電磁輻射(SAR)測(cè)試說(shuō)明講解課件

1、電磁輻射（SAR）測(cè)試說(shuō)明工業(yè)和信息化部電信研究院周 鎰手機(jī)的電磁輻射問(wèn)題一直是公眾密切關(guān)注的問(wèn)題。歐洲和北美地區(qū)早在上個(gè)世紀(jì)90年代就分別制定強(qiáng)制要求開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)。國(guó)際上的限值標(biāo)準(zhǔn)有分歧歐洲：10g平均2.0W/kg北美：1g平均1.6W/kg國(guó)內(nèi)自2001年起有關(guān)部門(mén)就展開(kāi)相關(guān)的研究和調(diào)查工作。限值標(biāo)準(zhǔn)的制訂是一大難題制訂松了不能有效的保護(hù)人民群眾的健康制訂嚴(yán)了又會(huì)限制行業(yè)的發(fā)展。 另外大多數(shù)國(guó)產(chǎn)手機(jī)企業(yè)根本沒(méi)有電磁輻射（SAR）的相關(guān)概念，更遑論進(jìn)行這方面的技術(shù)儲(chǔ)備，如果開(kāi)展強(qiáng)制性檢測(cè)的話，在當(dāng)時(shí)的條件下無(wú)論采用何種標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)給國(guó)內(nèi)企業(yè)帶來(lái)很大的壓力。 信息產(chǎn)業(yè)部決定自2005年正式開(kāi)展手

2、機(jī)電磁輻射入網(wǎng)檢測(cè)。要求：檢測(cè)同時(shí)給出1g平均和10g平均的電磁輻射（SAR）值并不作出合格與否的判定。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況為配合入網(wǎng)測(cè)試工作的開(kāi)展，2004年發(fā)布了YD/C 無(wú)線通信終端電磁輻射測(cè)量方法 ；2007年信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1644.1手持和身體佩戴使用的無(wú)線通信設(shè)備對(duì)人體的電磁照射人體模型、儀器和規(guī)程 第1部分：靠近耳邊使用的手持式無(wú)線通信設(shè)備的SAR評(píng)估規(guī)程（頻率范圍300MHz-3GHz） 該標(biāo)準(zhǔn)是目前電磁輻射（SAR）進(jìn)網(wǎng)檢測(cè)的方法標(biāo)準(zhǔn)2007年年底，由中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所等多個(gè)部門(mén)歷時(shí)五年制訂的國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 21288移動(dòng)電話電磁輻射

3、局部暴露限值由國(guó)家質(zhì)檢總局正式發(fā)布。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況（2）標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定：暴露限值任意10克生物組織、任意連續(xù)6min平均比吸收率（SAR）值不得超過(guò)2.0W/kg。 標(biāo)識(shí)要求所有提供公眾靠近人體頭部使用的移動(dòng)電話應(yīng)標(biāo)識(shí)下列內(nèi)容：在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中應(yīng)以黑體字表示：“本產(chǎn)品電磁輻射比吸收率（SAR）最大值為X.X W/kg，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 21288-2007的要求?！?，并鼓勵(lì)在產(chǎn)品外包裝上標(biāo)明電磁輻射比吸收率（SAR）最大值。在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上應(yīng)標(biāo)明心臟起搏器、助聽(tīng)器、植入耳渦等使用者在使用本產(chǎn)品時(shí)需注意的事項(xiàng) 入網(wǎng)開(kāi)展情況工信部電信研究院作為檢測(cè)單位，自2005年起至2011年6月已經(jīng)檢測(cè)手機(jī)一萬(wàn)

4、五千多部。 限值1.6 W/kg (1g)總數(shù)量不合格數(shù)量合格數(shù)量不合格率合格率2005年1344226111816.82%83.18%2006年130012411769.54%90.46%2007年258213824445.34%94.66%2008年296712528424.21%95.79%2009年246916323066.60%93.40%2010年306415129134.93%95.07%2011年1-621%93.79%表1 2005年至今入網(wǎng)檢測(cè)手機(jī)數(shù)量以及不合格率情況（注：1g平均結(jié)果） 表2 2005年至今入網(wǎng)檢測(cè)手機(jī)數(shù)量以及不合格率情況（注：1

