手机电磁辐射的性能要求

作者：华宇科技(南京)有限公司 班万荣 肖霖

欢迎访问e展厅 展厅 2 手机/通信/网络设备展厅 手机, 调制解调器, 网管控制器, 光传输系统, 程控交换机, ... 摘　要：随着信息技术的发展，人们在享受无线通信设备带来的各种便利时，也日益关注无线通信终端的电磁辐射对人体健康的影响。研究人员正通过对手机电磁辐射的测量和研究，制定一个减少对人体伤害的标准。本文简介了目前一些国家和地区对电磁辐射的测量方法和标准，让人们深入了解手机的电磁辐射对人体的影响。 关键词：SAR；GSM；CDMA；电磁辐射 Performance Demand of Mobile Phone′s Electromagnetic Emanation BAN Wanrong，XIAO Lin (Arima Technology (Nanjing) Co, Ltd. RF Engineer Postcode，Nanjing,210003，China) Abstract：With development of information technology, whe n people enjoy all kinds advantages of wireless communication, the electromagnet icemanation influence of wireless communication terminal to body′s c ondition is increasingly concerned Now researchers are measuring and investigating the electromagnetic emanation of mobile phone, and a standard to reduce body′s har m is constituted. In this paper, the measurement method and standard of electro magnetic emanation used in some countries and regions at present is introduced, and this will make people understand the electromagnetic emanation influence of mobile phone deeply Keywords：SAR；GSM；CDMA；electromagnetic emanation 手机在接收和发送信号时，射频部分会向外发送电磁波，人体在电磁场的作用下会产生一定的反应。原因是在外电场的作用下，人体将产生感应电磁场，由于人体各个器官均为有耗介质，因此体内电磁场会产生电流，导致吸收和耗散电磁能量。 各国政府对无线通信终端的这项指标一直十分重视，欧洲、美国、澳大利亚、新西兰、日本和韩国等都已制定了本地区或本国的“射频和微波辐射管理” 法规或指令。 国际上在确定电磁辐射的基本限制时，采用比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)。定义为生物体单位时间(s)、单位质量(kg)所吸收的电磁辐射(照射)能量，其单位是W/kg。 ICNIRP(国际非电离辐射防护委员会 )导则中限值的根据： (1) 4 W/kg是热效应的基本限值，当SAR达4 W/kg时会对人体产生显著的不良效应。 (2) 在该基本限值的基础上，采用10倍的安全系数作为职业人群接受照射的限值为0.4 W/k g。 (3) 在该基本限值的基础上，采用50倍的安全系数作为普通人群接受照射的限值为0.08 W/ kg。 1 GSM与CDMA的SAR比较 目前，手机主要采用G网和C网，从按照标准测得的数据来看，虽然GSM手机与CDMA手机采用的原理不同，但两者的SAR值却相当。原因是在按照标准的要求进行手机SAR测量时，手机全速率移动情形下以最大发射功率发射。GSM和CDMA手机的平均等效辐射功率是相当的。GSM手机是按照时分多址的方式工作，峰值功率约为2W。但在实际使用过程中，只在1/8的时间发射，而SAR值的测定是一个较长时间的平均，他的发射功率经过了一个时间平均的过程，最终在250 mW左右。CDMA按码分多址的方式工作，最大功率一般为250 mW，但由于在实际使用过程中他的功率发射是连续的，因此其最大发射功率基本上是其连续功率，这样导致二者的SAR测量值差别不大。 在实际通信中，由于功率控制的原因，手机并不是总以最大功率发射。在某个时刻某个地点，手机的实际发射功率取决于环境、系统对通信质量的要求和语音激活等诸多因素。实际上取决于系统的链路预算。对于GSM系统，手机在随机接入阶段没有功率控制，为保证接入成功，手机以系统允许的最大功率发射 (通常是手机的最大发射功率)。在分配专用信道后，手机会根据基站的指令调整其发射功率，调整步长通常为2 dB，调整的频率为60 ms/次。 对于CDMA系统，采用开环和闭环功率控制结合的方案。在随机接入状态下，手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率；如果在规定时间内没有得到基站的应答信息，手机会加大发射功率；如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息，手机会再加大发射功率。这个过程重复下去，直到收到基站的应答或达到设定的最多尝试次数为止。在通话状态下，每1.25 ms基站会向手机发送一个功率控制命令信息，命令手机增大或减少发射功率, 步长为1 dB。 常听到一些人说GSM移动电话引起的干扰噪音是电磁辐射、对人体有害。这其实是一种误解，从理论上解释，这是一种电磁兼容现象，称为无意干扰信号。这种干扰的来源是“调幅射频包络”，他是由时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)必要的脉冲串发射引入的。移动电话所发射的无线电信号的帧和脉冲串的频率范围是50~200 Hz。当手机靠近音箱或者固定电话机时，音频设备中的模拟语音电路含有的某些非线性元件可以耦合并解调这种具有幅度调制包络的射频信号。解调下来的信号经过音频放大器放大就在音箱或固定电话机上表现为持续的啸叫声。不光是音频设备，几乎所有的电子设备都面临着移动电话的这种干扰，由于CRT显示器的场扫描频率也是在工频附近，所以CRT显示器也面临着类似的干扰，只是表现为屏幕显示的抖动、扭曲等。 这虽然是一种干扰，但如果固定电话机或者电脑显示器有较好的抗干扰防护（如某些品牌电话机），就不会产生这种现象。 2 SAR测量 对SAR测量系统的总体要求：人体模型（含人体组织模拟液）；被测物夹具；扫描定位系统；SAR测量装置。 2.1SAR测量过程 (1) 在人体模型内表面10 mm范围内的某一点测量局部SAR值，该测量点应当靠近耳朵部位。 (2) 持续步骤(1)的测试3 min，验证该点SAR值的变化在-5%~+5%的范围内，以确保移动台本身的电子线路指标没有漂移。 (3) 测量人体模型内SAR分布。空间步长应小于20 mm，如果用表面扫描，则探针几何中心和人体模型内表面的距离应小于8 mm，并保持恒定（误差在-5% mm~+5% mm内）。如果用体积扫描，则扫描的体积应尽可能接近人体模型内表面(小于8 mm),步长应小于或等于5 mm。扫描深度应达到25 mm，然后进行步骤(6)。 (4) 从扫描的SAR分布图，找到最大SAR值的位置。并找到超过最大SAR值50%的局部SAR值的位置。 (5) 以小于5 mm的步长，30 mm×30 mm×25 mm的最小体积测量SAR值，分离的网格测试点应集中在SAR最大值处。 (6) 用标准定义的插值法和外推法，在质量平均所需的空间分辨率下确定局部SAR值。 (7) 重复在步骤(1)中在起始测试点的测试，如果在步骤(2)中的最终测试值和步骤(1)中的测试值相差大于5%，则用充满电的电池重新进行测试，或者将漂移值计入不确定度评估里。 3结语 人们在享受科技带来新生活的同时，也越来越关注自己的健康。SAR的测量要求在专业的实验室中进行，我国已建有自己的SAR测量实验室，并制定了测量规则。 参考文献 ［1］张正昌.SAR人体特定辐射吸收率量测原理及设备说明.电信文献［D］，2004. ［2］王洪博.移动电话电磁辐射性能要求与测试方法［D］.泰尔实验室报告，2001. ［3］郭智明.行动电话在人体头部所造成的SAR分布及温度提升［A］.国立中山大学学位论文集，2002(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/1/2005)