移動用戶終端近場電磁輻射測量方法研究

卞云峰

摘 要：隨著移動用戶終端產(chǎn)品普及使用，電磁輻射對人體健康安全構成威脅的說法便不斷見諸報端。有消費者反映長時間使用移動用戶終端產(chǎn)品讓人感到身體疲勞、頭痛、心神不安等。本文首先介紹了電磁輻射的定義、影響和危害，以及移動用戶終端的概況，討論了關于手機電磁輻射的影響。并進一步研究移動用戶終端的電磁輻射測量方法。

關鍵詞：電磁輻射；移動用戶終端；比吸收率；比吸收率限值；手機電量

一、電磁輻射概述

1 輻射定義

輻射指的是物體以電磁波或者粒子的形式向外界空間發(fā)射能量的這個過程。存在于自然界中的所有物體，只要其溫度在絕對零度以上，都會以電磁波或粒子的形式不停地向外界傳送能量[1]。

輻射包含了許多種類，如果以按能量來劃分，可分為電離輻射和非電離輻射這兩種。電離輻射指的是由直接或間接電離粒子或二者混合組成的輻射，是可以使受作用的物質(zhì)產(chǎn)生電離現(xiàn)象的一種輻射，即波長小于100nm的電磁輻射。生命體能夠維持正常的生理功能和其他的生理活動的前提是自身在原子層面上的穩(wěn)定性。而電離輻射發(fā)射出的超高能量會破壞生物分子的化學鍵，并且改變生物分子特性，損傷組織結構。而非電離輻射具有的能量較低，不會使生命體的原子或者分子產(chǎn)品電離，只會改變分子或原子旋轉(zhuǎn)、振動或價層電子軌態(tài)。

2 移動終端電磁輻射的影響及危害

關于電磁輻射對人體健康的危害，很早之前年世界衛(wèi)生組織針對電磁輻射進行了調(diào)研，發(fā)布電磁輻射可能會對人體產(chǎn)生的四大影響：

（1）、電磁輻射會誘發(fā)造成孕婦不育、流產(chǎn)、胎兒畸形等等病變。電磁輻射對人體的傷害是多方面的，而孕婦和胎兒尤其容易受到傷害。

（2）、電磁輻射會誘發(fā)癌突變、心腦血管疾病、糖尿病。美國的一家癌癥研究基金會對遭受電磁輻射損傷的病人中進行調(diào)查分析研究，結果顯示有在高壓輸電線路附近工作經(jīng)歷的人其癌細胞生長速度比一般人快24倍。

（3）、電磁輻射會對人體的免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)造成直接傷害。如人體頭部長期遭受電磁輻射，輕則引起頭痛頭昏、失眠多夢、疲勞無力、記憶力減退、易怒或抑郁等神經(jīng)衰弱癥，重則導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷或腦損傷。

（4）、電磁輻射會影響兒童組織發(fā)育產(chǎn)生影響。如影響兒童視力發(fā)育、骨骼發(fā)育，嚴重的會導致肝臟造血功能下降和視網(wǎng)膜脫落。最新研究表明，電磁輻射的熱效應直接作用于眼睛晶狀體、視網(wǎng)膜，非熱效應也會導致眼睛干澀、視力下降，從而導致近視。

手機的通信方式一般是與基站聯(lián)系，眾多的基站組成蜂窩式移動通信網(wǎng)絡，這方便手機總是與距離近的基站聯(lián)系。這種近距離的通信不僅非常方便也節(jié)省功率，所以一般手機的電磁輻射屬于非電離輻射，做多讓人產(chǎn)生發(fā)熱的感覺。此外我們身邊的很多掛在嘴上的電磁輻射，都是非電離輻射，產(chǎn)品上市前對于其電磁輻射都有規(guī)范，因此我們只需要合理使用這些電子產(chǎn)品，不必要引起過分的恐慌。

二、移動終端電磁輻射測試方法介紹

1 移動終端比吸收率SAR值

我們通常談論的移動終端電磁輻射比吸收率SAR值是移動終端對人體組織的直接直接輻射值。由上文可知，定義指的是每公斤的人體組織允許吸收的電磁輻射值，用來表征移動終端產(chǎn)生的電磁輻射對人體的影響。需要特別指出的是并不代表SAR值越小，對人體的電磁輻射值就越小，就越安全。因為SAR值并不與人體健康安全直接相關，法規(guī)只是對其上限值做出規(guī)定。一般情況下，SAR值越高相應的手機發(fā)射功率越大，通話質(zhì)量越有保證，越低則情況相反。因此廠家對于SAR值在限值和通話質(zhì)量之間必須有一個合理的權衡。

2 SAR測試系統(tǒng)

SAR測試系統(tǒng)主要由5個部分組成：人體頭部模型、模擬人體組織液、被測物（EUT）夾具、定位掃描系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析計算系統(tǒng)。