5、0g平均結(jié)果） 限值. W/kg (10g)總數(shù)量不合格數(shù)量合格數(shù)量不合格合格2005年1344713370.52%99.48%2006年1300312970.23%99.77%2007年2582225800.08%99.92%2008年2967829590.27%99.73%2009年2469424650.16%99.84%2010年3064730570.23%99.77%2011年1-6月1529115280.07%99.93%圖1 歷年入網(wǎng)檢測(cè)手機(jī)數(shù)量以及不合格率情況（注：1g平均結(jié)果）圖2 歷年入網(wǎng)檢測(cè)手機(jī)數(shù)量以及不合格率情況（注：10g平均結(jié)果）不判定判定目前國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)到位，測(cè)試技

6、術(shù)已經(jīng)成熟。從上述數(shù)據(jù)可以看到，歷年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)研發(fā)和生產(chǎn)制造水平的不斷提高，國(guó)產(chǎn)手機(jī)的電磁輻射合格率也越來(lái)越高。 通過(guò)后期整改改善電磁輻射（SAR）值的手段有限，而且會(huì)影響到手機(jī)的通話質(zhì)量。電磁輻射問(wèn)題需要自手機(jī)設(shè)計(jì)階段開(kāi)始考慮，進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，這必然導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)的成本增加。在現(xiàn)階段電磁輻射（SAR）值不作為強(qiáng)制指標(biāo)的情況下，也不排除極少數(shù)企業(yè)為了降低成本而犧牲電磁輻射指標(biāo)的情形出現(xiàn)。本次項(xiàng)目調(diào)整后按照GB 21288的要求執(zhí)行，作為判定項(xiàng)，沒(méi)有過(guò)渡期。限值：所有檢驗(yàn)項(xiàng)目中，給出最大的峰值空間平均SAR值（10g體積平均）作為檢測(cè)的總結(jié)果。該值小于2.0W/kg，判為合格；否則判為不合格 測(cè)

7、試項(xiàng)目介紹電磁輻射性能測(cè)試目的：通過(guò)SAR（比吸收率）測(cè)試評(píng)定手機(jī)的電磁輻射大??；測(cè)試意義：保護(hù)了人民群眾的健康提高了手機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量增強(qiáng)了手機(jī)產(chǎn)品的出口競(jìng)爭(zhēng)力執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)GB 21288-2007移動(dòng)電話電磁輻射局部暴露限值YD/T 1644.1-2007手持和身體佩戴使用的無(wú)線通信設(shè)備對(duì)人體的電磁照射人體模型、儀器和規(guī)程 第1部分：靠近耳邊使用的手持式無(wú)線通信設(shè)備的SAR評(píng)估規(guī)程（頻率范圍300MHz-3GHz）SAR的定義比吸收率（SAR）specific absorption rate給定密度（）的體積微元（dV）內(nèi)質(zhì)量微元（dm）所吸收（消散）的能量微元（dW）對(duì)時(shí)間的微分值就是SAR

8、：SAR也可以用下面任意一個(gè)式子得到：式中：SAR比吸收率，單位是瓦特每千克；E組織內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的rms值，單位是伏每米；介質(zhì)導(dǎo)電率，單位是西門(mén)子每米；組織密度，單位是千克每立方米；ch組織的比熱容，單位是焦?fàn)柮壳Э撕烷_(kāi)爾文； 組織內(nèi)初始時(shí)刻溫度對(duì)時(shí)間的微分，單位開(kāi)爾文每秒。測(cè)量系統(tǒng)一般性說(shuō)明SAR測(cè)量系統(tǒng)主要由人體模型、電子測(cè)量?jī)x器、掃描定位系統(tǒng)和被測(cè)設(shè)備夾具等組成。測(cè)量應(yīng)通過(guò)自動(dòng)定位的迷你小型場(chǎng)強(qiáng)探頭測(cè)量模型內(nèi)部的電場(chǎng)分布來(lái)進(jìn)行。根據(jù)測(cè)得的場(chǎng)強(qiáng)值可以計(jì)算出SAR的分布以及峰值空間平均SAR。進(jìn)行測(cè)量的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該滿足以下環(huán)境條件：環(huán)境溫度在18到25之間，測(cè)量過(guò)程中液體溫度變化不能超過(guò)2；環(huán)境

