電磁輻射sar測試說明

1、電磁輻射（SAR）測試說明,工業(yè)和信息化部電信研究院周 鎰,手機(jī)的電磁輻射問題一直是公眾密切關(guān)注的問題。歐洲和北美地區(qū)早在上個世紀(jì)90年代就分別制定強(qiáng)制要求開展相關(guān)檢測。國際上的限值標(biāo)準(zhǔn)有分歧歐洲：10g平均2.0W/kg北美：1g平均1.6W/kg,國內(nèi)自2001年起有關(guān)部門就展開相關(guān)的研究和調(diào)查工作。限值標(biāo)準(zhǔn)的制訂是一大難題制訂松了不能有效的保護(hù)人民群眾的健康制訂嚴(yán)了又會限制行業(yè)的發(fā)展。 另外大多數(shù)國產(chǎn)手

2、機(jī)企業(yè)根本沒有電磁輻射（SAR）的相關(guān)概念，更遑論進(jìn)行這方面的技術(shù)儲備，如果開展強(qiáng)制性檢測的話，在當(dāng)時的條件下無論采用何種標(biāo)準(zhǔn)都會給國內(nèi)企業(yè)帶來很大的壓力。,信息產(chǎn)業(yè)部決定自2005年正式開展手機(jī)電磁輻射入網(wǎng)檢測。要求：檢測同時給出1g平均和10g平均的電磁輻射（SAR）值并不作出合格與否的判定。,國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況,為配合入網(wǎng)測試工作的開展，2004年發(fā)布了YD/C 《無線通信終端電磁輻射測量方法 》；2007年信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布行

3、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1644.1《手持和身體佩戴使用的無線通信設(shè)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(shè)備的SAR評估規(guī)程（頻率范圍300MHz-3GHz） 》該標(biāo)準(zhǔn)是目前電磁輻射（SAR）進(jìn)網(wǎng)檢測的方法標(biāo)準(zhǔn)2007年年底，由中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所等多個部門歷時五年制訂的國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 21288《移動電話電磁輻射局部暴露限值》由國家質(zhì)檢總局正式發(fā)布。,國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況

4、（2）,標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定：暴露限值任意10克生物組織、任意連續(xù)6min平均比吸收率（SAR）值不得超過2.0W/kg。 標(biāo)識要求所有提供公眾靠近人體頭部使用的移動電話應(yīng)標(biāo)識下列內(nèi)容：在產(chǎn)品說明書中應(yīng)以黑體字表示：“本產(chǎn)品電磁輻射比吸收率（SAR）最大值為X.X W/kg，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 21288-2007的要求。”，并鼓勵在產(chǎn)品外包裝上標(biāo)明電磁輻射比吸收率（SAR）最大值。在產(chǎn)品說明書上應(yīng)標(biāo)明心臟起搏器、助聽器、植入耳渦

5、等使用者在使用本產(chǎn)品時需注意的事項(xiàng),入網(wǎng)開展情況,工信部電信研究院作為檢測單位，自2005年起至2011年6月已經(jīng)檢測手機(jī)一萬五千多部。,表1 2005年至今入網(wǎng)檢測手機(jī)數(shù)量以及不合格率情況（注：1g平均結(jié)果）,表2 2005年至今入網(wǎng)檢測手機(jī)數(shù)量以及不合格率情況（注：10g平均結(jié)果）,,圖1 歷年入網(wǎng)檢測手機(jī)數(shù)量以及不合格率情況（注：1g平均結(jié)果）,,圖2 歷年入網(wǎng)檢測手機(jī)數(shù)量以及不合格率情況（注：10g平均結(jié)果）,不判定

6、－>判定,目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)到位，測試技術(shù)已經(jīng)成熟。從上述數(shù)據(jù)可以看到，歷年來隨著國內(nèi)研發(fā)和生產(chǎn)制造水平的不斷提高，國產(chǎn)手機(jī)的電磁輻射合格率也越來越高。 通過后期整改改善電磁輻射（SAR）值的手段有限，而且會影響到手機(jī)的通話質(zhì)量。電磁輻射問題需要自手機(jī)設(shè)計(jì)階段開始考慮，進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，這必然導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)的成本增加。在現(xiàn)階段電磁輻射（SAR）值不作為強(qiáng)制指標(biāo)的情況下，也不排除極少數(shù)企業(yè)為了降低成本而犧牲電磁輻射指標(biāo)的情形出現(xiàn)。

