HUMAN PSYCHOPHYSIOLOGIC REACTIONS UNDER THE INFLUENCE OF WEAK ММ-WAVE EMR IN PATHOLOGIC CONDITIONS

July 21, 2012 by admin Комментировать »

Grubnyk B. P., Kaduk B. A., Onopriyenko V. V., Vodolazskaya Ye. B., Yanenko A. F.

‘Vidguk’ Quantum Medicine Research Centre Kiev, Ukraine, 01033 phone +380 (44) 2200997

Abstract In assessing the influence of weak mm-wave electromagnetic radiation (EMR) upon a human psychophysiologic state certain subjective sensations along with microconcentrations of hydrogen, methane, CO and NO in the expired air have been registered; the percentage of active electronegative nuclei in buccal epithelium cells and the intensity of mmrange human self-EMR were determined.

In particular, those subjective sensations were studied that occur in the process of applying monochromatic 48-78GHz EMR on biologically active points (BAP) of human skin. Sensory reactions were observed in 70-80% of the cases; their nature and content depending on the stage and phase of the disease, the initial psychoemotional state of a patient, frequency of the applied EMR, and BAP. Under the EMR of the same range, but in the white noise mode, sensory reactions were observed for 42% of the patients. Several levels of reaction build-up were determined, beginning with the local and system reactions and ending with the generalized ones having peculiar psychoemotional coloring. Frequency variations within fractions of a single percent change the character of sensory responses or result in their disappearance. The EMR frequencies that cause sensory reactions are used for therapeutic purposes, which essentially enhances clinical efficiency compared to the fixed-frequency and white noise modes.

ИЗМЕРЕНИЕ МАЛЫХ ЗНАЧЕНИЙ СВЧ-МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЙ БИООБЪЕКТОВ

Скрипник Ю. А., *Яненко А. Ф., *Торбань Е. Н., ***Куценко В. П. Киевский национальный университет технологий и дизайна Киев 01010, Украина тел: (044) 256-21-30

*               Научно-исследовательский центр квантовой медицины «Видгук» М3 Украины Киев 01033, Украина тел: (044) 220-87-81, факс: (044) 227-44-82, ** Институт геронтологии АМН Украины Киев 01001, Украина тел.: (044) 253-72-54 *** Госпиталь «Ситько-МРТ» ЗАО «Ассоциация «ТЕМП» Донецк 83114, Украина тел: (062) 337-75-16


Аннотация Рассмотрен способ измерения мощности электромагнитного излучения КВЧ-диапазона, обеспечивающий повышение точности и чувствительности оценки микроволновых сигналов от биообъектов и человека.

I.  Введение

Частоты собственных колебаний мембран клеток живых систем находятся в диапазоне 101 …1011 Гц. Наличие зарядов на мембранах при их колебаниях превращает их в источники электромагнитных волн мм-диапазона (30…300 ГГц), а тождественность генома всех клеток данного организма — в активные центры, которые обеспечивают возникновение и функционирование собственного когерентного поля организма в мм-диапазоне электромагнитных волн (“электромагнитного каркаса”). Через это поле и реализуется наследственная информация целостного организма [1].

Мощность излучения от биологических объектов чрезвычайно мала (10"13… 10"16 Вт/см2), что значи

тельно меньше мощности собственных шумов электронной измерительной аппаратуры.

Для измерения малых мощностей электромагнитного излучения сверхвысоких частот, используют модуляционный радиометр [2].

Однако модуляционным радиометрам сверхвысоких частот свойственны большие погрешности изза модуляции собственных шумов в процессе прерывания сигнала антенны и неидентичности коэффициентов передач двух ключей, которые создают переключатель-модулятор радиометра. Погрешность возникает также из-за неудовлетворенной развязки открытого и закрытого ключей в диапазоне сверхвысоких частот [3].

В работе [4] описан метод измерения мощности электромагнитного излучения сверхвысоких частот на частотах выше 40…50 ГГц. Из-за трудности осуществления эталонной резистивной нагрузки эквивалентной антенне по сопротивлению и шумам из-за неидентичности коэффициентов передачи и отражения двух ключей, которые создают переключатель, и паразитных связей между каналами переключателя, выполняющего роль модулятора, возникает большая погрешность измерения мощности принятого излучения. Нестабильность уровня собственных шумов антенны и непостоянства параметров радиометра также обуславливают дополнительные погрешности измерения мощности.

II.  Основная часть

Авторами разработан новый метод измерения мощности электромагнитного излучения сверхвысоких частот, позволяющий исключить влияние шумов антенны и самого радиометра на значение принимаемого сигнала и тем самым обеспечить повышение чувствительности и точности измерения мощности, которая сравнима с мощностью шумов измерителя [5].

