手機(jī)與基站的電磁輻射研究

目前，手機(jī)逐漸成為現(xiàn)代生活的必需品，而關(guān)于公眾移動(dòng)電話基站和手機(jī)電磁輻射問(wèn)題的報(bào)道也逐漸增多，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注電磁輻射對(duì)健康的影響。

一般人們會(huì)認(rèn)為公眾移動(dòng)電話基站的電磁輻射較大，擔(dān)心其會(huì)影響身體健康，而對(duì)于體積小、功率小且沒(méi)有明顯天線的手機(jī)，則會(huì)認(rèn)為其比基站的電磁輻射強(qiáng)度要小。那么，手機(jī)與公眾移動(dòng)電話蜂窩基站的電磁輻射強(qiáng)度哪個(gè)危害較大？本文通過(guò)介紹國(guó)家和國(guó)際有關(guān)手機(jī)與基站電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)，以及具體測(cè)試數(shù)據(jù)，來(lái)分析它們的電磁輻射情況。

1 “電磁輻射”的定義

一般地，電磁輻射（electromagnetic radiation）定義為能量以電磁波的形式通過(guò)空間傳播的現(xiàn)象。

電磁輻射發(fā)生在無(wú)線電的各個(gè)頻段：有甚低頻到甚高頻的無(wú)線電波，還有頻率更高的紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線及宇宙射線等等。電磁輻射衍生的能量大小，取決于無(wú)線電頻率的高低，頻率越高，能量越大。一般來(lái)說(shuō)，電磁輻射可以分為“電離輻射”和“非電離輻射”兩類。

例如X射線、γ射線和宇宙射線產(chǎn)生的能量，足以破壞人體組織結(jié)構(gòu)的分子，甚至可以使原子和分子電離化。這種輻射也稱為“電離輻射”。

而我們常見(jiàn)的電磁輻射，大部分是頻率為9kHz～300GHz的無(wú)線電發(fā)射設(shè)備或工、科、醫(yī)電子產(chǎn)品所產(chǎn)生的，其發(fā)射頻率較低，能量也較弱，遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到將分子分解的能量。所以這類輻射也稱為“非電離輻射”。

2 電磁輻射限值

2.1 SAR值

國(guó)際上，F(xiàn)CC、ICNIRP（國(guó)際非電離性照射保護(hù)委員會(huì)）、IEEE等機(jī)構(gòu)先后制定了電磁輻射對(duì)人體影響的衡量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通常用SAR（Specific Absorption Rate， 比吸收率）表示單位時(shí)間內(nèi)單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收的電磁輻射能量。目前通用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，一個(gè)是歐洲標(biāo)準(zhǔn)2W/kg，一個(gè)是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)1.6W/kg。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟和國(guó)際衛(wèi)生組織推薦的衡量手機(jī)輻射的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SAR值的要求，GSM和窄帶CDMA手機(jī)的電磁輻射必須在國(guó)際權(quán)威衛(wèi)生組織認(rèn)證的許可范圍以內(nèi)。

我國(guó)實(shí)施的《電磁輻射與防護(hù)》(GB8702-88)標(biāo)準(zhǔn)中，公眾照射標(biāo)準(zhǔn)為：在1天24小時(shí)內(nèi)，任意連續(xù)6分鐘按全身平均的比吸收率應(yīng)小于0.02W/kg；職業(yè)照射標(biāo)準(zhǔn)為：在1天24小時(shí)內(nèi)，任意連續(xù)6分鐘按全身平均的比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.1W/kg。對(duì)比表1可以看出，我國(guó)目前實(shí)行的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)比其他國(guó)家嚴(yán)格。

2.2 電場(chǎng)強(qiáng)度和功率密度

手機(jī)輻射的基本限值是以SAR值來(lái)衡量的，其SAR值的測(cè)量是在屏蔽室中進(jìn)行的。而我們生活的空間無(wú)線電波復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)屏蔽室，這使人們比較難以接受SAR值的概念。

我國(guó)的《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88)定義了微波頻段電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

一級(jí)安全區(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，均不會(huì)受到任何有害影響的區(qū)域，要求電磁輻射強(qiáng)度<10μＷ/cm2。二級(jí)中間區(qū)：指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作和生活的一切人群可能引起潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域，容許電磁輻射強(qiáng)度<40μＷ/cm2。

3 手機(jī)與基站電磁輻射測(cè)試

依照《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的實(shí)測(cè)方法，我們采用EMR-300輻射測(cè)量?jī)x、在相對(duì)屏蔽的屏蔽室（絕對(duì)屏蔽室內(nèi)，移動(dòng)電話沒(méi)有下行信號(hào)）等條件下盡可能地讓移動(dòng)電話工作在最大輸出功率狀態(tài)，使用模擬對(duì)比法與仿真法對(duì)不同廠家生產(chǎn)的、不同類型的多款GSM、CDMA、PHS移動(dòng)電話機(jī)，分別在距手機(jī)5cm～8cm、12cm～14cm、20cm處進(jìn)行了多次測(cè)試。其中12～14厘米和20厘米處的測(cè)量數(shù)值都比較小，滿足有關(guān)限值要求。而我們更關(guān)心的是符合人們使用手機(jī)習(xí)慣的5～8厘米距離的情況。