9、電磁噪聲不能超過(guò)0.012 W/kg（下檢出限0.4W/kg的3%）；被測(cè)無(wú)線通信設(shè)備不能連接到本地公眾通信網(wǎng)；反射、輔助射頻發(fā)射機(jī)等的影響應(yīng)該小于測(cè)得SAR值的3。測(cè)量設(shè)備的制造商必須聲明其產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)新系統(tǒng)投入使用或者對(duì)系統(tǒng)作出任何修改時(shí)（例如，新的軟件版本、使用了不同的數(shù)據(jù)采集器、或者使用了不同的探頭等等），至少一年要執(zhí)行一次按照標(biāo)準(zhǔn)的附錄D進(jìn)行的系統(tǒng)驗(yàn)證。人體模型（1）標(biāo)準(zhǔn)的模型形狀是根據(jù)人體學(xué)研究中90成年男子頭部的研究報(bào)告而制定的，模型的耳朵模擬人使用手持設(shè)備時(shí)耳朵的扁平狀態(tài)。 點(diǎn)M是嘴部參考點(diǎn)，LE是左耳參考點(diǎn)（ERP），RE是右耳參考點(diǎn)（ERP）。這些必須標(biāo)注在模型的外表面

10、上便于根據(jù)模型進(jìn)行無(wú)線設(shè)備的重復(fù)定位人體模型（2）模型的外殼材料應(yīng)該對(duì)于組織模擬液配方中用到的化學(xué)成分具有抵抗力。包括耳朵間隔在內(nèi)的人體模型的外殼應(yīng)該由低介電常數(shù)、低損耗材料制成（ tan()0.05,5 ）。與SAM標(biāo)準(zhǔn)模型的CAD文件相比，人體模型的形狀制造公差應(yīng)小于0.2mm。除了耳朵及其延伸部分外，在手機(jī)投影內(nèi)的任何區(qū)域，殼體的厚度為(20.2)mm。低損耗的耳朵間隔器（與頭部模型相同的材料）應(yīng)該在ERP和組織模擬液邊界之間提供6mm的間隔，且公差為0.2mm。在頭部正中間從前到后平面的1.0cm帶狀區(qū)，制作公差應(yīng)該是1.0mm。人體組織模擬液盛放于人體模型內(nèi)的組織模擬液的電介質(zhì)特性如

11、右表所示（頭部液體）。在頻率范圍內(nèi)的其它未給出的頻點(diǎn)，特性參數(shù)可通過(guò)內(nèi)部插值得到頻率（MHz）相對(duì)介電常數(shù)（r）導(dǎo)電率（）S/m30045.30.8745043.50.8783541.50.9090041.50.97145040.51.20180040.01.40190040.01.40195040.01.40200040.01.40245039.21.80300038.52.40SAR測(cè)量設(shè)備規(guī)格測(cè)量設(shè)備作為一個(gè)完整的系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。探頭與相同的或技術(shù)上相當(dāng)?shù)姆糯笃?、測(cè)量設(shè)備和數(shù)據(jù)采集器一起校準(zhǔn)。最小檢出限應(yīng)低于0.02W/kg，最大檢出限應(yīng)高于100W/kg。在0.01W/kg到100W/k

