ΚΩ RY=2.531ΚΩ RZ=2.506ΚΩ Από ηηο ηηκέο απηέο κπνξεί λα ππνινγηζηεί ην θέξδνο αλά θαλάιη κε ηε βνήζεηα ηεο ζρέζεο, 400 Ri ( K) Gi 20 (6) R ( K) i Με απηό ηνλ ηξόπν ηα κεηξνύκελα ζήκαηα ηεο ηάμεσο ησλ κv κεηαηξέπνληαη ζε ζήκαηα ηεο ηάμεσο ησλ mv (ελίζρπζε πεξίπνπ 3200 θνξέο), ώζηε λα είλαη δπλαηή ε απεηθόληζή ηνπο κε ηε βνήζεηα ηνπ παικνγξάθνπ. Παλμογπάθορ: Υξεζηκεύεη γηα ηελ αλάγλσζε ησλ ζεκάησλ εμόδνπ ηνπ εληζρπηή. Τπολογιζηήρ ζςλλογήρ δεδομένων: Πξόθεηηαη γηα πξνζσπηθό ππνινγηζηή, ν νπνίνο, κε ηε βνήζεηα θαηάιιεινπ ινγηζκηθνύ, αλαιακβάλεη ηε ζπιινγή θαη επεμεξγαζία ησλ κεηξήζεσλ. Ρομποηικόρ βπασίοναρ: ην άθξν ηνπ πξνζαξκόδεηαη ν αηζζεηήξαο κέηξεζεο ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ θαη κπνξεί λα θηλείηαη θαηά κήθνο ηξηώλ νξζνγώλησλ αμόλσλ κε ηε βνήζεηα ηξηώλ βεκαηηθώλ θηλεηήξσλ. Παξέρεη ηε δπλαηόηεηα ζάξσζεο ζπγθεθξηκέλεο πεξηνρήο ή θαη νιόθιεξνπ ηνπ νκνηώκαηνο γηα ηε ιήςε κεηξήζεσλ. Η θίλεζε ηνπ βξαρίνλα κπνξεί λα γίλεη είηε ρεηξνθίλεηα κέζσ κνρινδηαθνπηώλ, ή αθόκα κε ηε βνήζεηα θαηάιιεινπ ινγηζκηθνύ ζάξσζεο πνπ είλαη εγθαηεζηεκέλν ζηνλ αληίζηνηρν ππνινγηζηή. Τπολογιζηήρ ελέγσος ζάπωζηρ: Ο ππνινγηζηήο απηόο πεξηιακβάλεη θαηάιιειν ινγηζκηθό γηα ηνλ έιεγρν ηεο θίλεζεο ηνπ ξνκπνηηθνύ βξαρίνλα (άμνλεο θαη βήκα θίλεζεο, i (5)

17 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 161 ρξόλνο παξακνλήο ζηε ζέζε κέηξεζεο θ.ιπ.), παξέρνληαο ηε δπλαηόηεηα απηόκαηεο ζάξσζεο θαηά επζείεο, επίπεδα θ.ιπ. 3.2 Πειπαμαηική διαδικαζία Tξνθνδνηείζηε κε ηάζε 6V ηνλ ηξηθαλαιηθό εληζρπηή θαη θαηαγξάςηε ηηο ηηκέο offset γηα θάζε θαλάιη μερσξηζηά. Οη ηηκέο απηέο ζα πξέπεη λα αθαηξνύληαη από θάζε κέηξεζε ηάζεο ηνπ αληίζηνηρνπ θαλαιηνύ. Σνπνζεηείζηε θαη ζηαζεξνπνηήζηε ηε ζπζθεπή mock-up, ζηε βάζε ηνπ νκνηώκαηνο ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ. Δπζπγξακκίζηε ην ζεκείν σηόο ηεο ηεξκαηηθήο ζπζθεπήο κε ην αληίζηνηρν ζεκείν σηόο πνπ είλαη ραξαγκέλν ζηε βάζε ηνπ νκνηώκαηνο. Ρπζκίζηε ηελ ηζρύ εθπνκπήο ηεο κηθξνθπκαηηθήο γελλήηξηαο ζε 20 mw, ηε ζπρλόηεηα ηνπ εκηηνλνεηδνύο ζήκαηνο ηεο γελλήηξηαο ζε 1710 ΜΗz θαη ηξνθνδνηείζηε ηε ζπζθεπή mock-up κέζσ ηνπ νκναμνληθνύ θαισδίνπ. Μεηαθηλείζηε ηνλ αηζζεηήξα κέηξεζεο ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ ζηε ζέζε πνπ αληηζηνηρεί ζην ζεκείν σηόο θαη όζν ην δπλαηόλ πην θνληά ζηε βάζε ηνπ νκνηώκαηνο, απνθεύγνληαο νπνηαδήπνηε επαθή ηνπ κε ηε βάζε από plexiglass. Με ηε βνήζεηα ηνπ ινγηζκηθνύ πνπ είλαη εγθαηεζηεκέλν ζηνλ ππνινγηζηή θίλεζεο, επηιέμηε βήκα ζάξσζεο θαηά ηνλ θαηαθόξπθν άμνλα z πνπ δηέξρεηαη από ην ζεκείν σηόο ίζν κε 2.5 mm θαη κεηξείζηε ην ειεθηξηθό πεδίν θαηά κήθνο ηνπ άμνλα z. 3.3 Άζκηζη Να κεηαηξαπνύλ νη ηηκέο ηάζεο πνπ κεηξήζεθαλ ζε ηηκέο ειεθηξηθνύ πεδίνπ γηα θάζε θαλάιη μερσξηζηά. Να ππνινγηζηεί ζε θάζε ζέζε ηνπ θαηαθόξπθνπ άμνλα z ε ηηκή ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο. Να θαλνληθνπνηεζνύλ νη ηηκέο ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο, ώζηε λα αλαθέξνληαη ζε ηζρύ ηξνθνδνζίαο ηεο ηεξκαηηθήο ζπζθεπήο ίζε κε 1 W. Να παξαζηαζεί γξαθηθά ε εμαζζέληζε ηνπ Ρπζκνύ Δηδηθήο Απνξξόθεζεο ζε ζπλάξηεζε κε ηελ θαηαθόξπθε απόζηαζε z από ην ζεκείν σηόο ηνπ νκνηώκαηνο. Να ρξεζηκνπνηεζεί γξακκηθή θαη ινγαξηζκηθή θιίκαθα. Να ζρνιηαζηνύλ ηα απνηειέζκαηα.

18 162 Άζθεζε 6 Bιβλιογπαθία [1] M.A. Stuchly, "Fundamentals of the Interactions of Radiofrequency and Microwave Energies with Matter", Biological Effects and Dosimetry of Nonionizing Radiation, M. Grandolfo, S.M. Michaelson, A. Rindi (eds), pp , Plenum Press, New York, [2] O.P. Gandhi, "Biological Effects and Medical Applications of RF Electromagnetic Fields", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 30, pp , [3] K.S. Nikita, N. Maratos and N.K. Uzunoglu, "Optimum Excitation of Phases and Amplitudes in a Phased Array Hyperthermia System", International Journal of Hyperthermia, vol. 8, pp , [4] K.R. Foster, J.E. Moulder, Are Mobile Phones Safe?, IEEE Spectrum, pp , August [5] L. Birenbaum, I.T. Kaplan, W. Metlay, S.W. Rosenthal, H. Schmidt, M.M. Zaret, Effect of Microwaves on the Rabbit Eye, J. Microwave Power, vol. 44, pp , [6] J.C. Lin, R.J. Meltzer, F.K Redding, "Comparison of Measured and Predicted Characteristics of Microwave-Induced Sound", Radio Science, vol. 17, pp , [7] W.R. Adey and S.M. Bawin, "Binding and Release of Brain Calcium by Low-Level Electromagnetic Fields: A Review", Radio Science, vol. 17, pp , [8] B.R.R. Persson, L.G. Salford, A. Brun, Blood-Brain Barrier Permeability in Rats Exposed to Electromagnetic Fields Used in Wireless Communication, Wireless Networks, vol. 3, pp , [9] L.G. Salford, A. Brun, B.R.R. Persson, Brain Tumor Development in Rats Exposed to Electromagnetic Fields Used in Wireless Cellular Communication, Wireless Networks, vol. 3, pp , [10] R.S. Malyapa, A.W. Ahern, W.L. Straube, E.G. Moros, W.F. Pickard, J.L. Roti- Rori, Measurement of DNA Damage After Exposure to Electromagnetic Radiation in the Cellular Phone Communication Frequency Band, Radiation Research, vol. 148, pp , [11] J.C. Lin, Health Aspects of Wireless Communications, ACM Mobile Computing and Communications Review, vol. 3(1), pp , [12] A.W. Preece, G. Iwi, A. Davis-Smith, K. Wesnes, S. Butler, E. Lim, A. Varey, Effect of a 915-MHz Simulated Mobile Phone Signal on Cognitive Function in Man, Int. J. Radiat. Biol., vol. 75(4), pp , [13] T.S. Perry, The Environment-Cell Phone Concerns, IEEE Spectrum, vol. 37, pp , [14] The Independent Expert Group on Mobile Phones, Report on Mobile Phones and Health, National Radiological Protection Board, UK, [15] K. Caputa, M.A. Stuchly, M. Skopec, H.I. Bassen, P. Ruggera, M. Kanda, Evaluation of Electromagnetic Interference from a Cellular Telephone with a Hearing Aid, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 48 (11), pp , November 2000.

