3G手机再现辐射之争：iPhone诺基亚卷入其中

鹤无声 · 发表于 2012-1-30 08:36

就在韩国日前通过对手机按辐射程度分级的法规后，手机的辐射问题再度引人关注。只不过，此次手机辐射不再仅是2G时代的GSM和CDMA环保手机之争，而是3G手机辐射问题，甚至iPhone手机也卷入其中。　　3G手机辐射再受关注
　　手机到底有多大辐射以及对人体有多大伤害，迄今并无定论，而韩国日前的一个做法再次撩拨了人们的神经。
　　起因是韩国春节前要求从今年6月起，在手机和平板电脑等外包装上标注电子辐射强度等级，使消费者无需测量就可以知道辐射的真实伤害值。
　　手机辐射问题由来已久，10年前的2001年年底，中国联通(微博)上马CDMA时就曾将“辐射低、更环保”作为CDMA手机的主要优点之一大为宣传，并直指GSM手机辐射高。而近半年来，手机辐射问题再度引发人们的讨论。
　　去年5月31日，总部设在欧洲的世界卫生组织下属的国际肿瘤研究机构还将手机射频电磁场列为可能导致人类癌症的物质，认为“需充分评估使用手机可能造成的长期后果”。
　　去年11月，印度政府颁布了手机和信号塔台的辐射标准，规定今后印度手机销售商必须在手机机身及销售柜台上都明确标示该手机的辐射等级。
　　就在当月底，香港又风传苹果iPhone手机所产生的辐射值超标，会对用户的身体造成伤害。
　　而在内地，有用户自己用小型仪器测试，得出一款诺基亚(微博)的E8手机的辐射值在1000-2000之间浮动。而其它手机都在10至40之间。该用户由此认为“诺基亚E8手机辐射惊人”。
　　3G手机辐射值对比
　　“拿小型设备是不可能测出手机的辐射值的。手机辐射的测试，专业上称为比吸收率，也叫SAR，要在专业的实验室里进行，它要有一些相关的非常大型的设备，要有人体的模型，要有机械手，还有一些控制程序，用非常严格的程序和方法去进行测定，才能够准确地测出数值来。”中国泰尔实验室副总工程师张翔如此认为。
　　据介绍，国际和国内都早就对手机辐射有严格的检测标准，SAR就是人体每单位公斤容许吸收的辐射量，这个SAR值代表辐射对人体的影响，SAR值越低，辐射被吸收的量越少。
　　在2G时代，CDMA手机比GSM的SAR值低，这早已成为共识。北京电视台《7日7频道》节目曾报道，戴尔(微博)公司曾召回更换的AC电源适配器又出问题：在用户使用更换后的AC电源适配器通过外接电源使用笔记本电脑时，如果在笔记本电脑周围有手机来电或者接收短消息，电源适配器会误以为是周围有强磁场干扰而自动切断电源。但有趣的是，电源适配器只受到GSM网络手机信号的影响，而CDMA网络的手机信号则不会导致该电源适配器关闭。
　　不过，3G时代的3G手机的辐射情况如何呢？美国环境工作组于去年9月公布了一份报告，采集了市面上的数十款主流手机进行辐射评测，以此来判断较安全和较危险的手机。其报告显示，辐射量最低的手机是LG的Quantum，辐射量仅为0.35W/kg，为CDMA2000制式，辐射量最高的手机是摩托罗拉(微博)Bravo和Droid 2 Global，辐射量分别为1.59 W/kg和1.58 W/kg，均为WCDMA制式。另一款辐射较高的黑莓(微博)8820的辐射值为1.58W/kg，为GSM制式。
　　在国内，各款手机的说明书中则标明了其辐射值，即SAR值。诺基亚以GSM或WCDMA标准为主，其N8手机的SAR值为1.02W/kg，N97为0.67W/kg，C3为1.09W/kg，5230则为1.10W/kg。索尼爱立信的手机制式基本与诺基亚一样，其U_1手机的SAR值为1.58W/kg，T707为0.62W/kg。而CDMA手机摩托罗拉ME811的SAR值为0.447W/kg；中国电信(微博)向HTC(微博)定制的一款CDMAGSM手机“双擎S”的说明书最后一页也标明其SAR值为0.447W/kg。
　　iPhone不存在辐射超标
　　可以看出，CDMA在3G时代的辐射值仍低于GSM的后续标准WCDMA手机。
　　不过，业内同时认为，无论是WCDMA手机还是CDMA2000手机，只要是通过了国家检测的正规品牌3G手机，其SAR值就在合格范围之内，对人体没有伤害。
　　在欧洲，SAR最高允许值为2W/kg，而在美国、加拿大最高允许值为1.6W/kg。我国沿用的是欧洲标准，因为我国市场上过去更多的是与欧洲相同的GSM手机，为了照顾GSM手机，因此比主要采用CDMA的美国标准尺度略宽些。
　　即便是iPhone手机，美国环境工作组的报告显示，iPhone手机各类产品中辐射量最高的是iPhone 3GS，为1.19W/kg，iPhone 4的辐射量为1.17W/kg，而iPhone 3G只有1.03W/kg，这些iPhone手机也均在正常范围之内，“iPhone导致不育”也没有任何科学依据。
　　上述报告还指出，手机信号越弱，辐射越严重。因此，3G手机的实际辐射程度还受3G信号的影响。

