ITTO20110075U1 - Dispositivo e metodo per il rilevamento di emissioni in radiofrequenza - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del modello di utilità dal titolo:

“DISPOSITIVO E METODO PER IL RILEVAMENTO DI EMISSIONI IN RADIOFREQUENZA”

La presente innovazione è relativa a metodi e ad un apparecchio per proteggere sistemi viventi da effetti potenzialmente negativi per loro dovuti ai campi elettrici, ai campi magnetici e ai campi elettromagnetici.

Vi sono punti di vista in conflitto relativamente agli effetti dei campi elettrici, dei campi magnetici e dei campi elettromagnetici sui sistemi viventi. Tuttavia vi sono considerevoli prove sul fatto che alcuni campi possono essere dannosi per i sistemi viventi inclusi gli esseri umani. Può anche verificarsi il caso secondo cui gli effetti dannosi sono a lungo termine e il loro impatto globale non è stato ancora realizzato.

A livello mondiale vi è stato un aumento drastico dell’utilizzo di dispositivi azionati elettricamente. Tutti tali dispositivi hanno associati a loro emissioni di campo elettromagnetico che, a vari gradi, hanno il potenziale di influire negativamente sulla salute umana. Di particolare interesse sono i dispositivi che trasmettono segnali in radiofrequenza (RF) e vengono utilizzati in stretta prossimità del corpo umano, per esempio telefoni cellulari e altri dispositivi di comunicazione personali. È in discussione la possibilità che gli standard di sicurezza in base ai quali vengono realizzati questi dispositivi che stabiliscono limiti di esposizione alle RF degli utenti di questi dispositivi possono non prendere in considerazione in modo appropriato gli effetti al di sotto della soglia termica, ovvero, a livelli di esposizione ben al di sotto dei livelli che possono generare un riscaldamento misurabile e possono essere attribuiti al trasferimento diretto dell’energia. Il potenziale per tali effetti di livello basso è supportato dalla sostanziale evidenza derivante da studi epidemiologici e dalla ricerca di laboratorio che suggerisce che qualsiasi contromisura che possa ridurre al minimo gli effetti di tale esposizione potrebbe essere vantaggiosa per gli utenti di questi dispositivi.

Il brevetto U.S. 5544665 è relativo alla protezione di sistemi viventi dagli effetti dannosi dei campi elettromagnetici e riporta che alcuni campi hanno un effetto sulla decarbossilasi dell’ornitina enzimatica. Il brevetto riporta che l’effetto potenzialmente dannoso può essere ridotto o eliminato se il campo elettromagnetico dannoso viene alterato mediante commutazione del campo accendendolo e spegnendolo o sovrapposizione sullo stesso di un campo di rumore elettromagnetico. Il brevetto inoltre riporta che l’effetto può essere ridotto soltanto se tale alterazione fa sì che le proprietà caratteristiche rilevanti del campo varino nel tempo ad intervalli di meno di 5 secondi e preferibilmente ad intervalli da 0,1 a 1 secondi. Le proprietà caratteristiche che possono essere variate sono ritenute la frequenza, la fase, la direzione, la forma d’onda o l’ampiezza. Effetti simili sono discussi in Bioelectromagnetics 14 395 – 403 (1993) and Bioelectromagnetics 18 388 – 395 (1997).

Il brevetto statunitense 5544665 descrive inoltre varie applicazioni dello schema di bio-protezione incluse applicazioni in telefoni cellulari. La EMX Corporation ha promosso batterie per telefoni cellulari che fanno uso della tecnologia descritta nel brevetto statunitense 5544665. Quando utilizzate con un telefono cellulare, queste batterie generano un campo di rumore elettromagnetico che si sovrappone sul campo RF locale facendo sì in questo modo che il campo totale risulti irregolare e quindi non suscettibile di causare effetti biologici. Il rumore era generato da una bobina formante parte del pacco batteria. L’attivazione del rumore era ottenuta monitorando il flusso della corrente elettrica dalla batteria al telefono e utilizzando ciò come mezzo indiretto per determinare quando il telefono stava trasmettendo in modalità di conversazione. Questa tecnica di attivazione funzionava ragionevolmente bene con i telefoni più vecchi ma si è dimostrata non affidabile con i telefoni più nuovi che hanno applicazioni, quali giochi e altre applicazioni di intrattenimento che richiedono potenza dalla batteria e possono causare la falsa attivazione del rumore e la riduzione potenzialmente inaccettabile della durata della batteria.

La presente innovazione supera questi problemi.

La presente innovazione pertanto fornisce un processo, un apparecchio e sistemi per la riduzione o l’eliminazione dell’effetto potenzialmente nocivo sulla vita degli esseri umani o degli animali causato dall’esposizione ai campi elettromagnetici generati da dispositivi che funzionano mediante trasmissione di segnali RF, compreso un dispositivo elettrico che trasmette segnali RF dotato di mezzi per ridurre o eliminare l’effetto potenzialmente nocivo dei segnali RF e inoltre dotato di mezzi che possono rilevare i segnali RF potenzialmente nocivi e che attivano i mezzi per ridurre o eliminare l’effetto potenzialmente nocivo dei segnali RF sulla vita degli esseri umani o degli animali.

L’innovazione può essere applicata alla maggior parte dei dispositivi elettronici che funzionano trasmettendo segnali RF che potrebbero essere potenzialmente nocivi per la vita degli esseri umani o degli animali, ma è particolarmente utile con dispositivi di comunicazione personale, quali telefoni cellulari, che vengono utilizzati in stretta prossimità del corpo umano.