這次的實(shí)測(cè)結(jié)果表明：在此實(shí)驗(yàn)條件下，不同廠家生產(chǎn)的不同類型的移動(dòng)電話，其輻射場(chǎng)強(qiáng)雖有一定差別，但電磁輻射強(qiáng)度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

我們對(duì)某移動(dòng)基站進(jìn)行了相關(guān)測(cè)量。

離基站發(fā)射天線半徑5米內(nèi)的測(cè)試點(diǎn)功率密度基本都超過(guò)10μW/cm2（超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）；而10米外的測(cè)量值都比較小。

4 手機(jī)與基站的電磁輻射分析

當(dāng)人們使用手機(jī)時(shí)，手機(jī)會(huì)向發(fā)射基站傳送無(wú)線電波，基站也會(huì)向手機(jī)發(fā)射無(wú)線電波。手機(jī)天線與受話器等緊貼著耳朵，天線距離頭部只有2～5cm，頭部處于手機(jī)的近場(chǎng)輻射區(qū)，其受到的電磁輻射是比較大的；而一般公眾移動(dòng)電話基站距離市民活動(dòng)區(qū)域大概有15米到50米，就處于其輻射場(chǎng)中的人而言，屬于遠(yuǎn)場(chǎng)輻射范圍，并且電磁輻射對(duì)人體作用是整體或全方位分散的。

離天線越遠(yuǎn)，電磁輻射強(qiáng)度越小，在理想的情況下，某一點(diǎn)的電磁輻射強(qiáng)度（用功率密度表示）與該點(diǎn)到天線的距離的平方成反比，即：在距離天線1厘米處的電磁輻射強(qiáng)度要比在10厘米處的強(qiáng)度大100倍。假設(shè)普通手機(jī)的功率為1瓦，距離頭部10厘米進(jìn)行通話，在理論上來(lái)說(shuō)，這時(shí)所接受的電磁輻射強(qiáng)度等同于在功率高達(dá)10，000瓦基站的10米之外的電磁輻射強(qiáng)度。事實(shí)上，公眾移動(dòng)電話基站的輻射功率多數(shù)都在20瓦以下。這種情況下，公眾移動(dòng)電話基站的電磁輻射強(qiáng)度不及手機(jī)的五百分之一，即可以忽略不計(jì)了。

移動(dòng)電話機(jī)和公眾移動(dòng)電話基站的電磁輻射強(qiáng)度實(shí)測(cè)的結(jié)果也與以上的理論分析較為吻合。在距離移動(dòng)電話基站天線10米之外，輻射強(qiáng)度是比較小的，均在10μW/cm2以下,而在本文所述實(shí)驗(yàn)條件下、距離手機(jī)天線5厘米處的輻射強(qiáng)度幾乎在50mW/cm2以上。

實(shí)際上，基站的發(fā)射功率取決于手機(jī)與基站的通信距離以及用戶數(shù)量，現(xiàn)有的GSM、CDMA系統(tǒng)都采用微蜂窩覆蓋，設(shè)置了成千上萬(wàn)的小功率基站，基站的發(fā)射功率減小使電磁輻射強(qiáng)度也相應(yīng)減弱。目前公眾移動(dòng)通信網(wǎng)是非常成熟的，有些小區(qū)基站的覆蓋半徑只有幾十米；同時(shí)，這種微蜂窩基站覆蓋系統(tǒng)減少了手機(jī)的電磁輻射強(qiáng)度，因?yàn)槿缃竦腉SM、CDMA、PHS等手機(jī)，都有功率調(diào)節(jié)功能，手機(jī)搜索到的信號(hào)越好、距離基站越近，其發(fā)射功率就越小。本文所做的測(cè)試是在手機(jī)最大輸出功率條件下進(jìn)行的，所以，在實(shí)際使用手機(jī)的過(guò)程中，其輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)比測(cè)量值要小。

5 結(jié)論

通過(guò)上面的實(shí)地測(cè)試與分析，我們可以得出以下結(jié)論：

(1) 任何無(wú)線電發(fā)射裝置，都會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。從這個(gè)角度上看，絕對(duì)的“綠色手機(jī)”是不存在的。

(2) 目前標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的手機(jī)輻射限值，一般比可能引起危險(xiǎn)的輻射劑量要小50倍，所以，使用手機(jī)時(shí)應(yīng)盡量選用符合標(biāo)準(zhǔn)的。

(3)各款手機(jī)SAR值的大小主要取決于其天線、外觀設(shè)計(jì)、工藝等因素，不同品牌、同一品牌不同型號(hào)的手機(jī)，其電磁輻射差別很大。

(4) 使用手機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量讓天線遠(yuǎn)離自己的腦部，最好使用耳機(jī)。

(5) 基站的電磁輻射值遠(yuǎn)比手機(jī)的電磁輻射值小得多。