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鹤无声 · 发表于 2012-1-30 08:39

针对手机与基站的电磁辐射分析与研究
目前，手机逐渐成为现代生活的必需品，而关于公众移动电话基站和手机电磁辐射问题的报道也逐渐增多，越来越多的人开始关注电磁辐射对健康的影响。

一般人们会认为公众移动电话基站的电磁辐射较大，担心其会影响身体健康，而对于体积小、功率小且没有明显天线的手机，则会认为其比基站的电磁辐射强度要小。那么，手机与公众移动电话蜂窝基站的电磁辐射强度哪个危害较大？本文通过介绍国家和国际有关手机与基站电磁辐射标准，以及具体测试数据，来分析它们的电磁辐射情况。

1 “电磁辐射”的定义
一般地，电磁辐射（electromagneticradiation）定义为能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。

电磁辐射发生在无线电的各个频段：有甚低频到甚高频的无线电波，还有频率更高的红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线及宇宙射线等等。电磁辐射衍生的能量大小，取决于无线电频率的高低，频率越高，能量越大。一般来说，电磁辐射可以分为“电离辐射”和“非电离辐射”两类。

例如X射线、γ射线和宇宙射线产生的能量，足以破坏人体组织结构的分子，甚至可以使原子和分子电离化。这种辐射也称为“电离辐射”。

而我们常见的电磁辐射，大部分是频率为9kHz～300GHz的无线电发射设备或工、科、医电子产品所产生的，其发射频率较低，能量也较弱，远没达到将分子分解的能量。所以这类辐射也称为“非电离辐射”。

2 电磁辐射限值
2.1SAR值

国际上，FCC、ICNIRP（国际非电离性照射保护委员会）、IEEE等机构先后制定了电磁辐射对人体影响的衡量技术标准，通常用SAR（SpecificAbsorptionRate，比吸收率）表示单位时间内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量。目前通用的标准有两个，一个是欧洲标准2W/kg，一个是美国标准1.6W/kg。根据国际电信联盟和国际卫生组织推荐的衡量手机辐射的技术标准SAR值的要求，GSM和窄带CDMA手机的电磁辐射必须在国际权威卫生组织认证的许可范围以内。

我国实施的《电磁辐射与防护》(GB8702-88)标准中，公众照射标准为：在1天24小时内，任意连续6分钟按全身平均的比吸收率应小于0.02W/kg；职业照射标准为：在1天24小时内，任意连续6分钟按全身平均的比吸收率（SAR）应小于0.1W/kg。对比表1可以看出，我国目前实行的标准远比其他国家严格。

2.2电场强度和功率密度

手机辐射的基本限值是以SAR值来衡量的，其SAR值的测量是在屏蔽室中进行的。而我们生活的空间无线电波复杂程度远远超过屏蔽室，这使人们比较难以接受SAR值的概念。

我国的《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)定义了微波频段电磁波卫生标准。

一级安全区：指在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群，均不会受到任何有害影响的区域，要求电磁辐射强度<10μＷ/cm2。二级中间区：指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群可能引起潜在性不良反应的区域，容许电磁辐射强度<40μＷ/cm2。

3 手机与基站电磁辐射测试
依照《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)等国家标准要求的实测方法，我们采用EMR-300辐射测量仪、在相对屏蔽的屏蔽室（绝对屏蔽室内，移动电话没有下行信号）等条件下尽可能地让移动电话工作在最大输出功率状态，使用模拟对比法与仿真法对不同厂家生产的、不同类型的多款GSM、CDMA、PHS移动电话机，分别在距手机5cm～8cm、12cm～14cm、20cm处进行了多次测试。其中12～14厘米和20厘米处的测量数值都比较小，满足有关限值要求。而我们更关心的是符合人们使用手机习惯的5～8厘米距离的情况。