Studi più recenti hanno dimostrato che la radiazione RF può causare effetti potenzialmente nocivi se è regolare, il che significa che ha proprietà costanti e viene continuamente applicata per periodi superiori a 10 secondi e significa che il potenziale danno può essere sostanzialmente eliminato se il periodo di regolarità viene ridotto a non più di 1 secondo. I mezzi per eliminare il potenziale danno nella presente innovazione possono sovrapporre un campo di rumore elettromagnetico sulla radiazione potenzialmente nociva per generare un campo combinato che è irregolare nel tempo, il che significa che non ha proprietà costanti nel tempo e pertanto non ha più il potenziale di causare danno. L’utilizzo del campo di rumore, che è riportato nel seguito come segnale correttivo, è preferibile come segue per l’utilizzo del dispositivo elettronico senza alterare la modalità in cui esso funziona.

Sebbene non limitata a tale applicazione, l’innovazione è particolarmente utile con dispositivi di comunicazione personali a batteria. Nella forma di realizzazione preferita l’effetto potenzialmente dannoso della radiazione RF viene impedito mediante mezzi che generano un segnale correttivo che è sovrapposto al segnale RF per fornire un segnale combinato che è irregolare e pertanto non ha alcuna conseguenza efficace dal punto di vista biologico. Qualsiasi mezzo adatto può essere utilizzato, ma i mezzi possono comprendere una bobina induttiva che viene attivata per generare il campo di segnale correttivo, principalmente di natura magnetica, impiegando potenza derivante dalla batteria.

Mezzi che rilevano e rivelano la radiazione potenzialmente nociva possono consistere in un qualsiasi sensore RF standard, per esempio un’antenna, con elettronica di rilevamento annessa, che è stata configurata in modo appropriato per rilevare la particolare radiazione che è emessa dal dispositivo elettronico e che è considerata potenzialmente nociva.

Come preferito, l’apparecchio dell’innovazione può essere formato sostanzialmente come un singolo componente unitario che è adatto per essere montato in un telefono cellulare portatile esistente o altro dispositivo di comunicazione personale, con lieve o nessuna modificazione del dispositivo. Il sensore RF può comprendere un’antenna che fa parte del componente. Può essere tuttavia necessario prevedere una bobina per generare il campo di segnale correttivo come elemento separato accoppiato al componente e che è probabilmente formata attorno alla batteria del portatile. Laddove la batteria è al polimero di litio, il componente può essere fisicamente pressato nella batteria, in modo da evitare l’esigenza di trovare spazio all’interno del portatile. In alternativa il componente può essere separato dal portatile, ma adatto per essere posizionato successivamente nel portatile mentre il portatile è in uso per fornire un segnale correttivo. Per esempio il componente può essere formato come articolo sotto forma di scheda, delle dimensioni e della forma di una carta di credito, con elettronica incorporata in un chip all’interno della carta e una bobina per fornire il segnale correttivo formata attorno al bordo della carta.

L’apparecchio dell’innovazione può avere una propria sorgente di potenza o può far affidamento sulla potenza fornita dalla batteria del portatile.

L’innovazione pertanto fornisce in modo più specifico un dispositivo correttivo per l’associazione ad un dispositivo di comunicazione personale che emette trasmissioni in RF potenzialmente nocive per la vita degli esseri umani e degli animali, il dispositivo correttivo comprendendo mezzi di rivelazione per rivelare la presenza di dette trasmissioni in RF, mezzi di rilevamento per confermare la presenza di radiazione e mezzi di generazione di segnale correttivo, detti mezzi di rilevamento essendo accoppiati per l’attivazione di detti mezzi di generazione di segnale correttivo e i mezzi di generazione di segnale correttivo essendo predisposti per stabilire un campo elettromagnetico correttivo in prossimità del portatile.

Detti mezzi di rivelazione possono consistere in un sensore RF, per esempio un’antenna, che è stata configurata in modo appropriato per rilevare la radiazione particolare che viene emessa dal dispositivo elettronico e che è considerata potenzialmente nociva. Tale sensore preferibilmente comprende un’antenna che funziona in risposta ad una frequenza di onda portante del portatile che è una frequenza di microonde nella regione da 0,8 a 2 GHz, come riportato in dettaglio nel seguito. Come alternativa ad un’antenna separata, la bobina per stabilire il campo correttivo può essere configurata per rilevare le trasmissioni RF. Il vantaggio di ciò è la perdita del componente di antenna, ma lo svantaggio correlato e l’esigenza di configurare la bobina per il funzionamento bimodale, per esempio con il sistema di elaborazione a doppio canale (duplex). Sebbene possano essere impiegati in teoria altri metodi per rivelare la generazione di trasmissioni RF, per esempio rivelando ampie fluttuazioni di corrente nell’apparecchio, potrebbero essere richiesto un qualche disturbo o una qualche modifica dell’apparecchio. Ciò potrebbe creare ulteriore difficoltà, in particolare con telefoni cellulari e portatili. Inoltre i telefoni cellulari portatili sono di molti tipi differenti, in particolare con la loro antenna posizionata in una qualsiasi parte del portatile o eventualmente costituita dal portatile stesso.

Detti mezzi di rilevamento per rilevare la radiazione rivelata possono comprendere una fase di rilevamento passiva, seguita da una fase di rilevamento attiva. La fase di rilevamento passiva è concepita per monitorare le emissioni RF dal portatile e per rettificare e integrare un segnale di rilevamento RF. Come preferito, una o più versioni ritardate del segnale rilevato vengono confrontate con la versione attuale, per determinare se vi è o meno una radiazione RF di durata significativa, il che indica che il portatile dovrà essere utilizzato per trasmissione vocale (modalità di conversazione). In questo caso, viene generato un segnale di controllo di potenza. La fase di rilevamento passiva non richiede potenza per il suo funzionamento, affidandosi sulla forza del segnale ricevuto e pertanto può essere operativo in modo continuo, senza alcuno scarico sulla sorgente di potenza. Al fine di assicurare che il segnale RF rivelato abbia una sufficiente forza per il rilevamento, la bobina per stabilire il campo correttivo può in aggiunta essere configurata per rivelare le trasmissioni RF e per fornire un segnale aggiuntivo ai mezzi di rilevamento, come descritto in seguito.