12、g 的SAR范圍內(nèi)，線性度應(yīng)該在0.5dB以內(nèi)。靈敏度和各向同性應(yīng)在組織模擬液中確定。應(yīng)給出響應(yīng)時(shí)間的指標(biāo)。建議在探頭的偶極子單元附近其封裝套的外直徑不要超過(guò)8mm掃描系統(tǒng)規(guī)格一般要求為了評(píng)估三維SAR分布，裝有探頭的掃描定位系統(tǒng)應(yīng)可以掃描模型的整個(gè)暴露體積。掃描定位系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)不應(yīng)干擾SAR測(cè)量。掃描定位系統(tǒng)應(yīng)該至少通過(guò)三個(gè)參考點(diǎn)和模型相關(guān)聯(lián)，這些點(diǎn)由使用者或系統(tǒng)制造商定義。技術(shù)要求定位準(zhǔn)確度探頭尖端在測(cè)量區(qū)域內(nèi)的定位準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于0.2mm。定位分辨率定位分辨率是每一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)能在其上執(zhí)行測(cè)量的增量。定位分辨率應(yīng)該是1毫米或者更小設(shè)備夾具規(guī)格必須特別注意避免環(huán)境（例如地板、設(shè)備夾具、液體表

13、面）的反射和吸收對(duì)于SAR測(cè)量所造成的重大影響。設(shè)備夾具必須保證設(shè)備能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行定位，并保證在傾斜位置下角度公差在10。夾具必須由低損耗和低介電常數(shù)的材料制成：損耗正切0.05，相對(duì)介電常數(shù)5。測(cè)量設(shè)備CALISARDASY5IndexSAR測(cè)量準(zhǔn)備（1）基本準(zhǔn)備在SAR測(cè)量前24小時(shí)內(nèi)必須對(duì)組織模擬液的電介質(zhì)特性進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量電介質(zhì)特性時(shí)，組織模擬液的溫度應(yīng)與SAR測(cè)量過(guò)程中相同，且溫度變化不能超過(guò)2。（1）對(duì)于300MHz2GHz之間的頻率，測(cè)得的導(dǎo)電率和介電常數(shù)應(yīng)在表1目標(biāo)值的5以內(nèi)。（2）對(duì)于2GHz3GHz之間的頻率，測(cè)得的導(dǎo)電率應(yīng)在表1目標(biāo)值的5以內(nèi)，對(duì)測(cè)得的相對(duì)介電常數(shù)的

14、允許公差可放寬至不超過(guò)表1目標(biāo)值的10，但是必須采用可獲得的配方盡可能地接近表1目標(biāo)值。介電常數(shù)與目標(biāo)值的偏差對(duì)SAR的影響應(yīng)包含在不確定度評(píng)定中。對(duì)于水平布置的人體模型，裝入其中的組織模擬液深度至少應(yīng)在ERP之上15cm。測(cè)量前應(yīng)仔細(xì)攪拌液體，并保證沒(méi)有氣泡。應(yīng)注意避免液體表面的反射，在300MHz3GHz頻率范圍內(nèi)這是靠15cm的液體深度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。液體的粘性不應(yīng)妨礙探頭的移動(dòng)。測(cè)量準(zhǔn)備（2）系統(tǒng)檢查在SAR測(cè)量前必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查。系統(tǒng)檢查的目的在于確保系統(tǒng)工作時(shí)滿足其規(guī)格要求。系統(tǒng)檢查是一項(xiàng)可再現(xiàn)的測(cè)量，以保證系統(tǒng)在進(jìn)行符合性測(cè)量時(shí)可以正常工作。執(zhí)行系統(tǒng)檢查旨在用于檢查短期內(nèi)可能存在的漂

15、移和系統(tǒng)其它的不確定度，例如：液體參數(shù)的變化；組件故障；組件漂移；設(shè)置中的操作失誤或軟件參數(shù)的錯(cuò)誤；系統(tǒng)中的不利條件，例如射頻干擾。系統(tǒng)檢查是一項(xiàng)完整的1g或10g平均SAR測(cè)量。將1g或10g平均SAR測(cè)量值歸一化至標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)源的輸入功率目標(biāo)值，并和相應(yīng)測(cè)量頻率、標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)源以及特定的平坦模型下的1g或10g平均SAR目標(biāo)值進(jìn)行比較。確定各次系統(tǒng)檢查的誤差，必須在系統(tǒng)檢查目標(biāo)值的10之內(nèi)。進(jìn)行系統(tǒng)檢查時(shí)測(cè)量頻率應(yīng)該在被測(cè)設(shè)備中間頻率的10之內(nèi)。系統(tǒng)檢查框圖測(cè)量準(zhǔn)備（3）待測(cè)無(wú)線設(shè)備的準(zhǔn)備應(yīng)該使用被測(cè)無(wú)線設(shè)備自身內(nèi)部的發(fā)射機(jī)。天線、電池和附件都應(yīng)是制造商指定的。測(cè)量前電池應(yīng)充滿電，測(cè)量過(guò)程中不應(yīng)有其它