7、本次項(xiàng)目調(diào)整后按照GB 21288的要求執(zhí)行，作為判定項(xiàng)，沒有過渡期。限值：所有檢驗(yàn)項(xiàng)目中，給出最大的峰值空間平均SAR值（10g體積平均）作為檢測的總結(jié)果。該值小于2.0W/kg，判為合格；否則判為不合格,測試項(xiàng)目介紹,電磁輻射性能測試目的：通過SAR（比吸收率）測試評定手機(jī)的電磁輻射大小；測試意義：保護(hù)了人民群眾的健康提高了手機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量增強(qiáng)了手機(jī)產(chǎn)品的出口競爭力,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)GB 21288-2007移動電

8、話電磁輻射局部暴露限值YD/T 1644.1-2007手持和身體佩戴使用的無線通信設(shè)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(shè)備的SAR評估規(guī)程（頻率范圍300MHz-3GHz）,SAR的定義,比吸收率（SAR）－specific absorption rate給定密度（?）的體積微元（dV）內(nèi)質(zhì)量微元（dm）所吸收（消散）的能量微元（dW）對時間的微分值就是SAR：,,SAR也可以用下面任

9、意一個式子得到：,,,,式中：SAR——比吸收率，單位是瓦特每千克；E——組織內(nèi)電場強(qiáng)度的rms值，單位是伏每米；σ——介質(zhì)導(dǎo)電率，單位是西門子每米；ρ——組織密度，單位是千克每立方米；ch——組織的比熱容，單位是焦?fàn)柮壳Э撕烷_爾文； ——組織內(nèi)初始時刻溫度對時間的微分，單位開爾文每秒。,,測量系統(tǒng)一般性說明,SAR測量系統(tǒng)主要由人體模型、電子測量儀器、掃描定位系統(tǒng)和被測設(shè)備夾具等組成。測量應(yīng)通過自動定位的迷你小型場

10、強(qiáng)探頭測量模型內(nèi)部的電場分布來進(jìn)行。根據(jù)測得的場強(qiáng)值可以計(jì)算出SAR的分布以及峰值空間平均SAR。進(jìn)行測量的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該滿足以下環(huán)境條件：環(huán)境溫度在18℃到25℃之間，測量過程中液體溫度變化不能超過±2℃；環(huán)境電磁噪聲不能超過0.012 W/kg（下檢出限0.4W/kg的3%）；被測無線通信設(shè)備不能連接到本地公眾通信網(wǎng)；反射、輔助射頻發(fā)射機(jī)等的影響應(yīng)該小于測得SAR值的3?。測量設(shè)備的制造商必須聲明其產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)

11、新系統(tǒng)投入使用或者對系統(tǒng)作出任何修改時（例如，新的軟件版本、使用了不同的數(shù)據(jù)采集器、或者使用了不同的探頭等等），至少一年要執(zhí)行一次按照標(biāo)準(zhǔn)的附錄D進(jìn)行的系統(tǒng)驗(yàn)證。,人體模型（1）,標(biāo)準(zhǔn)的模型形狀是根據(jù)人體學(xué)研究中90％成年男子頭部的研究報告而制定的，模型的耳朵模擬人使用手持設(shè)備時耳朵的扁平狀態(tài)。 點(diǎn)M是嘴部參考點(diǎn)，LE是左耳參考點(diǎn)（ERP），RE是右耳參考點(diǎn)（ERP）。這些必須標(biāo)注在模型的外表面上便于根據(jù)模型進(jìn)行無線設(shè)備的重復(fù)定位,人

12、體模型（2）,模型的外殼材料應(yīng)該對于組織模擬液配方中用到的化學(xué)成分具有抵抗力。包括耳朵間隔在內(nèi)的人體模型的外殼應(yīng)該由低介電常數(shù)、低損耗材料制成（ tan(δ)≤0.05,ε≤5 ）。與SAM標(biāo)準(zhǔn)模型的CAD文件相比，人體模型的形狀制造公差應(yīng)小于±0.2mm。除了耳朵及其延伸部分外，在手機(jī)投影內(nèi)的任何區(qū)域，殼體的厚度為(2±0.2)mm。低損耗的耳朵間隔器（與頭部模型相同的材料）應(yīng)該在ERP和組織模擬液邊界之間提供6m