Al fine di effettuare un rilevamento più accurato, può essere impiegata una fase di rilevamento attiva, che impiega componenti quali transistori che richiedono potenza. La fase di rilevamento attiva viene attivata in risposta alla generazione del segnale di controllo di potenza mediante la fase di rilevamento passiva e include la circuiteria che richiede una sorgente di potenza per il funzionamento. L’utilizzo di componenti attivi consente l’amplificazione di potenza e il campionamento più accurato del segnale di antenna. I componenti circuitali nella fase di rilevamento attiva possono essere configurati per eseguire una funzione simile alla fase di rilevamento passiva, ovvero, per confrontare le versioni integrate e mediate del segnale di antenna, con un dato valore di soglia. L’ulteriore elaborazione di segnale può inoltre essere aggiunta come necessario per effettuare un rilevamento più accurato e affidabile del segnale di antenna, al fine di determinare se si sta verificando o meno una trasmissione vocale. La fase di rilevamento attiva esegue il rilevamento del segnale di antenna su intervalli di tempo successivi e genera un segnale che si diffonde in due stati per indicare la presenza o l’assenza di un segnale in modalità di conversazione. L’intervallo di rilevamento di segnale dello stadio attivo potrebbe essere preferibilmente di 100 ms. L’uscita del rilevatore attivo è pertanto un treno di impulsi che indica lo stato del segnale di antenna, ovvero, la modalità conversazione/la modalità non di conversazione, durante successivi intervalli di rilevamento. L’uscita del rilevatore attivo è impiegato per attivare un generatore di segnale correttivo attraverso un modulo di controllo di segnale correttivo.

Il segnale di controllo di potenza dello stadio di rilevamento passivo viene applicato ai mezzi di controllo di potenza ed è disposto per commutare su on una sorgente di potenza per l’attivazione dello stadio di rilevamento attivo e detti mezzi di generazione di segnale correttivo. I mezzi di generazione di controllo correttivo possono includere un modulo di controllo di segnale correttivo, che fornisce un segnale di controllo alla sorgente di potenza e un segnale di controllo su un modulo di generazione di segnale correttivo per generare la forma desiderata del segnale correttivo. Il modulo di controllo del segnale correttivo funziona in risposta ad un’uscita proveniente dallo stadio di rilevamento RF e preferibilmente comprende un microcontrollore per eseguire uno o più algoritmi per controllare il modulo di generazione del segnale correttivo. Come preferito, il modulo di controllo attende un periodo di circa 1 secondo fino a quando non riceve un’uscita continua dagli stadi di rilevamento e quindi richiede all’unità di potenza di fornire potenza al modulo di generazione, in modo che il segnale correttivo sia generato per un periodo di circa 3 secondi. Il periodo di attesa di circa 1 secondo è significativo per il fatto che rappresenta un periodo minimo in cui la presenza di un segnale di trasmissione vocale può innescare una risposta nel tessuto vivente. Per quanto riguarda il risparmio di potenza, qualsiasi radiazione generata dal portatile per un periodo inferiore a questo periodo minimo è indicata come non richiedente alcuna azione correttiva. Il periodo di 3 secondi è scelto su base di convenienza, dato che in un periodo più lungo, un campo correttivo può essere generato quando non è richiesto, e un periodo più breve può determinare operazioni di commutazione eccessive all’interno della circuiteria. Al termine del periodo di 3 secondi, il modulo di controllo viene riazzerato a meno che o fino a quando il segnale continuo non è di nuovo presente dagli stadi di rilevamento RF.

Il modulo di generazione di segnale correttivo può includere un generatore di rumore digitale, per esempio come descritto nel brevetto US No. 5.544.665, che è accoppiato attraverso mezzi di conversione da digitale ad analogico e mezzi di filtro, per fornire una forma analogica del segnale correttivo ad una bobina che fornisce mezzi per stabilire il campo correttivo in prossimità del portatile.

Breve descrizione dei disegni

Verranno ora descritte le forme di realizzazione dell’innovazione, a titolo soltanto esemplificativo, facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è un diagramma a blocchi schematico del dispositivo correttivo secondo l’innovazione;

la figura 2 è un diagramma a blocchi più dettagliato dello stadio di rilevamento RF passivo della forma di realizzazione della figura 1;

la figura 3 è un diagramma di flusso che illustra il metodo di funzionamento del generatore di segnale correttivo e del modulo di controllo della figura 1;

la figura 4 è una vista in pianta ed una vista in sezione di un dispositivo correttivo per l’inserimento all’interno di un telefono cellulare portatile;

la figura 5 è una vista in pianta e una vista in sezione di un dispositivo correttivo, delle dimensioni di una carta di credito, da posizionare adiacente ad un telefono cellulare portatile; e

la figura 6 è un diagramma a blocchi schematico, simile alla figura 1, di una modifica della forma di realizzazione della figura 1.

Descrizione delle forme di realizzazione

Tutta la radiazione elettromagnetica consiste in campi elettrici e magnetici oscillanti e la frequenza, che è il numero di volte al secondo in cui l’onda oscilla, determina le loro proprietà e l’utilizzo che ne si può fare. Le frequenze sono misurate in hertz o Hz, in cui 1 Hz indica un’oscillazione al secondo, 1 kHz ne indica un migliaio, un MHz ne indica un milione e GHz ne indica un milione di migliaia. Le frequenze tra 30 kHz e 300 GHz sono ampiamente utilizzate per le telecomunicazioni, inclusa diffusione radio e diffusione televisiva e comprendono la banda in radiofrequenza.

