устройство защиты человека от электромагнитного излучения

Формула изобретения

1. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения, содержащее первую подложку, отличающееся тем, что на первой подложке сформирована квадратная матрица, состоящая из набора одинаковых квадратов, каждый из которых представляет собой центральную, симметричную относительно центра часть фрактальной структуры с уровнем фрактализации М не менее трех, которая образована следующим образом: модуль первого уровня фрактализации состоит из 1+N окружностей радиуса R₀, где N больше двух, а центры N окружностей расположены на первой окружности через равные расстояния по ней, и окружности с радиусом 2R₀, центр которой совпадает с центром первой окружности, а окружность с радиусом 2R₀ является первой окружностью модуля второго уровня фрактализации, и в точках ее сопряжения с окружностями модуля первого уровня фрактализации расположены центры модулей первого уровня фрактализации, а полученную структуру охватывает окружность с радиусом 4R₀, являющаяся первой для модуля третьего уровня фрактализации, и в точках ее сопряжения с окружностями модуля второго уровня фрактализации расположены центры модулей второго уровня фрактализации, а полученную структуру охватывает окружность с радиусом 8R₀, и далее фрактальная структура сформирована таким же образом, под первой подложкой размещена вторая подложка, на которой сформирована фрактальная структура, содержащая восемь одинаковых окружностей, проходящих через местоположение центра квадратной матрицы, с равными расстояниями между центрами каждых двух соседних окружностей, четыре из которых расположены в точках пересечения сторон квадратной матрицы, и совокупность квадратов, стороны первого из которых совпадают со сторонами квадратной матрицы, стороны второго квадрата проходят через углы первого квадрата, а стороны третьего квадрата через углы второго квадрата, а также совокупность равных им соответственно квадратов с тем же центром, каждый из которых повернут относительно равного себе квадрата на 45, причем фрактальная структура сформирована линиями из материала, имеющего кристаллическую решетку, а линии на первой подложке электрически изолированы от линий на второй подложке.

2. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по п.1, отличающееся тем, что во фрактальной структуре через точки пересечения N окружностей одного радиуса в каждом модуле уровня фрактализации проходит по крайней мере одна дополнительная окружность.

3. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по п.1, отличающееся тем, что во фрактальной структуре через точки пересечения N окружностей первого модуля уровня фрактализации проходит по крайней мере одна дополнительная окружность и в этих же точках расположены центры окружностей с радиусом, равным радиусу дополнительной окружности, которые охватывает окружность с радиусом, равным двум радиусам дополнительной окружности, и далее сформированы дополнительные модули второго, ...n уровня фрактализации, где n не превышает М.

4. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по п.1, отличающееся тем, что во фрактальной структуре через точки пересечения N окружностей модуля последнего уровня фрактализации проходит по крайней мере одна дополнительная окружность с радиусом R_d, которая охватывает N окружностей с радиусом R_d/2, сопрягаясь с ними в этих же точках, а их центры расположены на окружности с радиусом R_d/2, центр которой совпадает с центром дополнительной окружности, и каждая окружность этого модуля уровня фрактализации является завершающей для модуля уровня фрактализации с такой же структурой с окружностями с радиусом R_d/4, и далее структура фрактализуется таким же образом до модуля уровня фрактализации, не превышающего М.

5. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что во фрактальной структуре число окружностей N равно 4.

6. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что во фрактальной структуре число окружностей N равно 8.

7. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что структура на второй подложке дополнительно содержит линии, являющиеся продолжением сторон наименьших квадратов и заканчивающиеся в точках их пересечения друг с другом.

8. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что на второй подложке дополнительно сформирована окружность, описывающая квадратную матрицу.

9. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что на второй подложке дополнительно сформирована окружность, описывающая наибольшие квадраты.

10. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что материалом первой подложки является кремний, материалом второй подложки является бумага, а линии сформированных на обеих подложках фрактальных структур выполнены из металла.

11. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что вторая подложка выполнена из поливинила, а линии сформированной на ней фрактальной структуры, выполнены из графита.

12. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что высота формирующих фрактальные структуры линий на обеих подложках равна или кратна их ширине.

13. Устройство защиты человека от электромагнитного излучения по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что на его поверхность нанесено герметизирующее покрытие, например компаунд.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, промышленной и санитарной гигиене и предназначено для использования в качестве средства для защиты от электромагнитного излучения человека, использующего различные электромагнитные излучатели - радиотелефоны, компьютеры, телевизоры, свч-печи и т.п.

