手機(jī)通話與藍(lán)牙耳機(jī)通話的SAR值研究

李 彬，江 碩，張文韜

（國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心，北京 100041）

手機(jī)通話與藍(lán)牙耳機(jī)通話的SAR值研究

李 彬，江 碩，張文韜

（國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心，北京 100041）

本文通過(guò)SAR值測(cè)試，驗(yàn)證使用藍(lán)牙耳機(jī)代替直接使用手機(jī)通話是否能有效起到減少電磁輻射對(duì)人體的傷害。

比吸收率；電磁暴露；手機(jī)；藍(lán)牙耳機(jī)

1 引言

隨著信息技術(shù)和制造業(yè)的發(fā)展，大眾在享受無(wú)線通信設(shè)備帶來(lái)的各種便利之時(shí)，也日益關(guān)注無(wú)線通信終端的電磁輻射對(duì)人體健康的影響。各國(guó)政府對(duì)無(wú)線通信終端的這項(xiàng)指標(biāo)一直十分重視，歐洲、美國(guó)、澳大利亞、新西蘭、日本、韓國(guó)等，都已經(jīng)制定了本地區(qū)或本國(guó)的射頻和微波輻射管理的相關(guān)指令、技術(shù)法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，含中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家已經(jīng)要求移動(dòng)用戶終端廠商，在產(chǎn)品包裝或說(shuō)明書中標(biāo)示SAR值相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和用戶使用指南。

2 SAR概述

2.1 SAR的定義

在電磁場(chǎng)的作用下，人體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)。由于人體各種器官均為有耗介質(zhì)，因此體內(nèi)電磁場(chǎng)將會(huì)產(chǎn)生電流，吸收和耗散電磁能量，生物劑量學(xué)中常用SAR來(lái)表征這一物理過(guò)程。SAR的意義為單位質(zhì)量的人體組織所吸收或消耗的電磁功率，單位為W/kg。

2.2 SAR相關(guān)法規(guī)要求

ICNIRP（國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)）導(dǎo)則是時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)（300GHz以下）的安全限值導(dǎo)則，適用于一般公眾和職業(yè)人員的電磁暴露?；鞠拗担↖CNIRP限值）是直接根據(jù)已確定的健康效應(yīng)而制定的暴露在時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)下的限值；參考限值是從相關(guān)的節(jié)本限值用測(cè)量和/或計(jì)算技術(shù)導(dǎo)出的。其中，個(gè)別參考限值是基于人體暴露在電磁場(chǎng)中的感覺(jué)和不利的間接影響而提出的。手機(jī)和類似設(shè)備的應(yīng)用限值是從文件中直接采用的：美國(guó)采用的是ANSI/IEEE C95.1，歐洲以及世界上其他國(guó)家大多數(shù)采用的是ICNIRP的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)也制定而立相應(yīng)的國(guó)標(biāo)《移動(dòng)電話電磁輻射局部暴露限值》，規(guī)定了限值為2.0W/kg。

表1 ICNIRP基本限值

表2 CE/FCC/IC認(rèn)證中SAR限值

2.3 SAR測(cè)試流程

一次完整的SAR測(cè)試包括：準(zhǔn)備好樣品和組織液；測(cè)量組織液參數(shù)；系統(tǒng)檢查；按測(cè)試位置要求擺放好樣品；綜測(cè)儀與樣品建立連接，設(shè)置樣品最大功率發(fā)射；軟件控制，進(jìn)行測(cè)試；完成測(cè)試，記錄結(jié)果；整理測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)；出具測(cè)試報(bào)告。對(duì)于頭部測(cè)試要求手機(jī)緊貼和傾斜15°，身體按測(cè)試要求不同需要手機(jī)距離人體5mm或15mm。對(duì)于SAR值的測(cè)量詳見(jiàn)以下四步：

（1）參考功率測(cè)量。測(cè)試參考點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，頭部測(cè)試點(diǎn)默認(rèn)為模型耳朵中心參考點(diǎn)，身體部分是模型中心參考點(diǎn)。

（2）區(qū)域粗掃。二維測(cè)試，測(cè)試范圍至少能夠覆蓋被測(cè)物或被測(cè)物主要輻射區(qū)域，空間網(wǎng)格步長(zhǎng)應(yīng)該小于20mm。找到測(cè)試范圍內(nèi)最大SAR值，幫助Zoom Scan掃描。從SAR掃描分布中確定SAR最大值位置。此外，對(duì)于不在局部掃描范圍內(nèi)的其他熱點(diǎn)，如果該熱點(diǎn)SAR值與最大SAR值相差在2dB以內(nèi)，則也要確定該熱點(diǎn)的位置。只有當(dāng)主要熱點(diǎn)的SAR值在SAR限值的2dB以內(nèi)時(shí)（例如，1.6W/kg[1g限值]的2dB是1W/kg，2W/kg[10g限值]的2dB是1.26W/kg），另外的熱點(diǎn)才需要進(jìn)行局部掃描。