3靠近人頭使用的移動終端SAR值

靠近人頭使用的移動終端SAR值主要針對的是手機類產(chǎn)品，接聽電話時會靠近耳朵使用。而根據(jù)每個使用者使用習慣的差異，會有4種測試位置：左臉緊貼、左臉15°、右臉緊貼、右臉15°。

省略系統(tǒng)準備、被測物配置以及數(shù)據(jù)后處理工作，頭部SAR值測試具體測量步驟如下：

步驟1、局部SAR值的測量點在貼近模型耳朵的部位，要求是在模型內(nèi)表面法線方向上10mm或者更小的范圍；

步驟2、區(qū)域粗掃的范圍應覆蓋手機和天線的發(fā)射區(qū)域（甚至更大），粗掃沿著模型內(nèi)表面進行，網(wǎng)格步長應小于20mm。在貼近模型內(nèi)表面掃描時，探頭的幾何中心與模型內(nèi)表面之間的距離應小于等于8±1.0mm。在所有的測量點上，探頭與模型內(nèi)表面法線的夾角小于30°（這條要求為建議性，非強制要求）。如上述要求無法滿足，會產(chǎn)生邊界效應（液體介質(zhì)邊界和探頭封裝套之間場扭曲），而導致終測量的SAR值有偏差，此時的測量不確定度應被計算在結果中。

步驟3、步驟2的區(qū)域粗掃完成后，從得出的SAR值分布中確定SAR值最大的位置以及與該最大值相差2dB以內(nèi)的局部最大值。如峰值大于SAR最大值2dB，則不需要測量其他的峰值點。

步驟4、局部細掃區(qū)域的最小體積是30mm×30mm×30mm，掃描的空間網(wǎng)步長應小于等于8mm，垂直方向的掃描的空間網(wǎng)步長應小于等于5mm。局部細掃區(qū)域網(wǎng)格的中心是步驟3中每一個局部SAR值最大點。如果探頭尖端和局部細掃的模型內(nèi)表面間的距離小于探頭尖端半徑會產(chǎn)生上文提及的邊界效應，這種情況應采取修正措施。包裹偶極子天線的探頭與模型內(nèi)表面法線的夾角應小于30°（這條要求為建議性，非強制要求）。

步驟5、可使用內(nèi)插和外推法來推算由質(zhì)量平均所需的空間分辨率下的局部SAR值。

步驟6、用與步驟1一致的測試方法再次測量局部SAR值。測量漂移的絕對值（如：步驟6和步驟1中SAR側量值之差）應記入不確定度，此絕對值應小于等于±5%（這條要求為建議性，非強制要求）。上述要求如果用重復測量的方法都無法達到，則應該列舉如局部SAR值對時間的相關數(shù)據(jù)等額外的信息以證明測試過程中的輸出功率對于設備的測試是合適的。如局部細掃不止一次，則應在每次局部細掃之后進行功率參考的測量。然而，應以設備充滿電的初始狀態(tài)和所有使用電池的后續(xù)測量之間的差值來記錄漂移。

3 SAR值數(shù)據(jù)后處理

模型內(nèi)部的局部SAR值是通過封裝在探頭內(nèi)的小偶極子傳感器件測得的。因此進行探頭校準和電場測量時通常是以內(nèi)部偶極子組的幾何中心為基準點的。當定義測量位置時，需要考慮這樣一個事實：偶極子距離探頭的物理尖端有幾毫米的間隔。盡管最高的局部SAR值通常出現(xiàn)在模型的表面處，但是為了降低測量不確定度，探頭尖端必須不能接觸模型表面。

最高局部SAR值是得出峰值空間平均SAR的關鍵數(shù)據(jù)，因此必須通過對距離模型外殼一定間隔處得到的測量值進行外推而得到。精確評估峰值空間平均SAR值需要三維掃描數(shù)據(jù)陣列有非常精細的分辨率。因為考慮到電池的使用時間等原因測量必須在一段有限的時間內(nèi)完成，所以就必須對測量的數(shù)據(jù)進行內(nèi)插來得到具有足夠分辨率的數(shù)據(jù)陣列。

三、結語

本文通過對電磁輻射標準的梳理闡述，文章對移動終端電磁輻射的測試方法做了詳細的描述，對照測試標準的定義，對測試流程進行了詳細的說明和整理。

參考文獻：

[1]榮成. 談“輻”色變[J].電子報，2016，（10）：1-9

[2]孔曉波. 淺談移動通信終端發(fā)展趨勢[J]. 移動通信，2010，（11）：65-71

[3]鄭大偉，楊軍.電磁輻射的危害及其防護[J].科技信息，2010，（3）：17-20