Обычно для защиты оператора от воздействия электромагнитного излучения используют экранирование радиоэлектронной аппаратуры. Но такой вид защиты не может быть применен для оператора передающего радиоустройства, в частности человека, пользующегося радиотелефоном, так как передающая антенна не может быть помещена в защитный экран, а находится она в непосредственной близости от человека.

Известно (1) использование в качестве защитного устройства любого носимого человеком предмета, который выступает в качестве генератора защитного поля. Для этого на него предварительно переносят ослабленную волновую характеристику излучателя. Это могут быть часы, брелок, ключи и т. д. Исследования по методу электропунктурной диагностики по Р.Фоллю показали эффективность такой защиты.

Но такая защита эффективна от электромагнитного излучения одного вида излучателей. При изменении параметров излучения (замена одного вида излучателя на другой) такое защитное устройство действует неэффективно.

Известно (2) устройство защиты от энергетического воздействия радиотелефона. По конструкции оно наиболее близко к предлагаемому. Оно содержит подложку, на которой размещены одна над другой геометрические фигуры в виде звезд, выполненные из магнитного и немагнитного материалов, а под подложкой расположен электромагнит. Известное устройство решает задачу генерации спин-торсионного поля, гасящего спин-торсионное поле радиотелефона.

Но конструкция радиотелефона представляет собой мощный локальный источник также и электромагнитного поля, от негативного влияния которого известное устройство не защищает.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка устройства защиты от электромагнитного излучения широкого круга электрических приборов.

В основе изобретения лежит использование явления фрактальности. Фрактальная структура - структура, в которой все внутренние составляющие являются подобными общей форме, а общая форма - производным аналогом своей базовой основы. Математическое понятие фрактала объединяет структурные формы различных масштабов, отражая иерархический принцип их организации (3). Концепция фрактальности в физике появилась сравнительно недавно, но ее использование дало дополнительную информацию о свойствах многих явлений, установило связи между, казалось бы, абсолютно разными физическими явлениями и объектами. Но теория воздействия фрактальных структур на объекты находится в стадии разработки, накапливается экспериментальный материал.

Поставленная задача решается за счет того, что, как и известное, предлагаемое устройство содержит первую подложку, но в отличие от него на первой подложке сформирована квадратная матрица, состоящая из набора одинаковых квадратов. Каждый квадрат представляет собой центральную, симметричную относительно центра часть фрактальной структуры с уровнем фрактализации М не менее трех, которая образована следующим образом. Модуль первого уровня фрактализации состоит из 1+N окружностей радиуса R₀, где N больше двух, а центры N окружностей расположены на первой окружности через равные расстояния по ней, и окружности с радиусом 2R₀, центр которой совпадает с центром первой окружности, а окружность с радиусом 2R₀ является первой окружностью модуля второго уровня фрактализации. В точках ее сопряжения с окружностями первого уровня расположены центры модулей первого уровня, а полученную структуру охватывает окружность радиуса 4R₀, являющаяся первой для модуля третьего уровня фрактализации. В точках ее сопряжения с окружностями модуля второго уровня расположены центры модулей второго уровня, а полученную структуру охватывает окружность с радиусом 8R₀, и далее структура формируется таким же образом. Под первой подложкой размещена вторая, на которой сформирована структура, содержащая восемь одинаковых окружностей, проходящих через местоположение центра матрицы, с равными расстояниями между центрами каждых двух соседних окружностей, четыре из которых расположены в точках пересечения сторон матрицы, и совокупность квадратов, стороны первого из которых совпадают со сторонами матрицы, стороны второго проходят через углы первого, а стороны третьего - через углы второго, а также совокупности равных им соответственно квадратов с тем же центром, каждый из которых повернут относительно равного себе квадрата на 45. Структуры на обеих подложках сформированы линиями, материал которых имеет кристаллическую решетку, а линии на первой подложке электрически изолированы от линий на второй подложке.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 2 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, во фрактальной структуре которого через точки пересечения N окружностей одного радиуса в каждом модуле проходит по крайней мере одна дополнительная окружность.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 3 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, во фрактальной структуре которого через точки пересечения N окружностей первого модуля проходит по крайней мере одна дополнительная окружность и в этих же точках расположены центры окружностей с радиусом, равным радиусу дополнительной окружности, которые охватывает окружность с радиусом, равным двум радиусам дополнительной окружности, и далее сформированы дополнительные модули второго, ...n уровня, где n не превышает М.