I servizi mobili cellulari funzionano a frequenze autorizzate dai governi e tipicamente funzionano entro gli intervalli di frequenza di 872 – 960 MHz, 1710 – 1875 MHz e 1920 – 2170 MHz. Queste frequenze rientrano nella banda di frequenza a microonde che include l’intervallo tra 300 MHz e 300 GHz. Altre applicazioni entro questo intervallo includono radar, collegamenti per telecomunicazioni, comunicazioni satellitari, osservazione meteo e diatermia medica. Sebbene la presente innovazione possa essere utilizzata con onde a qualsiasi frequenza che sono potenzialmente dannose per la vita degli esseri umani o degli animali, è particolarmente utile con dispositivi che funzionano su frequenze utilizzate per telefoni cellulari.

Un’onda in radiofrequenza utilizzata per trasportare informazioni in comunicazioni radio è denominata onda portante. L’onda portante in radiofrequenza di un qualsiasi sistema è prodotta dal trasmettitore sotto forma di una onda sinusoidale o un’altra forma d’onda regolare. Un’onda portante non comunica alcuna informazione se le sue proprietà non variano nel tempo. Se l’onda portante serve per comunicare una qualsiasi informazione, per esempio, dati vocali, musicali o digitalizzati, queste informazioni devono essere aggiunte in questa in qualche modo. Il processo per variare una o più proprietà di un segnale portante rispetto alle informazioni che devono essere trasportate è noto come modulazione. Le proprietà dell’onda portante possono essere variate attraverso modulazione inclusa ad esempio ampiezza, frequenza, fase o una loro combinazione. Per esempio, per la trasmissione AM (a modulazione di ampiezza), il segnale elettrico proveniente da un microfono prodotto dalla voce o dalla musica viene utilizzato per variare l’ampiezza dell’onda portante, per cui in un qualsiasi istante la dimensione o l’ampiezza dell’onda portante RF viene resa proporzionale alla dimensione del segnale di modulazione elettrico. In FM (modulazione di frequenza), la frequenza istantanea della portante devia dalla frequenza portante di una quantità dipendente dalla forza del segnale di modulazione. La modulazione di fase (PM) è una forma di modulazione che rappresenta le informazioni come variazioni nella fase istantanea di un’onda portante. FM e PM sono utilizzate molto comunemente per le attuali comunicazioni radio giornaliere.

Un telefono mobile (telefono cellulare) invia e riceve informazioni (messaggi vocali, messaggi testuali, email, fax, dati di computer, informazioni di download ecc.) mediante comunicazione radio. I segnali in radiofrequenza vengono trasmessi dal telefono alla stazione di base più vicina e i segnali in ingresso (che trasportano le informazioni dalla sorgente che sta ascoltando l’utente del telefono) vengono inviati dalla stazione di base al telefono ad una frequenza leggermente differente. Le stazioni di base collegano i telefoni mobili al resto della rete telefonica mobile e fissa. Una volta che il segnale raggiunge una stazione di base può essere trasmesso alla rete telefonica principale, solitamente mediante una rete a fibre ottiche.

Ciascuna stazione di base fornisce copertura radio su un’area geografica nota come cella. Le stazioni di base (BS) sono collegate tra loro mediante un centro di commutazione di servizi mobili (MSC), che rintraccia le chiamate e le trasferisce quando il chiamante si sposta da una cella a quella successiva. Una rete ideale può essere concepita come costituita da una rete di celle esagonali, ciascuna con una stazione di base al proprio centro. Le celle si sovrappongono ai fronti di impulso per assicurare che gli utenti dei telefoni mobili rimangano sempre entro la portata della stazione di base. Senza stazioni di base sufficienti nelle corrette ubicazioni, i telefoni mobili non funzioneranno. Se una persona con un telefono mobile inizia a spostarsi fuori dalla cella in un’altra, la rete di controllo passa le comunicazioni alla stazione di base adiacente.

La radiazione a cui si riferisce in particolare la presente innovazione è quella emessa dal telefono cellulare quando trasmette o riceve informazioni e in particolare quando trasmette informazioni e in modo particolare quando trasmette voce, che è generalmente il momento in cui è in stretta prossimità con la testa, e la radiazione di trasmissione si verifica per un significativo lasso di tempo.

Durante il funzionamento pertanto il telefono cellulare sarà attivato per l’utilizzo e genererà immediatamente la radiazione potenzialmente nociva alla frequenza particolare predeterminata. La presenza della radiazione sarà immediatamente rivelata dai mezzi di rilevamento e di rivelazione dell’innovazione, che quindi attiveranno i mezzi di generazione di segnale correttivo (rumore) che converte la radiazione potenzialmente nociva costante in un modello d’onda benigno casuale. I mezzi di rivelazione e rilevamento rilevano inoltre quando la radiazione potenzialmente nociva non viene più generata e disattivano il segnale correttivo fino a quando non sarà necessario in un momento successivo. La scelta della frequenza del segnale correttivo dipenderà dalla natura del dispositivo elettrico e dalla frequenza delle onde potenzialmente nocive che genera. Tuttavia abbiamo riscontrato che per neutralizzare l’effetto potenzialmente nocivo della radiazione generata dall’utilizzo del telefono cellulare è particolarmente utile un segnale correttivo avente una frequenza nell’intervallo da 30 Hz a 90 Hz.