13、m的間隔，且公差為±0.2mm。在頭部正中間從前到后平面的±1.0cm帶狀區(qū)，制作公差應(yīng)該是±1.0mm。,人體組織模擬液,盛放于人體模型內(nèi)的組織模擬液的電介質(zhì)特性如右表所示（頭部液體）。在頻率范圍內(nèi)的其它未給出的頻點(diǎn)，特性參數(shù)可通過內(nèi)部插值得到,SAR測量設(shè)備規(guī)格,測量設(shè)備作為一個完整的系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。探頭與相同的或技術(shù)上相當(dāng)?shù)姆糯笃?、測量設(shè)備和數(shù)據(jù)采集器一起校準(zhǔn)。最小檢出限應(yīng)低于0.02W/kg，最大檢

14、出限應(yīng)高于100W/kg。在0.01W/kg到100W/kg 的SAR范圍內(nèi)，線性度應(yīng)該在±0.5dB以內(nèi)。靈敏度和各向同性應(yīng)在組織模擬液中確定。應(yīng)給出響應(yīng)時間的指標(biāo)。建議在探頭的偶極子單元附近其封裝套的外直徑不要超過8mm,掃描系統(tǒng)規(guī)格,一般要求為了評估三維SAR分布，裝有探頭的掃描定位系統(tǒng)應(yīng)可以掃描模型的整個暴露體積。掃描定位系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)不應(yīng)干擾SAR測量。掃描定位系統(tǒng)應(yīng)該至少通過三個參考點(diǎn)和模型相關(guān)聯(lián)，這些點(diǎn)由使用者

15、或系統(tǒng)制造商定義。技術(shù)要求定位準(zhǔn)確度探頭尖端在測量區(qū)域內(nèi)的定位準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于±0.2mm。定位分辨率定位分辨率是每一個測量系統(tǒng)能在其上執(zhí)行測量的增量。定位分辨率應(yīng)該是1毫米或者更小,設(shè)備夾具規(guī)格,必須特別注意避免環(huán)境（例如地板、設(shè)備夾具、液體表面）的反射和吸收對于SAR測量所造成的重大影響。設(shè)備夾具必須保證設(shè)備能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行定位，并保證在傾斜位置下角度公差在±10。夾具必須由低損耗和低介電常數(shù)的材料制

16、成：損耗正切≤0.05，相對介電常數(shù)≤5。,測量設(shè)備,CALISAR,DASY5,IndexSAR,測量準(zhǔn)備（1）,基本準(zhǔn)備在SAR測量前24小時內(nèi)必須對組織模擬液的電介質(zhì)特性進(jìn)行測量。測量電介質(zhì)特性時，組織模擬液的溫度應(yīng)與SAR測量過程中相同，且溫度變化不能超過±2℃。（1）對于300MHz~2GHz之間的頻率，測得的導(dǎo)電率和介電常數(shù)應(yīng)在表1目標(biāo)值的±5?以內(nèi)。（2）對于2GHz~3GHz之間的頻率，測得的導(dǎo)

17、電率應(yīng)在表1目標(biāo)值的±5?以內(nèi)，對測得的相對介電常數(shù)的允許公差可放寬至不超過表1目標(biāo)值的±10?，但是必須采用可獲得的配方盡可能地接近表1目標(biāo)值。介電常數(shù)與目標(biāo)值的偏差對SAR的影響應(yīng)包含在不確定度評定中。對于水平布置的人體模型，裝入其中的組織模擬液深度至少應(yīng)在ERP之上15cm。測量前應(yīng)仔細(xì)攪拌液體，并保證沒有氣泡。應(yīng)注意避免液體表面的反射，在300MHz~3GHz頻率范圍內(nèi)這是靠15cm的液體深度來實(shí)現(xiàn)的。液體