Дополнительные окружности, введенные в пунктах 2 и 3 формулы изобретения, имеют радиусы, величины которых отличаются от радиусов остальных окружностей в дробное число раз, и это позволяет увеличить защитное действие устройства. Построение дополнительной фрактальной структуры, введенной п.3 формулы, намного увеличивает плотность линий и усиливает защитные свойства устройства, но технология его изготовления усложняется.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 4 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, во фрактальной структуре которого через точки пересечения N окружностей модуля последнего уровня проходит по крайней мере одна дополнительная окружность с радиусом Rd, которая охватывает N окружностей с радиусами Rd/2, сопрягаясь с ними в этих же точках, а их центры расположены на окружности с радиусом Rd/2, центр которой совпадает с центром дополнительной окружности, и каждая окружность этого модуля является завершающей для модуля с такой же структурой с окружностями с радиусами Rd/4, и далее структура фрактализуется таким же образом до уровня фрактализации, не превышающего М.

Такой способ “обратной” фрактализации дополнительной окружности используется тогда, когда заранее задан размер внешнего контура модуля и требуется получить большую плотность насыщения линиями, которая увеличивает защитные свойства устройства.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 5 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, во фрактальной структуре которого число окружностей N равно 4.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 6 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, во фрактальной структуре которого число окружностей N равно 8.

Фрактальная структура с числом окружностей N, равным 8, обладает очень высокой плотностью линий, что увеличивает защитные свойства устройства по сравнению с N, равным 4, но его сложнее изготавливать.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 7 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, в котором на второй подложке дополнительно сформированы линии, являющиеся продолжением сторон наименьших квадратов и заканчивающиеся в точках их пересечения друг с другом.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 8 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, в котором на второй подложке дополнительно сформирована окружность, описывающая наименьшие квадраты.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 9 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, в котором на второй подложке дополнительно сформирована окружность, описывающая наибольшие квадраты.

Эксперимент показывает, что все дополнительные линии и окружности, сформированные на второй подложке в соответствии с пунктами 7-9 формулы изобретения, расширяют диапазон частот, на который распространяются защитные свойства устройства.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 10 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, в котором материалом первой подложки является кремний, материалом второй подложки является бумага, а линии сформированных на обеих подложках структур выполнены из металла.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 11 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, в котором вторая подложка выполнена из поливинила, а линии на ней выполнены из графита.

Выполнение второй подложки из таких материалов как бумага или поливинил позволяет снизить стоимость устройства.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 12 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, в котором высота формирующих структуры линий на обеих подложках равна или кратна их ширине.

Это оптимальное соотношение для эффективной работы устройства.

Совокупность признаков, изложенная в пункте 13 формулы изобретения, характеризует устройство защиты человека от электромагнитного излучения, в котором на его поверхность нанесено герметизирующее покрытие, например компаунд.

Покрытие рекомендуется наносить для увеличения срока службы.

Одна из гипотез, объясняющая воздействие фрактальной структуры на излучение радиотелефона, заключается в следующем. При взаимодействии устройства защиты человека от электромагнитного излучения с радиотелефоном, расположенным непосредственно рядом с головой человека, расстояния между излучателем телефона, устройством защиты и воспринимающими излучение зонами мозга существенно меньше длины волны излучения. Поэтому в данной зоне поле можно рассматривать как квазистатическое, структура которого не зависит от длины волны, а только от указанных выше расстояний. Это результирующее квазистатическое поле будет промодулировано сформированной пространственной структурой устройства защиты тем в большей степени, чем ближе точка наблюдения (точка мозга) к системе излучатель-устройство защиты.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:

фиг. 1 - общий вид устройства;

фиг. 2-5 - схемы образования фрактальной структуры;

фиг. 6-7 - схемы единичных квадратов матрицы;

фиг. 8 - первая подложка;

фиг. 9 - вторая подложка с дополнительными линиями.

