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除上述的电磁辐射对健康的危害外,它还对内分泌系统,听觉,物质代谢,组织器官的形态改变,均可产生不良影响。

3.1.2.2 比吸收率SAR和功率密度S的计算 1 比吸收率SAR

比吸收率通常用来表征人体组织某局域点吸收电磁能的大小。 比吸收率SAR 的定义为生物组织单位时间单位质量所吸收电磁波能量:

ddW?d?dW? SAR?? (1)????? dt?dm?dt??dV?式( 1) 为SAR 的表达式,其单位为w/kg 。在实际测量和计算过程中,多用局部SAR,表达式为:

SAR??2E (2)?式( 2) 中,E 是组织中电场强度的有效值,单位v/m;σ是机体组织的导电率,单位s/m;ρ是机体组织的密度,单位kg/m3。

在实际中,SAR值的计算是一个非常复杂的过程,而起每个人建立的计算模型都不一样,所以计算的结果、精确度等都不一样。计算的方法主要为时域有限差分法(FDTD)。

由于SAR的计算没有一个统一的标准及计算方法,所以为了更方便地检测和管理电磁辐射,用?E??H,B=μH 进行计算简化,得到SAR?B2,即B越大SAR 越大。所以可以通过测量磁感应强度B 的大小,得到手机电磁辐射水平的相对关系,即磁感应强度B 的测量值越大,对应的SAR 越大,手机电磁辐射越大。最终利用电磁学理论和实验近似观点简化SAR 模型,实现通过测量磁感应强度衡量手机的电磁辐射水平。国际上,通常将工频段(即频率50Hz)辐射限值标准取为0.4μT 。

在此,以测量手机的磁感应强度,对比说明怎样使用手机将有效的避免电磁辐射带来更大的伤害。

首先,通过将磁感应测量探头与手机前方固定在一起进行测量,得到数据记入表3-1

表3-1 不同状态手机磁感应强度测量

状态 静止使用 行走使用

待机

0.03 0.07

接通前

磁感应强度/μT

接通瞬间

0.43 2.15

通话

0.84 4.28

0.25 1.87

然后,将测量探头固定在距手机前面板一定距离的地方,使手机与探头不发生相对移动避免影响测量,分别测量在距离手机前面板0,0.5,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5( 单

位: cm) 处手机磁感应强度值,重复5 次求平均值记入表3-2

表3-2 不同距离手机磁感应强度测量

距离/cm

磁感应强度/μT

0 0.43

0.5 0.26

1.5 2 0.13 0.1

2.5 0.07

3 0.04

3.5 0.03

最后,插上耳机,将测量探头与耳机固定在一起,使耳机与探头不发生相对移动避免影响测量,重复5 次求平均值记入表3-3

表3-3 使用耳机接听时手机磁感应强度测量

状态 数值

待机

0.01

接通前

磁感应强度/μT

接通瞬间 0.03

通话

0.12

0.07

通过以上表格的数据分析,可以轻易的得出,生活中打电话时,为了尽量避免手机辐射的影响应 :

1) 通电话的瞬间,尽量远离手机;

2) 通话时,尽量让手机距离大脑一定距离;并且,通话时尽量的静止不动; 3) 打电话时,能用耳机就尽量使用耳机。

2 功率密度S

根据电磁场原理可以得到:

P22S??EZ?HZ (1) 24?R式(1)中,Z 为自由空间波阻抗(377 Ω);P 为发射功率(W);R为离辐射源的距离(m);E 为电场强度有效值(v/m);H 为磁场强度(A/m);S 为功率密度(w/m2)。由式(1)可得相对距离与功率密度及辐射场强的关系为:

P30PR??(2)

4?SE

在计算式(1)时需要满足阻抗匹配的远场条件: c(3) R?2?f式中, c 为光速,3×10^8 m/s;R为测量点距辐射源的距离(m)。

1)移动手机的功率密度S及安全距离

GSM及CDMA 手机所使用的典型频率为800 MHz、900 MHz、1800 MHz 和2 GHz,代入式(3)可知:远场临界距离分别为0.06 m、0.053 m、0.0265 m和0.024 m 。

按照24小时的辐射安全要求,允许的最大功率密度为S=40?w/cm2。对于GSM手机,典型的接通瞬间手机发射的峰值功率为P=2 W,设安全距离为R,由式(2)可得R=

p4?S=0.63 m,但GSM手机的特点是只有1/8的时间在发射电磁波,所有其平均功率为P1=0.25W,即 R1= =0.22 m;而CDMA的手机功率为P2=0.25 W,它的特点是连续地发射电磁波,所以他的安全距离为R2=R1=0.22 m 。

人们通常连续使用手机的时间较短,以接通时间小于6 min 为限,国家规定的功率密度S<1×104?w/cm2。由(2)式可得GSM手机的安全距离R3=0.04m,而CDMA手机的安全距离R4=0.024m 。

通过对比上述数据可知:连续使用手机对人体的伤害是很大的,应尽量避免长时间的通话。

2)手机基站的功率密度S及安全距离

一般的GSM基站天线的高度均在35~55 m,这里采用发射功率为20 W的基站进行计算。将P=20 W代入到(2)式得到下列图标:

功率密度s(w/m^2)

1—10m内的功率密度21.510.5012345678910到天线的距离(m)图 2-1

功率密度

10—35米内的功率密度m^2)0.02

图 2-2

通过图2可以清晰的看到,在距离天线2 m外就已经达到国家的安全功率密度了,在35米开外的功率密度对人体的伤害可以忽略不及。并且有关移动通讯人员的检测结果是基站10 m内的功率密度为0.6?w/cm2,远远小于国家的安全标准要求,与本文计算的理论值相近,足以说明基站对人体的伤害可以忽略。对于采用微蜂窝基站的场所,由于基站密度大,间距小,因此辐射功率和天线增益较小,无论从环境监测部门还是移动通信人员的测量来看,目前移动基站对人体的辐射量符合国家安全标准,且远小于欧美的电磁辐射防护标准。

3.1.2.3 对电磁波的防范措施 1 在生活方面

1) 使用移动电话一般不要连续超过6min, 天线不要紧贴头部,尽量多使用有线电话,

或者采取耳机接听;装有心脏起搏器或心律不齐的人不宜使用手提电话。 2) 使用电脑时,距荧屏应有一臂之遥,不用时应关闭;看电视的距离不宜太近,并且

注意后方及两侧,电视机与个人电脑的后方及两侧所释出的电磁波极强;尤其是少年儿童更不宜长时间看电视和玩游戏机;使用电热毯时,可将床铺预热后关闭电源;尽可能远离电线及所有通电物品。

3) 微波用品不可自行拆卸, 微波炉使用前后检查炉门及观察窗是否密闭、开关是否灵

活;炉边不能有电视机、收音机及天线引线;若发现绞链松动应立即拧紧螺丝;开启微波炉之后,操作者不妨离开现场一会儿。

4) 职业性接触高频电磁波的人,如在高频感应电炉附近工作和从事微波、超短波工作

的人员,屏蔽是防电磁辐射的有效方法,铜丝屏蔽网有一定防护作用。