这次的实测结果表明：在此实验条件下，不同厂家生产的不同类型的移动电话，其辐射场强虽有一定差别，但电磁辐射强度都远远超过国家标准。

鹤无声 · 发表于 2012-1-30 08:40

我们对某移动基站进行了相关测量。

离基站发射天线半径5米内的测试点功率密度基本都超过10μW/cm2（超过国家标准）；而10米外的测量值都比较小。

4 手机与基站的电磁辐射分析
当人们使用手机时，手机会向发射基站传送无线电波，基站也会向手机发射无线电波。手机天线与受话器等紧贴着耳朵，天线距离头部只有2～5cm，头部处于手机的近场辐射区，其受到的电磁辐射是比较大的；而一般公众移动电话基站距离市民活动区域大概有15米到50米，就处于其辐射场中的人而言，属于远场辐射范围，并且电磁辐射对人体作用是整体或全方位分散的。

离天线越远，电磁辐射强度越小，在理想的情况下，某一点的电磁辐射强度（用功率密度表示）与该点到天线的距离的平方成反比，即：在距离天线1厘米处的电磁辐射强度要比在10厘米处的强度大100倍。假设普通手机的功率为1瓦，距离头部10厘米进行通话，在理论上来说，这时所接受的电磁辐射强度等同于在功率高达10，000瓦基站的10米之外的电磁辐射强度。事实上，公众移动电话基站的辐射功率多数都在20瓦以下。这种情况下，公众移动电话基站的电磁辐射强度不及手机的五百分之一，即可以忽略不计了。

移动电话机和公众移动电话基站的电磁辐射强度实测的结果也与以上的理论分析较为吻合。在距离移动电话基站天线10米之外，辐射强度是比较小的，均在10μW/cm2以下,而在本文所述实验条件下、距离手机天线5厘米处的辐射强度几乎在50mW/cm2以上。

实际上，基站的发射功率取决于手机与基站的通信距离以及用户数量，现有的GSM、CDMA系统都采用微蜂窝覆盖，设置了成千上万的小功率基站，基站的发射功率减小使电磁辐射强度也相应减弱。目前公众移动通信网是非常成熟的，有些小区基站的覆盖半径只有几十米；同时，这种微蜂窝基站覆盖系统减少了手机的电磁辐射强度，因为如今的GSM、CDMA、PHS等手机，都有功率调节功能，手机搜索到的信号越好、距离基站越近，其发射功率就越小。本文所做的测试是在手机最大输出功率条件下进行的，所以，在实际使用手机的过程中，其辐射强度远比测量值要小。

5 结论
通过上面的实地测试与分析，我们可以得出以下结论：

(1)任何无线电发射装置，都会产生电磁辐射。从这个角度上看，绝对的“绿色手机”是不存在的。

(2)目前标准规定的手机辐射限值，一般比可能引起危险的辐射剂量要小50倍，所以，使用手机时应尽量选用符合标准的

鹤无声 · 发表于 2012-1-30 08:41

手机电磁辐射的性能要求

作者：华宇科技(南京)有限公司班万荣肖霖

摘　要：随着信息技术的发展，人们在享受无线通信设备带来的各种便利时，也日益关注无线通信终端的电磁辐射对人体健康的影响。研究人员正通过对手机电磁辐射的测量和研究，制定一个减少对人体伤害的标准。本文简介了目前一些国家和地区对电磁辐射的测量方法和标准，让人们深入了解手机的电磁辐射对人体的影响。
关键词：SAR；GSM；CDMA；电磁辐射

Performance Demand of Mobile Phone′s Electromagnetic Emanation
BAN Wanrong，XIAO Lin
(Arima Technology (Nanjing) Co, Ltd. RF Engineer Postcode，Nanjing,210003，China)
Abstract：With development of information technology, whe n people enjoy all kinds advantages of wireless communication, the electromagnet icemanation influence of wireless communication terminal to body′s c ondition is increasingly concerned Now researchers are measuring and investigating the electromagnetic emanation of mobile phone, and a standard to reduce body′s har m is constituted. In this paper, the measurement method and standard of electro magnetic emanation used in some countries and regions at present is introduced, and this will make people understand the electromagnetic emanation influence of mobile phone deeply
Keywords：SAR；GSM；CDMA；electromagnetic emanation

手机在接收和发送信号时，射频部分会向外发送电磁波，人体在电磁场的作用下会产生一定的反应。原因是在外电场的作用下，人体将产生感应电磁场，由于人体各个器官均为有耗介质，因此体内电磁场会产生电流，导致吸收和耗散电磁能量。

各国政府对无线通信终端的这项指标一直十分重视，欧洲、美国、澳大利亚、新西兰、日本和韩国等都已制定了本地区或本国的“射频和微波辐射管理” 法规或指令。

国际上在确定电磁辐射的基本限制时，采用比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)。定义为生物体单位时间(s)、单位质量(kg)所吸收的电磁辐射(照射)能量，其单位是W/kg。