19 Ηιεθηξνκαγλεηηθή δνζηκεηξία γηα ζπζθεπέο θηλεηώλ επηθνηλσληώλ 163 [16] ICNIRP Guidelines, Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz), Health Physics, vol. 74, n 4, pp , [17] CENELEC, ENV , European Prestandard ENV , Human Exposure to Electromagnetic Fields High-Frequency: 10 khz GHz, Jan [18] IEEE C , IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 khz to 300 GHz, Institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc., New York, [19] CENELEC, pres 59005, Considerations for Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Telecommunication Equipment (MTE) in the Frequency Range 30MHz - 6 GHz, Dec [20] FCC OET BULLETIN 65 - Supplement C, Additional Information for Evaluating Compliance of Mobile and Portable Devices with FCC Limits for Human Exposure to Radiofrequency Emissions, Dec [21] P. Bielli, A. Schiavoni, P. Bertotto, K.S. Nikita, C. Kechribaris, P.S. Excell, A.W. Preece, C. Grangeat, G. Lovisolo, B. Veyret, Assessment of Measurement Procedures and Uncertainty Evaluation, CEPHOS Cellular Phone Standard, EC SMT4-CT , Deliverable D03, [22] K.S. Nikita, G.S. Stamatakos, N.K. Uzunoglu, A. Karafotias, Analysis of the Interaction Between a Layered Spherical Human Head Model and a Finite Length Dipole, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 48, pp , November [23] M. Okoniewski, M.A. Stuchly, A Study of the Handset Antenna and Human Body Interaction, IEEE Transactions on on Microwave Theory and Techniques, vol. 44, pp , [24] M.A. Jensen, Y. Rahmat-Samii, EM Interaction of Ηandset Αntennas and a Ηuman in Personal Communications, Proceedings of the IEEE, vol. 83, no. 1, pp. 7-17, [25] K.S. Nikita, M. Cavagnaro, P. Bernardi, S. Pisa, E. Piuzzi, N.K. Uzunoglu, G.I. Krikelas, J.N. Sahalos, A Study of Uncertainties in Modeling the Handset Antenna and Human Head Interaction Using the FDTD Method, ΘΕΕΕ Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 48, December [26] P.S. Excell, R. Abd-Alhameed, J. Vaul, M. Mangoud, P. Bernardi, M. Cavagnaro, S. Pisa, E. Piuzzi, K.S. Nikita, G. Krikelas, J. Sahalos, R. De Leo, G. Cerri, F. Moglie, P. Russo, Numerical and Experimental Exposure Assessment: Part I Numerical Studies, CEPHOS Cellular Phone Standard, EC SMT4-CT , Deliverable E05 (Part I), [27] O.P. Gandhi, G. Lazzi, C.M. Furse, Electromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile Telephones at 835 and 1900MHz, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 44, no. (10, 2), pp , 1996.