Un aspetto importante di una forma di realizzazione è che il sensore di radiazioni e il rilevatore e il generatore del segnale correttivo possono essere incorporati nel telefono cellulare senza l’esigenza di alterare la struttura del telefono cellulare stesso. Abbiamo riscontrato che ciò può essere conseguita mediante l’utilizzo un circuito stampato miniaturizzato contenente il sensore e il rilevatore e il generatore di segnale correttivo incorporati con la batteria per il telefono. L’innovazione può essere utilizzata con una qualsiasi delle celle di batteria utilizzate per telefoni cellulari quali batterie agli ioni di litio ma l’utilizzo con batterie più dolci quali le batterie al polimero di litio può essere vantaggioso laddove la scheda a circuiti stampati contenente i componenti dell’innovazione e la bobina può essere pressata nel corpo batteria per fornire una batteria con una minima riduzione della capacità della batteria rispetto ad una batteria equivalente standard.

Facendo riferimento alla figura 4, è illustrata una vista schematica di tale dispositivo correttivo, comprendente una bobina 2 per il posizionamento pressato nella superficie di una batteria portatile 3, accoppiato ad un componente unitario 4, che incorpora l’antenna di rivelazione RF e l'elettronica del dispositivo correttivo. L’unità 4 può essere accoppiata alla batteria portatile per l’alimentazione; in alternativa può incorporare la propria sorgente di potenza.

Un forma di realizzazione alternativa del dispositivo correttivo è illustrata nella figura 5, sotto forma di un articolo che assomiglia ad una carta di credito e adatto ad essere posizionato adiacente al telefono cellulare, per esempio posizionando l’articolo in un supporto o una custodia per telefono cellulare. L’articolo comprende un substrato di plastica 5, con una bobina 6 disposta attorno al perimetro del substrato e che incorpora un componente unitario 7 che contiene l'elettronica del dispositivo ed un’antenna per rivelare trasmissioni RF. Una batteria 8 fornisce una sorgente di potenza.

Sebbene l’innovazione sia applicabile a qualsiasi telefono cellulare, è particolarmente vantaggioso l’utilizzo con telefoni cellulari che impiegano il protocollo GSM. Questo avviene poiché i segnali RF, la cui ampiezza oscilla regolarmente con le frequenze di oscillazione nella frequenza estremamente bassa (ELF), si sono dimostrati essere più adatti a indurre una risposta biologica misurabile rispetto ai segnali RF non modulati. I segnali GSM sono trasmessi come raffiche di impulsi con un’ampiezza di impulso 0,577 ms e ad una velocità di ripetizione di impulsi di 4,615 ms, o in modo equivalente, ad una frequenza di 217 Hz. Pertanto questi segnali tendono a causare effetti biologici. I segnali CDMA possono o non possono essere trasmessi utilizzando un modello regolare simile a GSM; pertanto, sebbene gli effetti biologici non possano essere completamente trascurati, tendono ad essere meno pronunciati rispetto a quelli risultanti dall’esposizione a segnali RF GSM.

Questa forma di realizzazione descrive un dispositivo che genera un campo magnetico di rumore ELF quando un telefono cellulare sta trasmettendo segnali RF funzionando al contempo nella modalità conversazione. Si distingue dalla tecnica anteriore per il fatto che rivela la presenza dei segnali RF in modalità conversazione mediante mezzi non di contatto che non richiedono l’interfacciamento direttamente con il telefono. Si distingue anche dalla tecnica anteriore per il fatto che include mezzi per l’attivazione del segnale correttivo che incorpora caratteristiche specifiche che prendono in considerazione alcune caratteristiche di risposta delle cellule biologiche agli stimoli EMF. Nell’applicazione tipica, il dispositivo descritto in questa forma di realizzazione è collocato in stretta prossimità del telefono, per esempio all’interno del pacco batteria che fornisce potenza al telefono. Il dispositivo funziona in modo continuo con un consumo di potenza molto basso che aumenta quando il segnale correttivo deve essere attivato.

La figura 1 mostra una rappresentazione di un diagrammi a blocchi generale dei componenti principali di questa forma di realizzazione preferita. Quattro moduli principali sono identificati in questa figura: modulo di rilevamento del segnale RF 20, modulo di controllo di potenza 22, una sorgente di potenza 24, un modulo di controllo di segnale correttivo 26 e un modulo di generazione di segnale correttivo 28.

