移动用户终端近场电磁辐射测量方法研究

卞云峰

摘 要：随着移动用户终端产品普及使用，电磁辐射对人体健康安全构成威胁的说法便不断见诸报端。有消费者反映长时间使用移动用户终端產品让人感到身体疲劳、头痛、心神不安等。本文首先介绍了电磁辐射的定义、影响和危害，以及移动用户终端的概况，讨论了关于手机电磁辐射的影响。并进一步研究移动用户终端的电磁辐射测量方法。

关键词：电磁辐射；移动用户终端；比吸收率；比吸收率限值；手机电量

一、电磁辐射概述

1 辐射定义

辐射指的是物体以电磁波或者粒子的形式向外界空间发射能量的这个过程。存在于自然界中的所有物体，只要其温度在绝对零度以上，都会以电磁波或粒子的形式不停地向外界传送能量[1]。

辐射包含了许多种类，如果以按能量来划分，可分为电离辐射和非电离辐射这两种。电离辐射指的是由直接或间接电离粒子或二者混合组成的辐射，是可以使受作用的物质产生电离现象的一种辐射，即波长小于100nm的电磁辐射。生命体能够维持正常的生理功能和其他的生理活动的前提是自身在原子层面上的稳定性。而电离辐射发射出的超高能量会破坏生物分子的化学键，并且改变生物分子特性，损伤组织结构。而非电离辐射具有的能量较低，不会使生命体的原子或者分子产品电离，只会改变分子或原子旋转、振动或价层电子轨态。

2 移动终端电磁辐射的影响及危害

关于电磁辐射对人体健康的危害，很早之前年世界卫生组织针对电磁辐射进行了调研，发布电磁辐射可能会对人体产生的四大影响：

（1）、电磁辐射会诱发造成孕妇不育、流产、胎儿畸形等等病变。电磁辐射对人体的伤害是多方面的，而孕妇和胎儿尤其容易受到伤害。

（2）、电磁辐射会诱发癌突变、心脑血管疾病、糖尿病。美国的一家癌症研究基金会对遭受电磁辐射损伤的病人中进行调查分析研究，结果显示有在高压输电线路附近工作经历的人其癌细胞生长速度比一般人快24倍。

（3）、电磁辐射会对人体的免疫系统、神经系统和生殖系统造成直接伤害。如人体头部长期遭受电磁辐射，轻则引起头痛头昏、失眠多梦、疲劳无力、记忆力减退、易怒或抑郁等神经衰弱症，重则导致中枢神经系统损伤或脑损伤。

（4）、电磁辐射会影响儿童组织发育产生影响。如影响儿童视力发育、骨骼发育，严重的会导致肝脏造血功能下降和视网膜脱落。最新研究表明，电磁辐射的热效应直接作用于眼睛晶状体、视网膜，非热效应也会导致眼睛干涩、视力下降，从而导致近视。

手机的通信方式一般是与基站联系，众多的基站组成蜂窝式移动通信网络，这方便手机总是与距离近的基站联系。这种近距离的通信不仅非常方便也节省功率，所以一般手机的电磁辐射属于非电离辐射，做多让人产生发热的感觉。此外我们身边的很多挂在嘴上的电磁辐射，都是非电离辐射，产品上市前对于其电磁辐射都有规范，因此我们只需要合理使用这些电子产品，不必要引起过分的恐慌。

二、移动终端电磁辐射测试方法介绍

1 移动终端比吸收率SAR值

我们通常谈论的移动终端电磁辐射比吸收率SAR值是移动终端对人体组织的直接直接辐射值。由上文可知，定义指的是每公斤的人体组织允许吸收的电磁辐射值，用来表征移动终端产生的电磁辐射对人体的影响。需要特别指出的是并不代表SAR值越小，对人体的电磁辐射值就越小，就越安全。因为SAR值并不与人体健康安全直接相关，法规只是对其上限值做出规定。一般情况下，SAR值越高相应的手机发射功率越大，通话质量越有保证，越低则情况相反。因此厂家对于SAR值在限值和通话质量之间必须有一个合理的权衡。

2 SAR测试系统

SAR测试系统主要由5个部分组成：人体头部模型、模拟人体组织液、被测物（EUT）夹具、定位扫描系统以及数据分析计算系统。

3靠近人头使用的移动终端SAR值

靠近人头使用的移动终端SAR值主要针对的是手机类产品，接听电话时会靠近耳朵使用。而根据每个使用者使用习惯的差异，会有4种测试位置：左脸紧贴、左脸15°、右脸紧贴、右脸15°。

省略系统准备、被测物配置以及数据后处理工作，头部SAR值测试具体测量步骤如下：

步骤1、局部SAR值的测量点在贴近模型耳朵的部位，要求是在模型内表面法线方向上10mm或者更小的范围；

步骤2、区域粗扫的范围应覆盖手机和天线的发射区域（甚至更大），粗扫沿着模型内表面进行，网格步长应小于20mm。在贴近模型内表面扫描时，探头的几何中心与模型内表面之间的距离应小于等于8±1.0mm。在所有的测量点上，探头与模型内表面法线的夹角小于30°（这条要求为建议性，非强制要求）。如上述要求无法满足，会产生边界效应（液体介质边界和探头封装套之间场扭曲），而导致终测量的SAR值有偏差，此时的测量不确定度应被计算在结果中。

步骤3、步骤2的区域粗扫完成后，从得出的SAR值分布中确定SAR值最大的位置以及与该最大值相差2dB以内的局部最大值。如峰值大于SAR最大值2dB，则不需要测量其他的峰值点。

步骤4、局部细扫区域的最小体积是30mm×30mm×30mm，扫描的空间网步长应小于等于8mm，垂直方向的扫描的空间网步长应小于等于5mm。局部细扫区域网格的中心是步骤3中每一个局部SAR值最大点。如果探头尖端和局部细扫的模型内表面间的距离小于探头尖端半径会产生上文提及的边界效应，这种情况应采取修正措施。包裹偶极子天线的探头与模型内表面法线的夹角应小于30°（这条要求为建议性，非强制要求）。

步骤5、可使用内插和外推法来推算由质量平均所需的空间分辨率下的局部SAR值。

步骤6、用与步骤1一致的测试方法再次测量局部SAR值。测量漂移的绝对值（如：步骤6和步骤1中SAR侧量值之差）应记入不确定度，此绝对值应小于等于±5%（这条要求为建议性，非强制要求）。上述要求如果用重复测量的方法都无法达到，则应该列举如局部SAR值对时间的相关数据等额外的信息以证明测试过程中的输出功率对于设备的测试是合适的。如局部细扫不止一次，则应在每次局部细扫之后进行功率参考的测量。然而，应以设备充满电的初始状态和所有使用电池的后续测量之间的差值来记录漂移。

3 SAR值数据后处理

模型内部的局部SAR值是通过封装在探头内的小偶极子传感器件测得的。因此进行探头校准和电场测量时通常是以内部偶极子组的几何中心为基准点的。当定义测量位置时，需要考虑这样一个事实：偶极子距离探头的物理尖端有几毫米的间隔。尽管最高的局部SAR值通常出现在模型的表面处，但是为了降低测量不确定度，探头尖端必须不能接触模型表面。

最高局部SAR值是得出峰值空间平均SAR的关键数据，因此必须通过对距离模型外壳一定间隔处得到的测量值进行外推而得到。精确评估峰值空间平均SAR值需要三维扫描数据阵列有非常精细的分辨率。因为考虑到电池的使用时间等原因测量必须在一段有限的时间内完成，所以就必须对测量的数据进行内插来得到具有足够分辨率的数据阵列。

三、结语

本文通过对电磁辐射标准的梳理阐述，文章对移动终端电磁辐射的测试方法做了详细的描述，对照测试标准的定义，对测试流程进行了详细的说明和整理。

参考文献：

[1]荣成. 谈“辐”色变[J].电子报，2016，（10）：1-9

[2]孔晓波. 浅谈移动通信终端发展趋势[J]. 移动通信，2010，（11）：65-71

[3]郑大伟，杨军.电磁辐射的危害及其防护[J].科技信息，2010，（3）：17-20