移動(dòng)電話SAR測量

背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在享受各種家用電器及移動(dòng)終端設(shè)備帶來的便利的同時(shí)，也越來越關(guān)注電磁輻射對人體安全的影響。電磁輻射的測量也成為研究的重要課題。聯(lián)合國人類環(huán)境大會(huì)已經(jīng)將電磁輻射列入除大氣污染、水污染、噪聲污染之后的第四類必須控制的主要污染源。第1頁/共21頁第一頁，共22頁。電磁輻射相關(guān)概念

----參考《電磁輻射原理及危害》電磁輻射定義為能量以電磁波的形式通過空間傳播的現(xiàn)象。按電磁輻射對生物學(xué)作用的不同可分為電離輻射和非電離輻射。電離輻射的量子能量水平較高，可通過電離作用使機(jī)體受到嚴(yán)重的傷害；非電離輻射的量子水平較低，不會(huì)導(dǎo)致機(jī)體組織的電離，其主要生物學(xué)作用是引起組織分子的顫動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，對人體也會(huì)造成某些生理障礙。第2頁/共21頁第二頁，共22頁。電磁輻射相關(guān)概念在電磁波譜中，比紫外線波長更短的X射線、宇宙射線是電離輻射波；紫外線以及波長更長的電磁波（包括可見光波、紅外線、雷達(dá)波、無線電波及交流電波等）是非電離輻射波。我們常見的各種家用電器、電子設(shè)備等裝置產(chǎn)生的都是非電離輻射。只要它們處于通電操作使用狀態(tài)，周圍就會(huì)存在電磁輻射。本報(bào)告關(guān)注的是這部分電磁輻射。第3頁/共21頁第三頁，共22頁。電磁輻射測量相關(guān)概念

-----參見國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射暴露限值和測量方法》基本限值直接依據(jù)設(shè)定的健康效應(yīng)而制定的暴露于時(shí)變的電場、磁場和電磁場的限值。通常難于直接測量。根據(jù)場的頻率，基本限值的物理量分為電流密度（J）、比吸收率（SAR）、功率密度（S）。只有被暴露者體外空氣中的功率密度可以迅速輕易地測量。導(dǎo)出限值用以決定在實(shí)際暴露條件下基本限值是否被超出。是便于測量的量，由基本限值測量或計(jì)算得出。物理量是電場強(qiáng)度（E）、磁場強(qiáng)度（H）、磁通量密度（B）、功率密度（S）和流過肢體的電流（IL）第4頁/共21頁第四頁，共22頁?；鞠拗担罕任章时任章剩⊿AR）定義：在外電磁場的作用下，人體將產(chǎn)生感應(yīng)電磁場。由于人體各器官均為有耗介質(zhì)，因此體內(nèi)電磁場將會(huì)產(chǎn)生電流，導(dǎo)致吸收和耗散電磁能量。SAR的意義為單位質(zhì)量的人體組織所吸收或耗散的電磁功率，其單位是W/kg。4W/kg是國際標(biāo)準(zhǔn)中熱效應(yīng)的基本限值，當(dāng)SAR達(dá)到4W/kg時(shí)會(huì)對人體產(chǎn)生顯著的不良效應(yīng)。SAR=第5頁/共21頁第五頁，共22頁。比吸收率SAR可分為局部SAR和平均SAR。局部SAR可表示為：式中，σ是導(dǎo)電率，ρ是密度，C是人體組織的比熱容，T是人體組織的溫度，E由下式表示：式中，Ex、Ey和Ez是電場分量。第6頁/共21頁第六頁，共22頁。SAR的限值

（美國、韓國）

全身局部手、手腕、足、足踝職業(yè)0.48.020.0公眾0.081.64.0單位：W/kg局部是以1g人體組織對應(yīng)體積的平均值；手、手腕、足、足踝是以10g人體組織對應(yīng)體積的平均值；對于全身是以主要測量區(qū)域的平均值計(jì)算。第7頁/共21頁第七頁，共22頁。SAR的限值