Il modulo di rilevamento di segnale RF 20 include un’antenna 30, che è accoppiata direttamente ad un rilevatore RF passivo 32 ed accoppiata direttamente ad un rilevatore RF attivo 34. L’antenna può essere sintonizzata per funzionare a qualsiasi frequenza di telefono cellulare comune incluse, per esempio, 890-960, 1710-1880 MHz (GSM/DCS), e 825-894, 1820-1990 MHz (CDMA/PCS), o può essere un’antenna a banda larga che può funzionare entro l’intervallo di frequenza del cellulare (~800-2000 MHz). Essa può essere implementata come antenna a chip a modello standardizzato commerciale quale la MD1506 o un’antenna PCB realizzata personalizzata. Il rilevatore RF passivo 32 ha la funzione di monitorare in modo continuo le emissioni RF dal telefono e fornire un segnale di controllo per attivare altri componenti che consumano più potenza. È inoltre rappresentata nella figura 2. Nella forma di realizzazione preferita il rilevatore RF passivo non richiede alcuna potenza esterna, affidandosi sulla forza del segnale ricevuto dall’antenna 20 e in aggiunta da un segnale 86 proveniente da una bobina 84, come verrà descritto. Facendo riferimento alla figura 2, l’interfaccia 36 del rilevatore RF passivo può essere implementata utilizzando un rilevatore a singolo o doppio diodo. La configurazione di rilevatore a doppio diodo che fornisce la totale rettificazione dell’onda è preferibile dato che può essere utilizzata per fornire potenza per altri componenti del rivelatore RF passivo. Questo approccio viene spesso impiegato per attivare dispositivi RFID passivi. Per esempio, le coppie di diodi HSMS-2822 o HSMS-286C Schottky collegate in serie possono essere utilizzate per questo scopo. Il rilevatore RF passivo potrebbe preferibilmente essere configurato per rilevare soltanto segnali RF in modalità conversazione. Tuttavia, può anche rilevare segnali RF trasmessi nella modalità di standby. Pertanto, è necessario un confronto delle misurazioni successive per assicurare che sia stato rilevato un segnale nella modalità conversazione. Ciò può essere implementato, per esempio, mediante campionamento dell’uscita dell’interfaccia RF per tre volte in modo tale che ciascun campione sia ritardato dal successivo di un tempo di ritardo t e quindi confrontando i tre campioni. Se i tre campioni rientrano in una soglia impostata l’uno dell’altro, il segnale RF viene trasmesso per essere un segnale tendenzialmente in modalità conversazione. Il campionamento potrebbe essere conseguito integrando il segnale su un intervallo di tempo Ti, preferibilmente tra 50 ms e 100 ms, con campioni successivi ritardati dello stesso tempo Ti. Ciò è implementato come illustrato nella figura 2 mediante un primo e un secondo elemento di ritardo 38, 40 e un primo, un secondo e un terzo circuito a campionamento e tenuta integratore 42, 44 e 46, che sono accoppiati ad un comparatore o a unità di soglia 48. Il circuito 42 è accoppiato direttamente all’interfaccia 36, il circuito 44 è accoppiato all’interfaccia 36 attraverso la prima unità di ritardo 38 e il circuito 46 è accoppiato all’interfaccia 36 attraverso la prima unità di ritardo 38 e la secondo unità di ritardo 40. L’unità 48 del rilevatore di segnale RF passivo genera uno di tre segnali di controllo ON/OFF (tutto il controllo ON/OFF P) per il modulo di controllo di potenza per commutare su on l’unità di potenza 24.

L’unità di potenza 24 fornisce potenza attraverso il modulo di controllo di potenza 22 al rilevatore RF attivo 34. Il rilevatore 34 è accoppiato direttamente all’antenna 30. Il rilevatore RF attivo 34 è alimentato quando viene rilevato un segnale in modalità conversazione. Questo rilevatore è concepito per eseguire misurazioni più accurate e stabili del segnale nella modalità conversazione. Esso può essere implementato utilizzando componenti a modello standardizzato commerciali. Come con il rilevatore RF passivo, il campionamento potrebbe essere conseguito integrando il segnale su un intervallo di tempo Tia, preferibilmente nell’ordine di 50 ms. Due misurazioni successive dovrebbero essere mediate e confrontate rispetto ad un valore di soglia fisso per generare un segnale ON o OFF. L’uscita del rilevatore RF attivo è un treno di valori ON/OFF che vengono aggiornati in successivi intervalli di 100 ms. La funzionalità del rilevatore RF attivo può anche essere implementata utilizzando il rilevatore RF passivo.

Tuttavia questa opzione potrebbe richiedere una regolazione precisa per ridurre al minimo il rilevamento nella modalità conversazione del falso positivo. L’uscita del rilevatore RF attivo 34 viene applicata al modulo di controllo di segnale correttivo 26. Il modulo 26 riceve potenza attraverso un modulo di controllo di potenza 22 dalla sorgente di potenza 24 in risposta al segnale di controllo dal rilevatore RF passivo 32.

Il modulo di controllo di potenza 22 include tre segnali di controllo di potenza, un dal rilevatore RF passivo per tutti i componenti attivi (tutto il controllo ON/OFF P) 50 e due dal modulo di controllo di segnale correttivo 26, uno per il rilevatore RF attivo 34 (controllo ON/OFF attivo) 52 e uno per tutti i componenti attivi (tutto il controllo ON/OFF A) 54. I segnali 52, 54 vengono applicati attraverso una porta logica OR 56 alla sorgente di potenza 24, in modo che se uno dei segnali per tutti i componenti attivi è ON, il modulo di controllo di potenza 22 fornisce un segnale per attivare tutti i componenti che sono alimentati da una sorgente di potenza. Il modulo di controllo di segnale correttivo 26 fornisce un segnale di abilitazione/disabilitazione (controllo ON/OFF attivo) 52 attraverso un circuito di disabilitazione 58 per un consumo di potenza ridotto del rilevatore RF attivo 34 come descritto in seguito. Nella forma di realizzazione preferita la sorgente di potenza è la cella di batteria del telefono cellulare ma può anche essere utilizzata un’altra sorgente di potenza, per esempio, una batteria ausiliaria.

Il modulo di controllo di segnale correttivo 26 incorpora le regole per controllare l’attivazione del segnale correttivo in base all’ingresso derivante dal modulo di rilevamento RF 20. Questo modulo può essere implementato in hardware ma viene implementato più facilmente in software utilizzando, per esempio, un microcontrollore. La figura 3 mostra un diagramma a blocchi di un diagramma di flusso del funzionamento per il modulo di controllo di segnale correttivo. Il blocco di acquisizione e confronto 60 se sincronizza con l’uscita del modulo di rilevamento RF elegge valori dei campioni successivi distanziati ad intervalli di 100 ms. La lettura viene eseguita in un intervallo di tempo superiore a 1 s, ma preferibilmente nell’ordine di 1 s. Se tutti i valori sono ON come nel punto 62, viene applicato un segnale al modulo di generazione del segnale correttivo 28 per cui il segnale correttivo viene passato su ON, come nei punti 64, 66, per un intervallo di tempo Tp, preferibilmente dell’ordine di 3 s. Un tempo inferiore (>100 ms) potrebbe richiedere un rilevamento più frequente del segnale RF. Un tempo maggiore può aumentare il consumo di potenza fino ad un livello inaccettabile. Per i primi 2 s (oppure Tp-1 s per Tp>1 s) secondo cui il segnale correttivo è ON, il segnale di controllo di potenza per il rilevatore RF attivo è impostato su OFF per ridurre il consumo di potenza (controllo ON/OFF attivo su OFF). Al termine di questo intervallo di 2 secondi come nei punti 68, 70, 72, il blocco di acquisizione e confronto viene riazzerato e il ciclo di verifica per determinare lo stato del segnale correttivo viene ripetuto. Se uno qualsiasi dei valori misurati nel blocco di confronto e controllo è OFF, il segnale di controllo di potenza per tutti i componenti attivi è impostato su OFF (tutto il controllo ON/OFF su Off) come nei punti 74, 76 e il dispositivo riprende a monitorare il segnale RF dal telefono in modalità passiva.

