智能手机SAR值测试与研究

朱 青 盐城市产品质量监督检验所

智能手机SAR值测试与研究

朱 青 盐城市产品质量监督检验所

电磁波吸收比值或比吸收率SAR,是手机电磁辐射的重要评估指标。本文主要探讨手机SAR的测试及分别在900MHz和1800MHz下发射频率和不同距离下手机SAR对人体头部的大小。

智能手机；电磁辐射；SAR

现如今，我国移动通信正逐步步入4G时代，移动通信已成为人们不可缺少的必需品。当人们在使用手机时，手机向基站发送无线电波、人体对任何一种无线电波都会或多或少的吸收，当人的脸贴近手机进行通话时，其微波辐射将直接作用在人体头上如下图1。

图1 手机辐射人体头部示意图

目前，CCSA、WHO、3GPP、IEC、TTU、 IEEE等国外组织对手机产生的电磁辐射对人体的影响进行了深入的调查研究，建立了重要的评估指标之一—SAR(Specific Absorption Rate)值，中文一般称为电磁波吸收比值或比吸收率。我国参照相关国际标准，制定了相应的电磁辐射防护规定和测试标准，限值采用 GB 21288-2007《移动电话电磁辐射局部暴露限值》，规定任意10g生物组织、任意连续6min平均比吸收率（SAR）值不得超过2.0w/kg。测量方法采用YD/T 1644.1-2007《手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射--人体模型、仪器和规程第1部分:靠近耳边使用的手持式无线通信设备的SAR评估规程(频率范围300MHz-3GHz)》。

大量的实验数据证明各款智能手机SAR值的大小取决于天线种类、位置、外观设计等因素，而非移动通信网络技术和技术制式，单就手机的不同品牌、同一品牌的不同型号来说，手机辐射的差别很大、甚至可能相差几十倍之多。因PIFA式内置天线具有体积小、增益高、剖面较低、且带宽相对较宽的特点，被现阶段流行的智能手机普遍采用。因此本文研究同一款PIFA式内置天线GSM智能手机在分别在900MHz和1800MHz不同距离下SAR的大小。

图2 SAR值分布的3D图

表1 不同频率下距离变化对SAR值得影响

对于SAR测试，工业界普遍认可的是电场探头法，基于电场探头法的SAR测试一般由测量部分和系统自校两部分组成。手机SAR测试简要原理如下：（1）利用人体模型仿真，在人体头部部位填充上与人体特性相同的人体模拟液。（2）将近场测量用的探针装上，测量电场强度在人体头部模型里面的分布。（3）利用测量出来电场强度分布、计算出SAR平均值。本文测试在射频受控环境中电波暗室中进行，操作员遥控操作。环境温度18-25℃，温度的变化不超过±2℃；避免射频噪声、 ELF噪声（照明系统、探头定位系统、实验室电源接地等等）、静电效应（探头移动、人的走动等等）对SAR测试值的影响；环境噪声（EUT不发射信号时）小于12 mW/kg。

1.测试步骤

（1）手机在某一位置（贴脸或倾斜150）布置好后，设置处于最大发射功率状态后即可在此状态下按步骤进行测试。

（2）在模型内（区域粗扫阶段）测量SAR分布，沿着模型内表面进行扫描，扫描区域至少比手机和天线发射的区域更大。

（3）从所扫描的SAR分布中，确定SAR值的最大位置，同时确定在此最大值2dB以内的局部最大值和该区域的3D数据-。

（4）在（3）步骤确定的位置在一定体积内进行局部细扫，内测出SAR值。

（5）使用系统提供的内插法和外推法来推算由质量平均所需的空间分辨率下局部SAR值。

（6）在以上步骤完全一致的情况下再进行一侧参考测量，两次测量的漂移误差不得大于5%。

2.测量结果

下图2为900MHz下手机贴脸或倾斜150时SAR值分布的3D图，可以发现人头模型靠近手机部分的SAR值很大，其SAR值明显高于其他区域，随着逐入深度增加、 SAR值迅速衰减。通过计算仿真得到人体模型中心处的SAR值已经是靠近手机一侧SAR的10%以内。下表1为 900MHz 和1800MHz下，手机距离人体头部不同距离下SAR的变化。

从以上数据显示：手机距离人头不同距离时， SAR的峰值在随着手机远离人头而迅速衰减，大约距离d每增加2cm，峰值减少约50%。因此在保持手机畅通、话音清楚的前提下，可以尽量使手机远离人头，也就是减小SAR值，避免辐射伤害的有效途径。

[1]申秀美.无线通信系统终端天线的设计与研究[C].2010年

[2]骆建.一种手机电磁辐射快速评估方法的工程分析[J]电子质量 2016年第01期