ICNIRP(国际非电离辐射防护委员会 )导则中限值的根据：

(1) 4 W/kg是热效应的基本限值，当SAR达4 W/kg时会对人体产生显著的不良效应。
(2) 在该基本限值的基础上，采用10倍的安全系数作为职业人群接受照射的限值为0.4 W/k g。
(3) 在该基本限值的基础上，采用50倍的安全系数作为普通人群接受照射的限值为0.08 W/ kg。

1 GSM与CDMA的SAR比较

目前，手机主要采用G网和C网，从按照标准测得的数据来看，虽然GSM手机与CDMA手机采用的原理不同，但两者的SAR值却相当。原因是在按照标准的要求进行手机SAR测量时，手机全速率移动情形下以最大发射功率发射。GSM和CDMA手机的平均等效辐射功率是相当的。GSM手机是按照时分多址的方式工作，峰值功率约为2W。但在实际使用过程中，只在1/8的时间发射，而SAR值的测定是一个较长时间的平均，他的发射功率经过了一个时间平均的过程，最终在250 mW左右。CDMA按码分多址的方式工作，最大功率一般为250 mW，但由于在实际使用过程中他的功率发射是连续的，因此其最大发射功率基本上是其连续功率，这样导致二者的SAR测量值差别不大。

在实际通信中，由于功率控制的原因，手机并不是总以最大功率发射。在某个时刻某个地点，手机的实际发射功率取决于环境、系统对通信质量的要求和语音激活等诸多因素。实际上取决于系统的链路预算。对于GSM系统，手机在随机接入阶段没有功率控制，为保证接入成功，手机以系统允许的最大功率发射 (通常是手机的最大发射功率)。在分配专用信道后，手机会根据基站的指令调整其发射功率，调整步长通常为2 dB，调整的频率为60 ms/次。

对于CDMA系统，采用开环和闭环功率控制结合的方案。在随机接入状态下，手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率；如果在规定时间内没有得到基站的应答信息，手机会加大发射功率；如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息，手机会再加大发射功率。这个过程重复下去，直到收到基站的应答或达到设定的最多尝试次数为止。在通话状态下，每1.25 ms基站会向手机发送一个功率控制命令信息，命令手机增大或减少发射功率, 步长为1 dB。

常听到一些人说GSM移动电话引起的干扰噪音是电磁辐射、对人体有害。这其实是一种误解，从理论上解释，这是一种电磁兼容现象，称为无意干扰信号。这种干扰的来源是“调幅射频包络”，他是由时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)必要的脉冲串发射引入的。移动电话所发射的无线电信号的帧和脉冲串的频率范围是50~200 Hz。当手机靠近音箱或者固定电话机时，音频设备中的模拟语音电路含有的某些非线性元件可以耦合并解调这种具有幅度调制包络的射频信号。解调下来的信号经过音频放大器放大就在音箱或固定电话机上表现为持续的啸叫声。不光是音频设备，几乎所有的电子设备都面临着移动电话的这种干扰，由于CRT显示器的场扫描频率也是在工频附近，所以CRT显示器也面临着类似的干扰，只是表现为屏幕显示的抖动、扭曲等。

这虽然是一种干扰，但如果固定电话机或者电脑显示器有较好的抗干扰防护（如某些品牌电话机），就不会产生这种现象。

2 SAR测量

对SAR测量系统的总体要求：人体模型（含人体组织模拟液）；被测物夹具；扫描定位系统；SAR测量装置。

2.1SAR测量过程

(1) 在人体模型内表面10 mm范围内的某一点测量局部SAR值，该测量点应当靠近耳朵部位。
(2) 持续步骤(1)的测试3 min，验证该点SAR值的变化在-5%~+5%的范围内，以确保移动台本身的电子线路指标没有漂移。
(3) 测量人体模型内SAR分布。空间步长应小于20 mm，如果用表面扫描，则探针几何中心和人体模型内表面的距离应小于8 mm，并保持恒定（误差在-5% mm~+5% mm内）。如果用体积扫描，则扫描的体积应尽可能接近人体模型内表面(小于8 mm),步长应小于或等于5 mm。扫描深度应达到25 mm，然后进行步骤(6)。
(4) 从扫描的SAR分布图，找到最大SAR值的位置。并找到超过最大SAR值50%的局部SAR值的位置。
(5) 以小于5 mm的步长，30 mm×30 mm×25 mm的最小体积测量SAR值，分离的网格测试点应集中在SAR最大值处。
(6) 用标准定义的插值法和外推法，在质量平均所需的空间分辨率下确定局部SAR值。
(7) 重复在步骤(1)中在起始测试点的测试，如果在步骤(2)中的最终测试值和步骤(1)中的测试值相差大于5%，则用充满电的电池重新进行测试，或者将漂移值计入不确定度评估里。

3结语

人们在享受科技带来新生活的同时，也越来越关注自己的健康。SAR的测量要求在专业的实验室中进行，我国已建有自己的SAR测量实验室，并制定了测量规则。