Il modulo di generazione di segnale correttivo 28 può essere implementato come rumore elettromagnetico utilizzando un circuito analogico o un circuito analogico/digitale misto come descritto in precedenza nel brevetto statunitense 5544665 e nei brevetti correlati. Al fine di questa applicazione, la forma di realizzazione preferita potrebbe impiegare un approccio analogico/digitale combinato utilizzando un microcontrollore per la sezione digitale. Ciò è vantaggioso poiché una forma di realizzazione preferita del modulo di controllo di segnale correttivo utilizza anche un microcontrollore che potrebbe essere impiegato per eseguire entrambe le funzioni. In una forma di realizzazione preferita il generatore di rumore digitale 80 può essere implementato come uno pseudo generatore di rumore random costituito da una sequenza di registro a scorrimento interconnesso in modo appropriato a cui viene applicato un segnale di clock di ingresso. Il bit di uscita e la frequenza di clock vengono quindi selezionati per conseguire la velocità di ripetizione della sequenza desiderata. Per esempio, con una velocità di clock di 4 KHz e una sequenza di registro a scorrimento di stadio 18, si può ottenere un periodo di ripetizione di circa 1 minuto. Utilizzando un convertitore da digitale ad analogico (DAC) ed un filtro passa-banda 82 selezionato in modo appropriato si può ottenere un segnale di rumore adatto. Per esempio un DAC da 3 bit ed un filtro passa-banda da 30-90 Hz generano un segnale correttivo di rumore che soddisfa le specifiche del brevetto statunitense 5544665. Un amplificatore di segnale audio di progettazione standard e di una bobina 84 di dimensione adatte possono essere utilizzati per completare il generatore di segnale correttivo. In una forma di realizzazione preferita, la bobina potrebbe essere una bobina multispira con più di 100 spire ed avente una resistenza minore di 30 Ohm. Per esempio, si può utilizzare un filtro di rame AWG 36 o AWG37 per soddisfare i requisiti della resistenza della bobina e del numero di spire.

In questa forma di realizzazione, la bobina 84 è configurata per rivelare le trasmissioni RF dal portatile e per fornire un segnale sulla linea 86 al rilevatore RF passivo 32, al fine di amplificare la forza del segnale rivelato immesso nel rilevatore 32. Tale disposizione richiede che il segnale di trasmissioni rivelato e il segnale di rumore correttivo possano essere isolati in modo efficace. Per evitare tali requisiti di isolamento, nella figura 6 è illustrata una modifica della forma di realizzazione della figura 1.

Nella figura 6, le parti simili a quelle della figura 1 sono riportate con gli stessi numeri di riferimento. Una bobina aggiuntiva 90, denominata antenna wake-up, comprende una bobina fisica di filo metallico o una bobina tracciata sul PCB dell'elettronica della forma di realizzazione. L’effetto della bobina 90 è quello di amplificare la forza del segnale rivelato immesso nel rilevatore 32.

