Ｗａｖｅｓａｆｅの電磁波測定について

Ｗａｖｅｓａｆｅ（以下ＷＳと略します）の電磁波の測定方法について、米国から問い合わせが有りました。携帯電話と受信機の間にＷＳを置いても、測定器のメーターに変化が見られない、とのことです。
ＷＳは頭に密着させて使うという使用状況に合わせて開発したため、効果の測定方法も一般的な電磁波の測定方法とは異なります。何回か測定方法のやり取りをしましたが、なかなか理解して頂けないため、図を使って以下の文をお送りしたところ、Ｔｈａｎｋ　ｙｏｕの返事がきました。内容に正確さを期すため、英訳せずに和文のままでお送りしましたが、先方は翻訳したようです。
今回のブログは、この時お送りした文書をそのまま転載します。先方は電磁波のプロである、と自己紹介をしているので、専門用語をそのまま使いました。

（脳への電磁波のエネルギー注入について）
Ｗａｖｅｓａｆｅ（以下ＷＳと略す）は、携帯電話の放射する電磁波による脳の被曝を減少させることを目的として開発した。携帯電話が出す電磁波の周波数を、通話用の周波数を１ＧＨｚと仮定すると、波長λは３０ｃｍとなる。電磁波は、波長に近い導体に共振してそのエネルギーを放射するが、人間の頭部は、内部に鼻腔や口腔などの空間が有るが、導体部分の周囲長が波長と等しい断面を選んで共振してエネルギーを主として脳に放射する。
電磁波は物体にエネルギーを与えるためには共振が必要であり、それ以外では、回析あるいは反射で導体である頭部には侵入しない。侵入した場合の影響は、多くの医学的な報告が有り、”Cellphones and Brain Tumors15 Reasons for Concern”http://www.powerwatch.org.uk/science/reasons_us.pdfは、携帯電話による頭部の電磁波被曝を前提としており、電磁波の頭部への侵入を証明している。従って、頭部は携帯電話帯の周波数の電磁波に共振する構造であることも証明できる。

（導波器とは）
ＷＳは導波器であり、通話時に頭部へ向かう電磁波を手に向かわせる導波器である。導波器は、発信源の電磁波に共振してエネルギーのロスなく、電磁波の放射方向を頭部から引き離すことが役目である。この時、電磁波の向かう先に何らかの共振できる導体が必要である。ＷＳは携帯電話を保持する手と腕が１ＧＨｚ近辺の電磁波に共振しやすい構造であることを利用して、電磁波を手を経由して腕に向かわせている。
（ＷＳの使用される近傍界の空間条件）
頭部と携帯電話と手は、数ｍｍの間隔で保持される。ＷＳはこの間に挿入されて、電磁波の方向を頭から手に向かわせる。電話機の送信アンテナは、ＷＳを経て、手を受信アンテナとして一旦手と腕に吸収され、腕から再び空間に放射され、基地局へと向かう。従って送信アンテナと受信アンテナの距離は４～６ｍｍ程度で、この間にＷＳは挟まれた構造となる。
この様な送受信アンテナと導波器の間隔が短い場合に電磁波の伝搬は、近傍界条件で解く必要がある。図は横軸を発信源からの距離ｒと波長λの比による、空間インピーダンスの変化を計算したものである。縦軸は空間インピーダンスである。共振するにはアンテナは空間インピーダンスと同値となることが必要であり、波長の１０分の１以下の距離では空間インピーダンスは大きく変化するため、Ｑの小さなアンテナではマッチングを取ることが難しい。ＷＳの使用条件ではｒ/λは０．０１７程度であり、遠方界条件の３７６．７Ωとは大幅に異なる。計測器も広帯域特性のアンテナを使用することが必要である。

（ＷＳの効果の測定方法）
ＷＳの効果の測定には、周波数によりアンテナインピーダンスが変化するため、実際の電話機とそれを保持する手と間に挿入するＷＳの有り無しで比較する。電話機にＷＳを付けて遠方界条件で測定しても、近傍界で設計したＷＳは効果を示さない。開発時はＡｇｉｌｅｎｔ　Ｎ９３２０Ｂと広帯域アンテナを使用したが、機能を説明するビデオでは市販の広帯域のＲＦ計測器を使用した。ただし、この様な計測器は帯域が広いが、他のキャリアからの電磁波やＴＶ放送、Ｗｉｆｉ等を受信して、効果を評価できない。
そこで電波暗室を使用し、ドアに隙間を作り、携帯電話と基地局の関係を１：１として、他の周波数の電磁波を遮蔽した。電波暗室内では測定器は頭部に相当するもので、携帯電話に密着させる必要が有る。同じくＷＳにより電磁波が導波される手は、使用される様に掌を電話機に密着させる必要がある。

（効果が測定できない場合）
計測器の値が変わらないのは、実際の電話機の使用状態を再現していない可能性が有る。頭部に対応する計測器が電話機に密着していない、手が電話機とＷＳを握っていない、等がある。繰り返し同じ場所からコールすると、同じ基地局間であるため、携帯電話は一瞬だけ送信して、連続で送信しないことになる。

以上