Устройство защиты человека от электромагнитного излучения состоит (фиг. 1) из первой подложки 1, на которой сформирована квадратная матрица. Матрица состоит из набора одинаковых квадратов (фиг. 6, 7), каждый из которых представляет собой центральную, симметричную относительно центра часть фрактальной структуры с уровнем фрактализации М не мене трех. Она образована следующим образом: модуль первого уровня фрактализации (фиг. 2) состоит из 1+N окружностей радиуса R₀, где N больше двух (на фиг. 2 показан модуль с N=4), а центры (1-4) N окружностей расположены на первой окружности с центром в точке О через равные расстояния по ней, и окружности с радиусом 2R₀, центр которой совпадает с центром первой окружности в точке О. Построение первого модуля закончено, но окружность с радиусом 2R₀ является первой окружностью модуля второго уровня (фиг. 3). На этой окружности в точках ее сопряжения с окружностями радиуса R₀ расположены центры модулей первого уровня. Построение модуля второго уровня завершается проведением окружности с радиусом 4R₀ с центром в точке О, которая, в свою очередь, является первой окружностью модуля третьего уровня (фиг. 6). Далее построение идет аналогичным образом, т.е. в точках сопряжения окружности с радиусом 4R₀ с окружностями с радиусом 2R₀ помещаются центры модулей второго уровня и затем проводится окружность с центром в точке О радиусом 8R₀ и т.д. На фиг. 4 показано выполнение модуля первого уровня с фрактализацией дополнительной окружности, которая проходит через точки пересечения N окружностей друг с другом (1₁, 2₁, 3₁, 4₁), а центры ее фрактализации расположены в этих точках. При N=4 каждая окружность пересекается с двумя соседними и через точки их пересечения проходит 1 дополнительная окружность. При N=8 каждая окружность пересекается с шестью соседними и через точки их пересечения можно провести три дополнительные окружности.

В том случае, когда заранее задан размер внешнего контура модуля последнего уровня, дополнительная фрактальная структура имеет несколько иной вид: через точки пересечения N окружностей модуля последнего уровня проходит по крайней мере одна дополнительная окружность с радиусом Rd, которая охватывает N окружностей с радиусом Rd/2, сопрягаясь с ними в этих же точках, а их центры расположены на окружности с радиусом Rd/2, центр которой совпадает с центром дополнительной окружности, и каждая окружность этого модуля является завершающей для модуля с такой же структурой с окружностями с радиусом Rd/4, и далее структура фрактализуется таким же образом до уровня фрактализации, не превышающего М. В этом случае минимальная дополнительная окружность может быть расположена внутри окружности с радиусом R₀. Такой способ фрактализации дополнительной окружности иллюстрируется фиг. 5. Для наглядности показан модуль первого уровня фрактализации, где N равно 8. Через точки пересечения окружностей с радиусом R₀ проходит дополнительная окружность с радиусом Rd, и в этих же точках она сопрягается с окружностями с радиусом Rd/2.

При изготовлении устройства на первой подложке формируется матрица (фиг. 8), состоящая из набора одинаковых квадратов. Каждый квадрат представляет собой центральную часть одной из описанных выше фрактальных структур (фиг. 6 и 7). Оптимальным значением величины L стороны квадрата является 2R₀(M+1), при расположении центра окружности с радиусом R₀ в центре квадрата. На фиг. 6 показано формирование квадрата при N, равном 4, и при уровне фрактализации М, равном 3. При использовании фрактальной структуры с дополнительными окружностями (фиг. 7) плотность линий в квадрате можно получить очень высокую. При L=2R₀(M+1) используются линии модулей всех уровней и плотность линий в квадрате достаточно равномерна. При расположении в центре квадрата центра окружности с радиусом R₀ получаем симметричную, а следовательно, устойчивую структуру. Под первой подложкой размещена вторая подложка 2 (фиг. 1). На ней сформирована структура, содержащая восемь одинаковых окружностей. Окружности проходят через местоположение центра матрицы с равными расстояниями между центрами каждых двух соседних окружностей, четыре из которых расположены в точках пересечения сторон матрицы. Также на подложке сформирована совокупность квадратов, стороны первого из которых совпадают с контурами матрицы, стороны второго проходят через углы первого, а стороны третьего - через углы второго, а также совокупность равных им соответственно квадратов с тем же центром, каждый из которых повернут относительно равного себе квадрата на 45. Структуры на обеих подложках сформированы линиями, материал которых имеет кристаллическую решетку, а линии на первой подложке электрически изолированы от линий на второй подложке.

Для расширения диапазона частот электромагнитного излучения, на который распространяются защитные свойства устройства, структура на второй подложке дополнительно содержит линии, являющиеся продолжением сторон наименьших квадратов и заканчивающиеся в точках их пересечения друг с другом (фиг. 9). Для этой же цели на второй подложке дополнительно сформирована окружность, описывающая матрицу, а также окружность, описывающая наибольшие квадраты. На фиг. 9 эти дополнительные линии и окружности показаны более толстыми линиями.