（日本、歐洲、澳洲）全身特定部位手、手腕、足、足踝職業(yè)0.410.020.0公眾0.082.04.0單位：W/kg局部是以10g人體組織對應(yīng)體積的平均值；手、手腕、足、足踝是以10g人體組織對應(yīng)體積的平均值；對于全身是以主要測量區(qū)域的平均值計(jì)算。第8頁/共21頁第八頁，共22頁。SAR測試系統(tǒng)（以測試手機(jī)輻射為例）基本構(gòu)成：人體模型（含人體組織模擬液）掃描定位系統(tǒng)被測物夾具SAR測量裝置第9頁/共21頁第九頁，共22頁。人體模型（簡要介紹）人體組織模擬液導(dǎo)電率和介電常數(shù)應(yīng)該在可以接受的限值之內(nèi)。人體模型的外殼采用的是低損耗的電介質(zhì)材料：為了使常見的探頭定位系統(tǒng)能夠使用這一模型，殼體沿縱向切成左右兩半，因?yàn)闊o法預(yù)知峰值的位置，需要對左右兩部分都進(jìn)行測試。第10頁/共21頁第十頁，共22頁?？v向切分的頭部模型圖第11頁/共21頁第十一頁，共22頁。掃描定位系統(tǒng)一般要求：為了評(píng)估SAR的空間三位分布，掃描系統(tǒng)應(yīng)能夠使固定其上的探針在人體模型的整個(gè)被照射區(qū)域進(jìn)行掃描。掃描系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)不得影響SAR測量。技術(shù)要求：精度：探針尖端在整個(gè)測量區(qū)域的定位精度應(yīng)優(yōu)于±0.2mm。

抽樣分辨率：抽樣分辨率是系統(tǒng)能夠進(jìn)行測量的最小步長，其應(yīng)為1mm或更小。

第12頁/共21頁第十二頁，共22頁。被測物夾具第13頁/共21頁第十三頁，共22頁。被測物夾具基本要求手機(jī)夾具應(yīng)能夠按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求對手機(jī)進(jìn)行定位傾斜角度的誤差容限為±1°夾具應(yīng)由低損耗、低介電常數(shù)的材料制成，即第14頁/共21頁第十四頁，共22頁。SAR測試裝置測試設(shè)備由探頭、功放以及測量裝置組成。當(dāng)前應(yīng)用的探頭基于肖特基二極管檢波器。探頭的輸出信號(hào)是與暴露場E成比例的電壓值。多數(shù)各向同性探頭由三個(gè)小的傳感器和檢波二極管組成，三個(gè)傳感器兩兩正交?？傠妶鰹槿齻€(gè)電場分量的均方根。在二極管平方律區(qū)域，傳感器輸出電壓與相應(yīng)場分量的均方成比例。超出此范圍的輸出電壓被壓縮，因此需要?jiǎng)討B(tài)范圍的線性化。為滿足以上特性，電場探針中每一個(gè)感應(yīng)體的長度應(yīng)不超過5mm。第15頁/共21頁第十五頁，共22頁。SAR測試裝置檢出限最小的測量下限應(yīng)低于0.02W/kg最大的測量上限應(yīng)大于100W/kg在檢出限范圍內(nèi)的線性度應(yīng)在±0.5dB之內(nèi)在檢出限范圍內(nèi)的各向同性應(yīng)在±1dB之內(nèi)靈敏度、線性、各向同性應(yīng)在“人體組織模擬液”中測定第16頁/共21頁第十六頁，共22頁。EUT的測試位置EUT應(yīng)在“緊貼臉頰”位置和“傾斜15度”兩種相對于頭部模型的位置進(jìn)行測試；EUT應(yīng)分別在模型的左側(cè)和右側(cè)進(jìn)行測試；如果EUT結(jié)構(gòu)特殊，比如不對稱的EUT，此時(shí)應(yīng)當(dāng)將EUT定位與代表其正常使用狀態(tài)的位置，并對此進(jìn)行詳盡的記錄。第17頁/共21頁第十七頁，共22頁。EUT的測試位置第18頁/共21頁第十八頁，共22頁。測試方法被測設(shè)備、人體模型和探頭應(yīng)放置在吸波室中，其余設(shè)備或操作者應(yīng)在吸波室以外；將被測設(shè)備放置在人體模型的適當(dāng)位置，并開始對模型進(jìn)行暴露；控制探頭，使探頭在人體模型的縱截面和橫截面上以一定的距離步長移動(dòng)，每移動(dòng)一次位置，讀取一次數(shù)值；應(yīng)用公式計(jì)算SAR值第19頁/共21頁第十九頁，共22頁。謝謝！第20頁/共21頁第二十頁，共22頁。感謝您的觀看！第21頁/共21頁第二十一頁，共22頁。內(nèi)容總結(jié)背景。按電磁輻射對生物學(xué)作用的不同可分為電離輻射和非電離輻射。是便于測量的量，由基本限值測量或計(jì)算得出。定義：在外電磁場的