（3）局部細(xì)掃。在Area Scan步驟中確定的最大值位置上測(cè)試3維SAR分布（局部掃描程序）。最小的局部掃描尺寸為30mm×30mm×30mm（局部細(xì)掃—Zoom Scan階段）內(nèi)以8mm或更小的網(wǎng)格步長(zhǎng)測(cè)量SAR值，垂直方向上的網(wǎng)格步長(zhǎng)應(yīng)該是5mm或更小。獨(dú)立的網(wǎng)格應(yīng)把中心定在（2）步中所找到的每個(gè)局部SAR最大點(diǎn)，（2）步可使用標(biāo)準(zhǔn)中定義的內(nèi)插和外推法來(lái)推算由質(zhì)量平均所需的空間分辨率下的局部SAR值。測(cè)試完成后，可以同時(shí)得到1g和10g的SAR值。

（4）功率漂移。在與（1）步完全一樣的位置再次參考點(diǎn)電場(chǎng)，漂移不要超過(guò)±5%。

3 使用手機(jī)通話與藍(lán)牙耳機(jī)通話的SAR值測(cè)試實(shí)驗(yàn)

藍(lán)牙耳機(jī)在使用方便的同時(shí)，也是同樣存在電磁輻射，其功率要遠(yuǎn)小于手機(jī)通話時(shí)的功率，但二者實(shí)際作用在人體的SAR值到底有多大區(qū)別，下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)比較一下。

3.1 測(cè)試目的

使用藍(lán)牙耳機(jī)代替直接使用手機(jī)通話是否能起到有效減少電磁輻射對(duì)人體的傷害。

3.2 測(cè)試概述

（1）手機(jī)的SAR值測(cè)試。這里也進(jìn)行一個(gè)小的比較-選取通話狀態(tài)下緊貼耳部和距離耳部10mm，模擬人體在接聽良好的狀態(tài)下適當(dāng)將手機(jī)遠(yuǎn)離耳部能否減少電磁輻射。

（2）藍(lán)牙耳機(jī)接打電話模式下的SAR值測(cè)試。測(cè)試時(shí)也模擬藍(lán)牙耳機(jī)經(jīng)常使用的兩種狀況，一種是人將手機(jī)放在褲兜里使用藍(lán)牙耳機(jī)接打電話，對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中手機(jī)距離耳機(jī)50cm；另一種人開車時(shí)將手機(jī)放在離人體稍遠(yuǎn)的地方使用藍(lán)牙耳機(jī)接打電話，對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)中手機(jī)距離耳機(jī)100cm。

（3）因?yàn)橥ㄔ捴剖郊邦l段較多，所以實(shí)驗(yàn)只選擇兩個(gè)典型的狀態(tài)進(jìn)行模擬。分別是GSM900模式下的中間信道和WCDMA模式下Band1的中間信道下測(cè)量SAR值。

3.3 測(cè)試數(shù)據(jù)（所有數(shù)據(jù)均在對(duì)應(yīng)制式頻段的中間信道進(jìn)行測(cè)試）

表3 手機(jī)（飛利浦X5500）測(cè)試數(shù)據(jù)

表4 藍(lán)牙耳機(jī)1（三星HM1000）測(cè)試數(shù)據(jù)

表5 藍(lán)牙耳機(jī)2（索愛(ài)MW600）測(cè)試數(shù)據(jù)

3.4 數(shù)據(jù)分析

首先，進(jìn)行人體在接聽良好的狀態(tài)下適當(dāng)將手機(jī)遠(yuǎn)離耳部能否減少電磁輻射的分析。從圖1中可看出，手機(jī)在緊貼耳部和距離耳部10mm處通話，SAR值測(cè)量結(jié)果相近，也就意味著即使稍微遠(yuǎn)離一些與頭部的距離也不能明顯的降低電磁輻射。

圖1

現(xiàn)在進(jìn)行藍(lán)牙耳機(jī)通話和手機(jī)通話的SAR值比較，為了對(duì)比不同藍(lán)牙耳機(jī)品牌的區(qū)別也選擇了常見(jiàn)的三星藍(lán)牙耳機(jī)和索愛(ài)藍(lán)牙耳機(jī)，從圖2中可看出，使用藍(lán)牙耳機(jī)接打電話測(cè)量的SAR值要明顯小于直接使用手機(jī)接打電話的SAR值，而且兩個(gè)品牌的藍(lán)牙耳機(jī)SAR值也是基本一致。造成這一結(jié)果是由于直接使用手機(jī)接打電話時(shí)，手機(jī)發(fā)射功率較大并直接作用于人腦，造成SAR值較大；而使用藍(lán)牙耳機(jī)時(shí)，耳機(jī)同手機(jī)只通過(guò)藍(lán)牙交換數(shù)據(jù)，所以實(shí)際上作用在人腦的輻射只有藍(lán)牙，因藍(lán)牙功率較手機(jī)功率小很多，所以使用藍(lán)牙耳機(jī)要比直接使用手機(jī)接打電話對(duì)人體更加健康。