18、的粘性不應(yīng)妨礙探頭的移動。,測量準(zhǔn)備（2）,系統(tǒng)檢查在SAR測量前必須對系統(tǒng)進(jìn)行檢查。系統(tǒng)檢查的目的在于確保系統(tǒng)工作時滿足其規(guī)格要求。系統(tǒng)檢查是一項(xiàng)可再現(xiàn)的測量，以保證系統(tǒng)在進(jìn)行符合性測量時可以正常工作。執(zhí)行系統(tǒng)檢查旨在用于檢查短期內(nèi)可能存在的漂移和系統(tǒng)其它的不確定度，例如：液體參數(shù)的變化；組件故障；組件漂移；設(shè)置中的操作失誤或軟件參數(shù)的錯誤；系統(tǒng)中的不利條件，例如射頻干擾。系統(tǒng)檢查是一項(xiàng)完整的1g或10g平均SAR測量。

19、將1g或10g平均SAR測量值歸一化至標(biāo)準(zhǔn)場源的輸入功率目標(biāo)值，并和相應(yīng)測量頻率、標(biāo)準(zhǔn)場源以及特定的平坦模型下的1g或10g平均SAR目標(biāo)值進(jìn)行比較。確定各次系統(tǒng)檢查的誤差，必須在系統(tǒng)檢查目標(biāo)值的±10％之內(nèi)。進(jìn)行系統(tǒng)檢查時測量頻率應(yīng)該在被測設(shè)備中間頻率的±10％之內(nèi)。,系統(tǒng)檢查框圖,測量準(zhǔn)備（3）,待測無線設(shè)備的準(zhǔn)備應(yīng)該使用被測無線設(shè)備自身內(nèi)部的發(fā)射機(jī)。天線、電池和附件都應(yīng)是制造商指定的。測量前電池應(yīng)充滿電，測量

20、過程中不應(yīng)有其它外部電纜連接。使用內(nèi)部測試程序或適當(dāng)?shù)臏y試設(shè)備（接著天線的基站模擬器）來控制設(shè)備的輸出功率和工作頻率（頻道）。對靠近耳邊使用的情況，無線設(shè)備應(yīng)被設(shè)置在最高功率電平發(fā)射。電磁照射測試應(yīng)基于被測設(shè)備的功能和照射特性來進(jìn)行。例如：工作模式、天線配置等。對于最終商業(yè)版本的產(chǎn)品應(yīng)在所有的正常工作配置（沒有連接任何電纜）下進(jìn)行測試。在產(chǎn)品上連接線纜很有可能改變產(chǎn)品上的金屬和導(dǎo)電部分的射頻電流分布。此外，如果使用原型樣機(jī)進(jìn)行測試，

21、那么必須證實(shí)其商業(yè)版本有完全相同的機(jī)械和電特性。如果這一點(diǎn)得不到保證，就必須重新對未修改的商業(yè)版產(chǎn)品進(jìn)行抽樣測試。如果被測設(shè)備不能在最高的時間平均功率電平上工作，那么可以在較低的功率上進(jìn)行測試，然后把測試結(jié)果按比例換算到最大輸出功率對應(yīng)的值，前提條件是被測設(shè)備的SAR響應(yīng)是線性的。,被測設(shè)備相對于人體模型的定位,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了手機(jī)在頭部模型上的兩種測試位置 “貼臉”和“傾斜”。手機(jī)應(yīng)在這兩種位置下分別在SAM模型的左側(cè)和右側(cè)進(jìn)行測試。如果

22、手機(jī)結(jié)構(gòu)特殊，按照標(biāo)準(zhǔn)描述的正常使用位置不能實(shí)現(xiàn)，比如不對稱的手機(jī)，應(yīng)當(dāng)將手機(jī)定位于代表手機(jī)正常使用狀態(tài)的位置，并在報告中對此進(jìn)行詳細(xì)記錄。,被測設(shè)備參考線的定義,典型翻蓋手機(jī),典型直板手機(jī),,,“貼臉”位置,“傾斜”位置,“貼臉”和“傾斜”位置的定義,測量頻率被測設(shè)備應(yīng)當(dāng)在所有的發(fā)射頻道都符合照射標(biāo)準(zhǔn)的要求。但是，在每一頻道下進(jìn)行測試不切實(shí)際也沒有必要。對于手機(jī)的每一工作模式，應(yīng)當(dāng)在最靠近中心發(fā)射頻率的頻道進(jìn)行測試。如果發(fā)射頻段的