Установлено, что наибольшим воздействием обладают фрактальные структуры сферической формы. Но их изготовление практически неосуществимо в настоящее время. В предлагаемом устройстве используется плоскостной срез шара. Но благодаря тому, что линии выполнены из материала, имеющего кристаллическую решетку, можно считать, что фрактальная структура не плоская, а имеет объемный характер. В увеличение объемности фрактальной структуры вносят вклад и высота линий, и материал подложки с кристаллической решеткой, например кремний. Каждый из этих факторов увеличивает защитные свойства устройства.

Есть несколько способов формирования предлагаемых фрактальных структур на подложке, например методами шелкографии или фотолитографии. Методом шелкографии, например, на поливиниловой подложке получают фрактальную структуру с графитовыми линиями шириной 80-100 микрон, а высотой 40-50 микрон. Фрактальные структуры, изготовленные методом фотолитографии, например на кремниевой подложке, имеют ширину и высоту линий из алюминия, равную 1 микрону.

Максимальное воздействие оказывает устройство, подложки которых выполнены из материалов, имеющих выраженную кристаллическую структуру, например кремния, алюминия. Но при выполнении, например, на подложке из кремния вольфрамомолибденовой решетки линиями толщиной 0,15 микрон используется сложная, дорогая технология, поэтому и устройства защиты, изготовленные на такой основе, достаточно дорогостоящие. Удешевить устройство защиты можно за счет выполнения хотя бы одной подложки из дешевого материала, на которой фрактальная структура сформирована из графита. Но такие устройства оказывают меньшее воздействие по сравнению с указанными выше. Важным фактором функциональных свойств фрактальных структур, сформированных на подложке, является барьерный эффект смены плотности вещества, которая меняется на границе раздела линий, образующих фрактальную структуру, и "свободного поля". Чем более выражено это различие, тем выше эффект воздействия.

Устройство защиты человека от электромагнитного излучения, имеющее размеры (3535) мм (при этом размер матрицы равен 7,5 мм), удобно закреплять по краям компьютера, СВЧ-печи, на трубке радиотелефона.

Экспериментально установлено, что воздействие передатчика радиотелефона оказывает самое негативное воздействие на человека по сравнению с другими бытовыми электронными приборами.

Основным методом исследования защитных свойств устройства был электроэнцефалографический (ЭЭГ), что диктовалось особым отношением ЭЭГ к исследуемым сторонам целостной мозговой деятельности. Рассматривалась возможность восстановления биоэлектрической активности (БЭА), нарушенной в результате воздействия техногенных факторов при использовании устройства защиты человека от электромагнитного излучения.

При работе радиотелефона изменения (БЭА) головного мозга человека столь выражены, что их можно назвать электромагнитной бурей в локальном объеме. Результаты клинических испытаний показывают, что использование устройства защиты практически полностью нивелируют эти изменения. Исследования показали, что использование радиотелефона выраженно меняет структуру БЭА, вызывая дезинтеграцию исходного активационно-дезактивационного баланса, нарушается не только ритмический рисунок, но и картина распределения ритмов по поверхности головы. В зоне расположения радиотелефона асимметрия по дельта активности в среднем увеличивается на 37%. Однако в присутствии устройства защиты асимметрия нивелируется. При статистической обработке ЭЭГ, измененной под воздействием радиотелефона, наиболее достоверные изменения выявлены в альфа-диапазоне. Альфа-ритм можно рассматривать как “кодирующую систему”, необходимую головному мозгу для того, чтобы восприятие внешнего мира и реакции на раздражающие факторы не искажались и не стирались постоянным притоком сенсорных стимулов. В присутствии устройства защиты происходит перестройка всей суммарной ритмической активности и мозг формирует “альфа-защиту”.

Изменение ЭЭГ под действием излучений от компьютера, телевизора, свч-печи не носят столь выраженного характера. Но известно, что ежедневное и постоянное использование монитора ПК в течение 6-8 лет может привести к патологическим нарушениям зрения, центральной нервной системы, сердечно-сосудистой и иммунной систем. Но при расположении на электронном приборе одного или нескольких предлагаемых устройств защиты, как показывает ЭЭГ, формируется “альфа-защита”.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент №02117497, RU, МПК А 61 N 1/16.

2. Патент №2167678, RU, МПК А 61 N 1/16.

3. Пайтген Х.О., Рихтер П.Х. "Красота фракталов", М.: МИР. 1993.