圖2

現(xiàn)在模擬人體把手機(jī)放在褲兜里（手機(jī)距離耳機(jī)50cm）和在開車時(shí)把藍(lán)牙耳機(jī)放在較遠(yuǎn)的地方（手機(jī)距離耳機(jī)100cm），進(jìn)行SAR值測(cè)試對(duì)比。從圖3和圖4中關(guān)于藍(lán)牙耳機(jī)與手機(jī)距離遠(yuǎn)近測(cè)得的藍(lán)牙耳機(jī)對(duì)人體SAR值結(jié)果可以看到，藍(lán)牙耳機(jī)遠(yuǎn)離手機(jī)要比接近手機(jī)的SAR值更大，但SAR值量級(jí)均比較小。這時(shí)就要權(quán)衡一下，由于手機(jī)對(duì)人體的SAR值要比藍(lán)牙耳機(jī)大將近一百倍，所以在條件允許的情況下，只要保證藍(lán)牙耳機(jī)接聽良好，手機(jī)離人體越遠(yuǎn)，對(duì)人體的傷害越小。從圖3和圖4中也可觀察到，藍(lán)牙耳機(jī)離手機(jī)越遠(yuǎn)SAR值越大，造成這一原因在于藍(lán)牙具有功率控制的功能，藍(lán)牙耳機(jī)遠(yuǎn)離手機(jī)，勢(shì)必造成誤包率增大，所以需要增大藍(lán)牙的功率來(lái)保證誤包率，進(jìn)而造成SAR值變大。

圖3

圖4

圖5

圖6

為了觀察手機(jī)的制式對(duì)藍(lán)牙耳機(jī)的影響，也進(jìn)行了如圖5和圖6的數(shù)據(jù)對(duì)比。圖5中可看出該款手機(jī)在GSM模式下要比WCDMA模式下測(cè)量SAR值結(jié)果略高，但從圖6中看到藍(lán)牙耳機(jī)在連通手機(jī)的兩種制式下SAR值是幾乎一樣的，這是因?yàn)槭謾C(jī)和藍(lán)牙耳機(jī)是通過(guò)藍(lán)牙的數(shù)據(jù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也就是實(shí)際作用在人體的是藍(lán)牙部分的功率，所以跟手機(jī)的制式并無(wú)關(guān)系。

4 結(jié)束語(yǔ)

在使用手機(jī)通話時(shí)，稍微遠(yuǎn)離一點(diǎn)人體并不能明顯減少電磁輻射對(duì)人體的傷害；選擇不同的制式通話，電磁輻射對(duì)人體的傷害并不能明顯減少；而選擇藍(lán)牙耳機(jī)來(lái)代替直接使用手機(jī)接聽電話，作用在人體的電磁輻射大致在1%的數(shù)量級(jí)。所以，選擇藍(lán)牙耳機(jī)來(lái)代替直接手機(jī)通話，可以大幅度減少電磁輻射對(duì)人體的傷害。■

[1] EN 50360, Product standard to demonstrate the compliance of mobile phone switch the basic restrictions related to human exposure to electromagnetic felds (300 MHz-3 GHz)

[2] EN 62209-1, Human exposure to radio frequency fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices - Human models, instrumentation, and procedures - Procedure to determine the specific absorption rate (SAR) for hand-held devices used in close proximity to the ear (frequency range of 300 MHz to 3 GHz)

[3] EN 62209-2, Human exposure to radio frequency fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices – Human models, instrumentation, and procedures –Part 2: Procedure to determine the specifc absorption rate (SAR) for wireless communication devices used in close proximity to the human body (frequency range of 30 MHz to 6 GHz)

[4] 47CFR, Radiofrequency Radiation Exposure Evaluation: Portable Devices

[5] FCC OET Bulletin 65, Evaluating Compliance with FCC Guidelines for Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Fields

[6] IEEE 1528-2003, IEEE Recommended Practice for Determining the Peak Spatial-Average Specifc Absorption Rate (SAR) in the Human Head from Wireless Communications Devices: Measurement Technique

Research of SAR Evaluation for Mobile Phone and Bluetooth Headset

Li Bin, Jiang Shuo, Zhang Wentao
(The State Radio_monitoring_center Testing Center, Beijing, 100041)

This test verifes through SAR value instead of using Bluetooth headset directly whether talking on the phone can play to reduce electromagnetic radiation on the human body injury.

SAR; Exposure; Mobile phone; Bluetooth headset

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.02.012

TN92

B

1672-7274（2017）02-0047-04