電磁輻射計(jì)算

1、電磁輻射計(jì)算1.國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：國家環(huán)境保護(hù)局發(fā)布的國標(biāo)“電磁輻射防護(hù)規(guī)定”(GB8702,88) 及衛(wèi)生部發(fā)布的國標(biāo)“環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”(GB9175,88)(1) “電磁輻射防護(hù)規(guī)定”：分職業(yè)照射及公眾照射兩種標(biāo)準(zhǔn)。公眾照射標(biāo)準(zhǔn)要 求高于職業(yè)照射標(biāo)準(zhǔn)，換句話說，能滿足公眾照射標(biāo)準(zhǔn)要求，一定能滿足職業(yè)照射 標(biāo)準(zhǔn)的要求。職業(yè)照射要求在一天24小時(shí)內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場(chǎng)的場(chǎng)量參數(shù)在任意 6分鐘內(nèi)應(yīng)滿足表一要求。公眾照射要求在一天24小時(shí)內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場(chǎng)的場(chǎng) 量參數(shù)在任意6分鐘內(nèi)應(yīng)滿足表一要求。表一2頻率f范圍(MHz)電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m)磁場(chǎng)強(qiáng)度(A/m)功率密度(W/m)0. 13 87

2、0. 25 20330 60/f 150/ 0. 4/ ff303000 28 0. 075 2300015000 f/1500 0. 5 0. 0015 ff1500030000 61 0. 16 10表二2頻率f范IW (MHz)電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m)磁場(chǎng)強(qiáng)度(A/m)功率密度(W/m)0. 13 40 0. 1 40330 12/f 67/ 0. 17/ ff303000 12 0. 032 0. 4300015000 f/7500 0. 22/ 0. 001 ff1500030000 27 0. 073 2（2） “環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”：分一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為安全區(qū)，指 在該環(huán)境

3、電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作、生活的一切人群，均不會(huì)受到任何有害影 響的區(qū)域;二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為中間區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作、生活的 一切人群可能引起潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域。環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表 三。表三2波長(zhǎng)容許場(chǎng)強(qiáng)（V/m）容許功率密度（P W/cm）一級(jí)（安全區(qū)）二級(jí)（中間區(qū)）一級(jí)（安全區(qū)）二級(jí)（中間區(qū)）<10 <25長(zhǎng)、中、短波<5 <12超短波<10 <40微波混合按主要波段場(chǎng)強(qiáng);若各波段場(chǎng)強(qiáng)分散，則按復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)加權(quán)確定2假定基站使用的頻段是900MHz,屬微波頻段。如果按表一來看，功率密度應(yīng) 小于2W/m,2即小于200 口 W/

4、cm。下面的訃算以更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)“環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)” 的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表2三）為依據(jù):功率密度S<10uW/cmo實(shí)際上香港地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)表一。2. 國外標(biāo)準(zhǔn)2. 1. FCC 標(biāo)準(zhǔn)國外采用SAR來定義輻射標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)SAR要求較嚴(yán)的是FCC標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)30MHZ- 15GHZ頻段推薦了兩類輻射標(biāo)準(zhǔn)：1.受控制的輻射極限：0. 4mw/g（人體平均值），峰值8mw/g（對(duì)任何1克人體組織平均），平均時(shí)間6分鐘;2.非控制的輻射極限0. 08mw/g(人體平均值)，峰值1. 6mw/g(對(duì)任何1克人體組織平均)，平均時(shí)間30 分鐘.手機(jī)輻射屬于人不能控制射頻源的非控制輻射。2. 2. SAR的定義

5、特異吸收率(SAR)是指某強(qiáng)度下構(gòu)成元素中增加質(zhì)量而吸收(釋放)的額外能量 的時(shí)間導(dǎo)數(shù)(率)。SAR的單位是瓦/千克(W/kg) o電場(chǎng)某點(diǎn)的SAR可表達(dá) 為:SAR=(a?E?2)/p, o二組織的傳導(dǎo)率(S/m), P二組織的質(zhì)量密度(kg/m3), E = 總的RMS電場(chǎng)強(qiáng)度(V/m) o SAR和某點(diǎn)增加的溫度的關(guān)系為:SAR = (cAT)/At, AT =溫度的變化(刃，At二暴露的時(shí)間(s), c =比熱(Jkg-lC-l)o公式成立前提 是假設(shè)測(cè)量在絕熱條件下進(jìn)行，即熱擴(kuò)散、熱輻射、血液流動(dòng)或出汗導(dǎo)致的溫度調(diào) 節(jié)所造成的熱損失不存在。SAR的測(cè)定程序復(fù)雜，不確定度估計(jì)約為30%