Уровень шумов на входе балансного смесителя U2 (рис. 1) зависит от величины сопротивления, на которое нагружен его вход. При замкнутом ключе модулятора U1 вход балансного смесителя U2 нагружен на низкоомное выходное сопротивление аттенюатора А1. В разомкнутом положении ключамодулятора входное сопротивление смесителя возрастает и определяется его собственным входным сопротивлением.

Выход смесителя U2 подключается к стандартному радиометрическому каналу, состоящему из усилителя промежуточной частоты, квадратичного детектора, усилителя частоты коммутации, синхронного детектора и фильтра нижних частот [4].

Рис. 1. Схема реализации метода измерения Fig. 1. Measurement technique implementation

В модуляционном гетеродинном радиометре ключ U1 управляется напряжением генератора G1 низкой частоты, что вызывает периодическое открывание и закрывание ключа. В соответствии с этим на выходе квадратичного детектора радиометрического канала формируется последовательность видеоимпульсов. С учетом дисперсий сигналов и шумов на выходе ключа-модулятора U1 за период коммутации усредненные амплитуды видеоимпульсов принимают вил

где S0 чувствительность модуляционного радиометра; 1/32, 1/42 дисперсии входных шумов смесителя U2 при соответственно открытом и закрытом модуляторе U1; , SX1 дисперсия шумов и чувствительность антенны; Рх мощность входного сигнала; 1/|2 мощность сигнала гетеродина; а –

коэффициент передачи аттенюатора А1.

На первом этапе изменяют коэффициент передачи аттенюатора А1 до получения нулевого показателя индикатора РА, который соответствует выполнению условия

где ал коэффициент передачи аттенюатора, при нулевом значении РА.

Фиксируют значение коэффициента передачи ал

аттенюатора А1. После этого антенна Х1 направляется на источник образцового излучения G3, в качестве которого используется излучение АЧТ в заданном температурном диапазоне. Показания модуляционного радиометра в этом случае принимают значение

где Р0 мощность излучения АЧТ при известной

температуре Т0.

Изменяют коэффициент передачи аттенюатора А1 до достижения нулевого показания индикатора РА. При этом выполняется условие

где а2 второе значение коэффициента передач!

аттенюатора, которое отвечает нулевому показанию индикатора.

Фиксируют значение коэффициента передачи а2

аттенюатора А1. Потом экранируют антенну Х1 от внешних излучений, после чего показание модуляционного радиометра становится равным

Изменяют коэффициент передачи аттенюатора А1 до третьего значения а3, при котором снова восстанавливается нулевое показание индикатора РА. Это отвечает условию

Фиксируют значение коэффициента передачи а3

аттенюатора А1.

Приравнивая левые части уравнений (4) и (6), получаем

Подставляя в уравнение (9) значение дисперсии шумов антенны (8), окончательно получим значение измеряемой мощности излучения

Из уравнения (7) определяют дисперсию шумов антенны

Приравнявши левые части уравнений (2) и (4), получим

Из полученного выражения (10) видно, что на результат измерения мощности излучения не влияют шумы антенны (WX1), шумы радиометра (L/32, У42),

нестабильность параметров радиометра (коэффициентов передачи и преобразования), непостоянство чувствительности антенны (SX1), а также вариации

мощности гетеродина при его перестройке (L/|2).

Погрешность измерения зависит только от погрешности градуировки аттенюатора, которая для измерительных аттенюаторов СВЧ-диапазона (ДЗ-37, ДЗ38) не превышает +0,1 дБ в диапазоне до 10 дБ и +0,018 А в диапазоне до 50 дБ (где А показания шкалы аттенюатора).

Перестраивая частоту гетеродина можно определить спектральную плотность мощности исследуемого объекта в широком диапазоне сверхвысоких частот.

III.  Заключение

Исследовалось электромагнитное излучение человека в диапазоне сверхвысоких частот 53-78 ГГц с помощью модуляционного гетеродинного радиометра, который имел флуктуационный порог чувствительности по мощности не меньше 10′14Вт или 10′21 Вт/Гц при полосе пропускания 107 Гц. В качестве ключамодулятора использован стандартный волноводный модулятор типа М347, выполненный на варакторных диодах. В диодном балансном смесителе потери на преобразование СВЧ-сигналов составляли от 6 до 8 дБ на крайних частотах рабочего диапазона, развязка сигнального и гетеродинного входов -20 дБ, КСВ <2,0, подавления шумов гетеродина -25 дБ, мощность гетеродина 10-15 мВт.

Усилитель промежуточной частоты выполнен на полевых транзисторах с барьером Шотки (ПТШ) с коэффициентом усиления до 80 дБ с коэффициентом шума не более 2 дБ.