16、外部電纜連接。使用內(nèi)部測(cè)試程序或適當(dāng)?shù)臏y(cè)試設(shè)備（接著天線的基站模擬器）來(lái)控制設(shè)備的輸出功率和工作頻率（頻道）。對(duì)靠近耳邊使用的情況，無(wú)線設(shè)備應(yīng)被設(shè)置在最高功率電平發(fā)射。電磁照射測(cè)試應(yīng)基于被測(cè)設(shè)備的功能和照射特性來(lái)進(jìn)行。例如：工作模式、天線配置等。對(duì)于最終商業(yè)版本的產(chǎn)品應(yīng)在所有的正常工作配置（沒(méi)有連接任何電纜）下進(jìn)行測(cè)試。在產(chǎn)品上連接線纜很有可能改變產(chǎn)品上的金屬和導(dǎo)電部分的射頻電流分布。此外，如果使用原型樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試，那么必須證實(shí)其商業(yè)版本有完全相同的機(jī)械和電特性。如果這一點(diǎn)得不到保證，就必須重新對(duì)未修改的商業(yè)版產(chǎn)品進(jìn)行抽樣測(cè)試。如果被測(cè)設(shè)備不能在最高的時(shí)間平均功率電平上工作，那么可以在較低的功

17、率上進(jìn)行測(cè)試，然后把測(cè)試結(jié)果按比例換算到最大輸出功率對(duì)應(yīng)的值，前提條件是被測(cè)設(shè)備的SAR響應(yīng)是線性的。被測(cè)設(shè)備相對(duì)于人體模型的定位標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了手機(jī)在頭部模型上的兩種測(cè)試位置 “貼臉”和“傾斜”。手機(jī)應(yīng)在這兩種位置下分別在SAM模型的左側(cè)和右側(cè)進(jìn)行測(cè)試。如果手機(jī)結(jié)構(gòu)特殊，按照標(biāo)準(zhǔn)描述的正常使用位置不能實(shí)現(xiàn)，比如不對(duì)稱的手機(jī)，應(yīng)當(dāng)將手機(jī)定位于代表手機(jī)正常使用狀態(tài)的位置，并在報(bào)告中對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)記錄。被測(cè)設(shè)備參考線的定義典型翻蓋手機(jī)典型直板手機(jī)“貼臉”位置“傾斜”位置“貼臉”和“傾斜”位置的定義測(cè)量頻率被測(cè)設(shè)備應(yīng)當(dāng)在所有的發(fā)射頻道都符合照射標(biāo)準(zhǔn)的要求。但是，在每一頻道下進(jìn)行測(cè)試不切實(shí)際也沒(méi)有必要。對(duì)于手機(jī)的每一工作模式，應(yīng)當(dāng)在最靠近中心發(fā)射頻率的頻道進(jìn)行測(cè)試。如果發(fā)射頻段的帶寬超過(guò)了其中心頻率的1%，那么在發(fā)射頻段的低端頻率和高端頻率的頻道也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行測(cè)試。如果發(fā)射帶寬超過(guò)了其中心頻率的10%，應(yīng)按照下述公式確定測(cè)試頻道的數(shù)目，測(cè)量頻點(diǎn)的選擇測(cè)試程序序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)與要求屬性類(lèi)別1在人體模型頭部左側(cè)貼臉位置，工作在本頻段的中間頻率參見(jiàn)YD/T 1644.1的第5.2章A2在人體模型頭部左側(cè)與臉傾斜15度，工作在本頻段的中間頻率參見(jiàn)YD/T 1644.1的第5.2章A3在人體模型頭部右側(cè)貼臉位置，工作在本