6、。模擬組織的介電特性、大小、 模擬物殼的兒何形狀以及電話相對(duì)于模型的位置等差異都可導(dǎo)致最終SAR結(jié)果的很 大不同。IEEE的SCC34/SC2正為限定各種參數(shù)而進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作。當(dāng)所有 測(cè)試實(shí)驗(yàn)室都用同一套參數(shù)時(shí)，差異會(huì)縮小。即使如此，測(cè)量的復(fù)雜性仍限定只有 特定的實(shí)驗(yàn)室能進(jìn)行此項(xiàng)測(cè)試。3. GSM900允許的接收功率(dBm)國標(biāo)“環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”笫1.2.3條指出，復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上 頻率的電磁波復(fù)合在一起的場(chǎng)強(qiáng)，其值為各單個(gè)頻率場(chǎng)強(qiáng)平方和的根值，可用下式 表示：1/2222E二(E+ E+ E) (1)12n若設(shè)本小區(qū)各信道(載波)發(fā)射功率相同，且同時(shí)發(fā)射，則復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)1/

7、2E二 E*n (2) 1其中:n為信道(載波)數(shù)，E為各單個(gè)信道(載波)所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。n2容許功率密度S<10MW/cm,相應(yīng)的點(diǎn)源天線的接收功率Pr計(jì)算如下：根據(jù)電磁場(chǎng)理論公式2Pr=(, E/2, )G/120 (3)r式中：P：接收功率(W) r，:波長(zhǎng)(m),對(duì)于900MHz頻段,86, =C/f, 3*10/(900*10)=1/3 mG:接收天線增益dBi,對(duì)于點(diǎn)源天線增益為OdBi,即為1 r2 E：電磁波復(fù)合場(chǎng)強(qiáng)(v/m),已知功率密度S二10uW/cm,即22二377S,得 E二6. 14v/m S二0. lW/m 處，代入 E將上述數(shù)值代入(3)式，得-3 Pr=0

8、. 884 X10W,即 Pr二-0. 535dBm (4)此即為符合“環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”(GB9175-88)規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的接收功率。如果按照表2 的標(biāo)準(zhǔn)來看，功率密度應(yīng)小于S二2W/m,貝9計(jì)算出場(chǎng)強(qiáng)E二27.5V/m,相應(yīng)的 接收功率為-317. 74X10W,即 12. 5dBm4.最小距離計(jì)算4. 3. GSM900最小距離汁算假定GSM900基站發(fā)射功率47dBm,天線增益為15dBi,現(xiàn)訃算符合“環(huán)境電磁波衛(wèi)2生標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(功率密度S<10uW/cm)的最小距離do接收點(diǎn)的復(fù)合功率為Pr：Pr二Pt+Gt+Gr-L- Lf-Lb (5)其中:Gt發(fā)射天線增益(

9、取15dBi)Gr接收天線增益(點(diǎn)源天線增益取OdBi)Lf饋線損耗(取2 dB)Lb建筑物穿透損耗(對(duì)于鋼筋水泥建筑，其經(jīng)驗(yàn)值約為20dB,此例取0)L 一傳播損耗山式(5)可得符合標(biāo)準(zhǔn)要求的最小空間傳播損耗LL二Pt-Pr+Gt+Gr - Lf-Lb (6)式中Pr為符合標(biāo)準(zhǔn)的最小接收功率Pr二-0. 535dBmPt=47dBm將相應(yīng)的值代入(6)式可得L, 60. 54dB為方便訃算取L,61dB按自山空間衰耗，在900MHz頻段內(nèi)L和d的關(guān)系，可山下式取得L二32. 44+201gf+201ogd=91. 5+201ogd (7)已知符合標(biāo)準(zhǔn)的最小空間傳播損耗L,可求最小距離，把L二61dB代入上式，可求得d二29. 9m由以上分析可知：當(dāng)正對(duì)天線口距離d, 29. 9米時(shí)(按自由空間損耗計(jì)算)，即 可符合“環(huán)2境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”(GB9175-88)規(guī)定的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(功率密度S10 u W/cm)。2如果按照表一的標(biāo)準(zhǔn)來看，功率密度應(yīng)小于2W/m,則計(jì)算出場(chǎng)強(qiáng)E=27. 5V/m,相應(yīng)的-3接收功率為17. 74X