Claims (23)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per la riduzione o l’eliminazione dell’effetto potenzialmente nocivo sulla vita degli esseri umani e degli animali causato dall’esposizione a campi elettromagnetici prodotti da un dispositivo di comunicazione personale che funziona trasmettendo segnali RF, comprendente mezzi per ridurre o eliminare l’effetto potenzialmente nocivo delle trasmissioni RF, che sono associati a detto dispositivo di comunicazione personale e comprendente inoltre mezzi per rivelare le trasmissioni RF potenzialmente nocive e che attivano i mezzi per ridurre o eliminare l’effetto potenzialmente nocivo dei segnali RF sulla vita degli essere umani o degli animali.
2. 2. Dispositivo correttivo per l’associazione con un dispositivo di comunicazione personale che emette trasmissioni RF potenzialmente nocive per la vita degli esseri umani o degli animali, il dispositivo correttivo comprendendo mezzi di rivelazione per rivelare la presenza di detta trasmissione RF, mezzi di rilevamento per confermare la presenza di radiazione e mezzi di generazione di segnale correttivo, detti mezzi di rilevamento essendo accoppiati per l’attivazione di detti mezzi di generazione di un segnale correttivo e i mezzi di generazione del segnale correttivo essendo disposti per stabilire un campo elettromagnetico correttivo in prossimità del portatile.
3. 3. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 2, in cui detto dispositivo correttivo è collocato all’interno di un portatile di telecomunicazione.
4. 4. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto dispositivo correttivo comprende un componente unitario collocato adiacente ad una batteria del portatile, detto componente unitario comprendendo detti mezzi di rivelazione, detti mezzi di rilevamento e detti mezzi di generazione di campo correttivo.
5. 5. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 4, comprendente una bobina per stabilire detto campo elettromagnetico correttivo, collocata adiacente a detta batteria ed essendo collegata a detti mezzi di generazione di campo correttivo.
6. 6. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 2, in cui detto dispositivo correttivo è adatto per essere collocato adiacente ad un portatile di telecomunicazioni cellulare.
7. 7. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 6, in cui detto dispositivo è sotto forma di una scheda bidimensionale.
8. 8. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 3 alla 7, in cui detti mezzi di rivelazione comprendono un’antenna sensibile alle trasmissioni RF emesse da detto portatile.
9. 9. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 3 alla 8, in cui detti mezzi di rivelazione comprendono o includono una bobina che è configurata per rivelare le trasmissioni RF emesse da detto portatile.
10. 10. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 2 alla 9, in cui detti mezzi di rilevamento sono disposti per rilevare la radiazione emessa come serie di impulsi, che si verificano in una frequenza che può avere un effetto potenzialmente nocivo sulla vita degli esseri umani o degli animali.
11. 11. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 10, in cui detti mezzi di rilevamento comprendono uno stadio di rilevamento comprendente primi mezzi di integrazione per integrare un segnale di trasmissione rilevato in un predeterminato intervallo di tempo, mezzi di ritardo temporale per fornire il segnale di trasmissione rilevato a secondi mezzi di integrazione per integrare il segnale di trasmissione rilevato in detto intervallo di tempo predeterminato e mezzi per confrontare i valori integrati da detti primi e detti secondi mezzi di integrazione in mezzi di soglia o di confronto per determinare se le trasmissioni hanno una significativa durata temporale o meno.
12. 12. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 11, in cui detto stadio di rilevamento comprende uno stadio di rilevamento passivo, avente una interfaccia che rettifica il segnale di trasmissione RF entrante per ricavare potenza per il funzionamento e che è predisposto in modo continuo per monitorare dette trasmissione RF.
13. 13. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui detto stadio di rilevamento passivo, in risposta ad una determinazione positiva secondo cui dette trasmissioni hanno una significativa durata temporale, è disposto per attivare un segnale di potenza di attivazione per la commutazione della potenza su on in uno stadio di rilevamento attivo dei mezzi di rilevamento, in cui lo stadio di rilevamento attivo è accoppiato per ricevere detto segnale di trasmissione rilevato e include primi mezzi di integrazione per integrare un segnale di trasmissione rilevato in un predeterminato intervallo temporale, mezzi di ritardo temporale per fornire il segnale di trasmissione rilevato a secondi mezzi di integrazione per integrare il segnale di trasmissione rilevato in detto intervallo temporale predeterminato e mezzi per confrontare valori integrati da detti primi e detti secondi mezzi di integrazione in mezzi di soglia o confronto per determinare se dette trasmissioni hanno una significativa durata temporale o meno e per attivare, in risposta ad una determinazione positiva, detti mezzi di generazione di segnale correttivo.
14. 14. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 11, 12 o 13, in cui detto stadio di rilevamento ha secondi mezzi di ritardo temporale accoppiati ai primi mezzi di ritardo temporale per fornire il segnale di trasmissione rilevato a terzi mezzi di integrazione per integrare il segnale di trasmissione rilevato in detto intervallo di tempo predeterminato e mezzi per confrontare i valori integrati da detti primi, secondi e terzi mezzi di integrazione in detti mezzi di soglia o confronto.
15. 15. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 11 alla 14, in cui detta significativa durata di tempo è di circa 100 millisecondi.
16. 16. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 2 alla 15, in cui detti mezzi di generazione di segnale correttivo includono mezzi di controllo di segnale correttivo in risposta a detti mezzi di rilevamento, un generatore di segnale correttivo e mezzi per stabilire un campo correttivo in prossimità dell’apparecchio, in cui i mezzi di controllo di segnale correttivo includono mezzi di monitoraggio per monitorare un’uscita proveniente dai mezzi di rilevamento per un primo periodo di tempo predeterminato sufficientemente lungo da indicare che la radiazione proveniente dal portatile può essere potenzialmente nociva, e in seguito a ciò i mezzi di controllo correttivo sono disposti per fornire potenza al generatore di segnale correttivo per stabilire un campo correttivo per un secondo periodo di tempo predeterminato.
17. 17. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 16, in cui i mezzi di controllo di segnale correttivo, una volta attivati, sono disposti per disabilitare, almeno in parte, i mezzi di rilevamento per ridurre lo scarico di potenza.
18. 18. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 16 o 17, in cui al termine del primo periodo di tempo predeterminato, i mezzi di controllo di segnale correttivo sono disposti per riazzerare detti mezzi di monitoraggio e attendono altre uscite provenienti dai mezzi di rilevamento.
19. 19. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti mezzi di generazione di segnale correttivo includono un generatore di rumore digitale, che è accoppiato attraverso mezzi di conversione da digitale ad analogico e mezzi di filtro, per fornire una forma analogica del segnale correttivo.
20. 20. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 16 alla 19, in cui detti mezzi di controllo di segnale correttivo e/o detto generatore di segnale correttivo comprendono un microcontrollore codificato con algoritmi per eseguire funzioni di detti mezzi di controllo di segnale correttivo e/o di detto generatore di segnale correttivo.
21. 21. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 16 alla 20, comprendente mezzi di controllo di potenza per controllare una sorgente di potenza e in cui detti mezzi di rilevamento sono disposti per fornire un segnale di abilitazione ai mezzi di controllo di potenza per l’alimentazione di potenza a detti mezzi di generazione di segnale correttivo.
22. 22. Dispositivo correttivo secondo la rivendicazione 21, in cui i mezzi di controllo di segnale correttivo sono disposti per fornire un segnale di abilitazione ai mezzi di controllo di potenza per alimentare potenza a detto generatore di segnale correttivo.
23. 23. Dispositivo correttivo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente mezzi per stabilire un campo correttivo in prossimità dell’apparecchio comprendente una bobina per stabilire un campo elettromagnetico correttivo.