朱 青 鹽城市產品質量監(jiān)督檢驗所

智能手機SAR值測試與研究

朱 青 鹽城市產品質量監(jiān)督檢驗所

電磁波吸收比值或比吸收率SAR,是手機電磁輻射的重要評估指標。本文主要探討手機SAR的測試及分別在900MHz和1800MHz下發(fā)射頻率和不同距離下手機SAR對人體頭部的大小。

智能手機；電磁輻射；SAR

現(xiàn)如今，我國移動通信正逐步步入4G時代，移動通信已成為人們不可缺少的必需品。當人們在使用手機時，手機向基站發(fā)送無線電波、人體對任何一種無線電波都會或多或少的吸收，當人的臉貼近手機進行通話時，其微波輻射將直接作用在人體頭上如下圖1。

圖1 手機輻射人體頭部示意圖

目前，CCSA、WHO、3GPP、IEC、TTU、 IEEE等國外組織對手機產生的電磁輻射對人體的影響進行了深入的調查研究，建立了重要的評估指標之一—SAR(Specific Absorption Rate)值，中文一般稱為電磁波吸收比值或比吸收率。我國參照相關國際標準，制定了相應的電磁輻射防護規(guī)定和測試標準，限值采用 GB 21288-2007《移動電話電磁輻射局部暴露限值》，規(guī)定任意10g生物組織、任意連續(xù)6min平均比吸收率（SAR）值不得超過2.0w/kg。測量方法采用YD/T 1644.1-2007《手持和身體佩戴使用的無線通信設備對人體的電磁照射--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線通信設備的SAR評估規(guī)程(頻率范圍300MHz-3GHz)》。

大量的實驗數(shù)據(jù)證明各款智能手機SAR值的大小取決于天線種類、位置、外觀設計等因素，而非移動通信網絡技術和技術制式，單就手機的不同品牌、同一品牌的不同型號來說，手機輻射的差別很大、甚至可能相差幾十倍之多。因PIFA式內置天線具有體積小、增益高、剖面較低、且?guī)捪鄬^寬的特點，被現(xiàn)階段流行的智能手機普遍采用。因此本文研究同一款PIFA式內置天線GSM智能手機在分別在900MHz和1800MHz不同距離下SAR的大小。

圖2 SAR值分布的3D圖

表1 不同頻率下距離變化對SAR值得影響

對于SAR測試，工業(yè)界普遍認可的是電場探頭法，基于電場探頭法的SAR測試一般由測量部分和系統(tǒng)自校兩部分組成。手機SAR測試簡要原理如下：（1）利用人體模型仿真，在人體頭部部位填充上與人體特性相同的人體模擬液。（2）將近場測量用的探針裝上，測量電場強度在人體頭部模型里面的分布。（3）利用測量出來電場強度分布、計算出SAR平均值。本文測試在射頻受控環(huán)境中電波暗室中進行，操作員遙控操作。環(huán)境溫度18-25℃，溫度的變化不超過±2℃；避免射頻噪聲、 ELF噪聲（照明系統(tǒng)、探頭定位系統(tǒng)、實驗室電源接地等等）、靜電效應（探頭移動、人的走動等等）對SAR測試值的影響；環(huán)境噪聲（EUT不發(fā)射信號時）小于12 mW/kg。

1.測試步驟

（1）手機在某一位置（貼臉或傾斜150）布置好后，設置處于最大發(fā)射功率狀態(tài)后即可在此狀態(tài)下按步驟進行測試。

（2）在模型內（區(qū)域粗掃階段）測量SAR分布，沿著模型內表面進行掃描，掃描區(qū)域至少比手機和天線發(fā)射的區(qū)域更大。

（3）從所掃描的SAR分布中，確定SAR值的最大位置，同時確定在此最大值2dB以內的局部最大值和該區(qū)域的3D數(shù)據(jù)-。

（4）在（3）步驟確定的位置在一定體積內進行局部細掃，內測出SAR值。

（5）使用系統(tǒng)提供的內插法和外推法來推算由質量平均所需的空間分辨率下局部SAR值。

（6）在以上步驟完全一致的情況下再進行一側參考測量，兩次測量的漂移誤差不得大于5%。

2.測量結果

下圖2為900MHz下手機貼臉或傾斜150時SAR值分布的3D圖，可以發(fā)現(xiàn)人頭模型靠近手機部分的SAR值很大，其SAR值明顯高于其他區(qū)域，隨著逐入深度增加、 SAR值迅速衰減。通過計算仿真得到人體模型中心處的SAR值已經是靠近手機一側SAR的10%以內。下表1為 900MHz 和1800MHz下，手機距離人體頭部不同距離下SAR的變化。

從以上數(shù)據(jù)顯示：手機距離人頭不同距離時， SAR的峰值在隨著手機遠離人頭而迅速衰減，大約距離d每增加2cm，峰值減少約50%。因此在保持手機暢通、話音清楚的前提下，可以盡量使手機遠離人頭，也就是減小SAR值，避免輻射傷害的有效途徑。

[1]申秀美.無線通信系統(tǒng)終端天線的設計與研究[C].2010年

[2]駱建.一種手機電磁輻射快速評估方法的工程分析[J]電子質量 2016年第01期