Исследование и расчеты мощности показали, что тело человека излучает электромагнитные волны мм-диапазона разной интенсивности от разных участков тела. Так, наибольшая мощность излучения присуща ладоням, участкам груди и живота человека. Уровень излучения существенно зависит от состояния человека. Так стрессовые состояния существенно снижают уровень излучения (на 2-3 дБ), а воспалительные процессы повышают уровень излучения (на 4-5 дБ). Спектральная плотность излучения составляет (1-5) -10′21 Вт/Гц-см2. Лечебное голодание на протяжении 24 или 36 часов приводит к снижению уровня излучения в 1,5-2 раза. Прием пищи (после часового интервала после голодания) повышает уровень излучения до среднего уровня, характерного для этого человека. Отмечено ослабление уровня излучения у пациентов с хроническими заболеваниями. Например, при нарушениях в желудочно-кишечном тракте это ослабление составляет 3 дБ. Таким образом, уровень излучения человека [■1д(Рх/Ро)] может быть использован в медицине в качестве диагностического параметра.

IV. Литература

1.  Ситько С. П. Фундаментальные проблемы биологии с позиции квантовой физики живого. Физика живого, 2001, т. 9, №2, с. 5-17.

2.  Скрипник Ю. А., Перегудов С. Н., Яненко А. Ф. Радиометрическая система для исследования излучений биологических объектов. Физика живого, 1988, т. 6, № 1. с. 19-22.

3. Скрипник Ю. О., Яненко О. П. ОцЫка похибки модуляцмного перетворювача в режим1 перемикача. Вюник нацюнального уыверситету “Льв1вська пол1техн1ка” (Автоматика, вим1рювання та керування), 2002, № 445, с. 42-45.

4. Головко Д. Б., Скрипник Ю. О., Яненко О. П. У кн.: Модуляцмы НВЧ-вим1рювач1 електричних та неелектричних величин. К.: “МП Леся”, 2001, с. 65-67.

5. Скрипник Ю. О., Яненко О. П., Горбань С. М., Куценко В. П. Cnoci6 вим1рювання потужност1 електромагнтного випромЫювання надзвичайно високих частот. Заявка на винахщ № 2003021189 вщ 10.02.2003 р.

MEASUREMENTS OF LOW SHF RADIATION POWER OF BIOLOGICAL OBJECTS

Skrypnyk Yu. A., *Yanenko A. F.,

**Gorban Ye. N., ***Kutsenko V. P.

Kyiv National University of Technologies and Design Kyiv, Ukraine, 01010 phone +380 (44) 2562130

*  ‘Vidguk’ Quantum Medicine Research Centre, Ministry of Public Health of Ukraine Kyiv, Ukraine, 01033 phone +380 (44) 2208781, fax +380 (44) 2274482 ** Gerontology Institute,

Academy of Medical Sciences of Ukraine Kyiv, Ukraine, 01001 phone +380 (44) 2537254 *** ‘Sitko-MRT’ Hospital,

‘TEMP Association’ Close Company Donetsk, Ukraine, 83114 phone +380 (62) 3377516

Abstract A method of measuring the power of EHF-range electromagnetic radiation is considered. The method provides for more accurate and sensitive estimates of microwave signals generated by biological objects and human beings.

I.  Introduction

The frequencies of eigen-oscillations for cell membranes in living organisms lie within the 1010… 1011 Hz range. During oscillations the membrane charges turn into sources of mmrange (30…300GHz) EM waves, while the identity of genome for all cells of any given organism turns them into active centers that bring about a coherent eigen-field of the organism within the mm-range of EM field (‘EM framework’). Hereditary information of the entire organism is transferred via this field [1].

Radiation power of biological objects is extremely low:

10 …10 W/cm , which is considerably smaller than the power of eigen-noises of electronic measuring equipment.

II.  Main part

A new technique of measuring the power of extremely high frequency (EHF) EM radiation has been developed. This method eliminates the influence of antenna and radiometer noises on the received signal and thus ensures improved sensitivity and accuracy of power measurements comparable to the noise floor of a measuring unit.

The noise floor at the balanced mixer input U2 (Fig. 1) depends on the value of resistance on which its input is loaded. With the key of the modulator U1 closed, the input of the balanced mixer U2 is loaded on the low-ohm output resistance of the attenuator A1. In the open position of the modulator-key the input resistance of the mixer increases and is defined by its input eigen-resistance.

The output of the mixer U2 is coupled to a standard radiometric channel comprising an IF amplifier, square-law detector, switching frequency amplifier, synchronous detector and low pass filter [4].

After successive transformations in the radiometric channel we receive at its output the value of a biological object’s radiation power.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты