手機通話與藍牙耳機通話的SAR值研究

李 彬，江 碩，張文韜

（國家無線電監測中心檢測中心，北京 100041）

手機通話與藍牙耳機通話的SAR值研究

李 彬，江 碩，張文韜

（國家無線電監測中心檢測中心，北京 100041）

本文通過SAR值測試，驗證使用藍牙耳機代替直接使用手機通話是否能有效起到減少電磁輻射對人體的傷害。

比吸收率；電磁暴露；手機；藍牙耳機

1 引言

隨著信息技術和制造業的發展，大眾在享受無線通信設備帶來的各種便利之時，也日益關注無線通信終端的電磁輻射對人體健康的影響。各國政府對無線通信終端的這項指標一直十分重視，歐洲、美國、澳大利亞、新西蘭、日本、韓國等，都已經制定了本地區或本國的射頻和微波輻射管理的相關指令、技術法規和強制性標準，含中國在內的許多國家已經要求移動用戶終端廠商，在產品包裝或說明書中標示SAR值相關技術指標和用戶使用指南。

2 SAR概述

2.1 SAR的定義

在電磁場的作用下，人體內將產生感應電磁場。由于人體各種器官均為有耗介質，因此體內電磁場將會產生電流，吸收和耗散電磁能量，生物劑量學中常用SAR來表征這一物理過程。SAR的意義為單位質量的人體組織所吸收或消耗的電磁功率，單位為W/kg。

2.2 SAR相關法規要求

ICNIRP（國際非電離輻射防護委員會）導則是時變電場、磁場和電磁場（300GHz以下）的安全限值導則，適用于一般公眾和職業人員的電磁暴露。基本限值（ICNIRP限值）是直接根據已確定的健康效應而制定的暴露在時變電場、磁場和電磁場下的限值；參考限值是從相關的節本限值用測量和/或計算技術導出的。其中，個別參考限值是基于人體暴露在電磁場中的感覺和不利的間接影響而提出的。手機和類似設備的應用限值是從文件中直接采用的：美國采用的是ANSI/IEEE C95.1，歐洲以及世界上其他國家大多數采用的是ICNIRP的標準。我國也制定而立相應的國標《移動電話電磁輻射局部暴露限值》，規定了限值為2.0W/kg。

表1 ICNIRP基本限值

表2 CE/FCC/IC認證中SAR限值

2.3 SAR測試流程

一次完整的SAR測試包括：準備好樣品和組織液；測量組織液參數；系統檢查；按測試位置要求擺放好樣品；綜測儀與樣品建立連接，設置樣品最大功率發射；軟件控制，進行測試；完成測試，記錄結果；整理測試現場；出具測試報告。對于頭部測試要求手機緊貼和傾斜15°，身體按測試要求不同需要手機距離人體5mm或15mm。對于SAR值的測量詳見以下四步：

（1）參考功率測量。測試參考點的電場強度大小，頭部測試點默認為模型耳朵中心參考點，身體部分是模型中心參考點。

（2）區域粗掃。二維測試，測試范圍至少能夠覆蓋被測物或被測物主要輻射區域，空間網格步長應該小于20mm。找到測試范圍內最大SAR值，幫助Zoom Scan掃描。從SAR掃描分布中確定SAR最大值位置。此外，對于不在局部掃描范圍內的其他熱點，如果該熱點SAR值與最大SAR值相差在2dB以內，則也要確定該熱點的位置。只有當主要熱點的SAR值在SAR限值的2dB以內時（例如，1.6W/kg[1g限值]的2dB是1W/kg，2W/kg[10g限值]的2dB是1.26W/kg），另外的熱點才需要進行局部掃描。

（3）局部細掃。在Area Scan步驟中確定的最大值位置上測試3維SAR分布（局部掃描程序）。最小的局部掃描尺寸為30mm×30mm×30mm（局部細掃—Zoom Scan階段）內以8mm或更小的網格步長測量SAR值，垂直方向上的網格步長應該是5mm或更小。獨立的網格應把中心定在（2）步中所找到的每個局部SAR最大點，（2）步可使用標準中定義的內插和外推法來推算由質量平均所需的空間分辨率下的局部SAR值。測試完成后，可以同時得到1g和10g的SAR值。

（4）功率漂移。在與（1）步完全一樣的位置再次參考點電場，漂移不要超過±5%。

3 使用手機通話與藍牙耳機通話的SAR值測試實驗

藍牙耳機在使用方便的同時，也是同樣存在電磁輻射，其功率要遠小于手機通話時的功率，但二者實際作用在人體的SAR值到底有多大區別，下面通過實驗來比較一下。

3.1 測試目的

使用藍牙耳機代替直接使用手機通話是否能起到有效減少電磁輻射對人體的傷害。

3.2 測試概述

（1）手機的SAR值測試。這里也進行一個小的比較-選取通話狀態下緊貼耳部和距離耳部10mm，模擬人體在接聽良好的狀態下適當將手機遠離耳部能否減少電磁輻射。

（2）藍牙耳機接打電話模式下的SAR值測試。測試時也模擬藍牙耳機經常使用的兩種狀況，一種是人將手機放在褲兜里使用藍牙耳機接打電話，對應實驗中手機距離耳機50cm；另一種人開車時將手機放在離人體稍遠的地方使用藍牙耳機接打電話，對應實驗中手機距離耳機100cm。

（3）因為通話制式及頻段較多，所以實驗只選擇兩個典型的狀態進行模擬。分別是GSM900模式下的中間信道和WCDMA模式下Band1的中間信道下測量SAR值。

3.3 測試數據（所有數據均在對應制式頻段的中間信道進行測試）

表3 手機（飛利浦X5500）測試數據

表4 藍牙耳機1（三星HM1000）測試數據

表5 藍牙耳機2（索愛MW600）測試數據

3.4 數據分析

首先，進行人體在接聽良好的狀態下適當將手機遠離耳部能否減少電磁輻射的分析。從圖1中可看出，手機在緊貼耳部和距離耳部10mm處通話，SAR值測量結果相近，也就意味著即使稍微遠離一些與頭部的距離也不能明顯的降低電磁輻射。

圖1

現在進行藍牙耳機通話和手機通話的SAR值比較，為了對比不同藍牙耳機品牌的區別也選擇了常見的三星藍牙耳機和索愛藍牙耳機，從圖2中可看出，使用藍牙耳機接打電話測量的SAR值要明顯小于直接使用手機接打電話的SAR值，而且兩個品牌的藍牙耳機SAR值也是基本一致。造成這一結果是由于直接使用手機接打電話時，手機發射功率較大并直接作用于人腦，造成SAR值較大；而使用藍牙耳機時，耳機同手機只通過藍牙交換數據，所以實際上作用在人腦的輻射只有藍牙，因藍牙功率較手機功率小很多，所以使用藍牙耳機要比直接使用手機接打電話對人體更加健康。

圖2

現在模擬人體把手機放在褲兜里（手機距離耳機50cm）和在開車時把藍牙耳機放在較遠的地方（手機距離耳機100cm），進行SAR值測試對比。從圖3和圖4中關于藍牙耳機與手機距離遠近測得的藍牙耳機對人體SAR值結果可以看到，藍牙耳機遠離手機要比接近手機的SAR值更大，但SAR值量級均比較小。這時就要權衡一下，由于手機對人體的SAR值要比藍牙耳機大將近一百倍，所以在條件允許的情況下，只要保證藍牙耳機接聽良好，手機離人體越遠，對人體的傷害越小。從圖3和圖4中也可觀察到，藍牙耳機離手機越遠SAR值越大，造成這一原因在于藍牙具有功率控制的功能，藍牙耳機遠離手機，勢必造成誤包率增大，所以需要增大藍牙的功率來保證誤包率，進而造成SAR值變大。

圖3

圖4

圖5

圖6

為了觀察手機的制式對藍牙耳機的影響，也進行了如圖5和圖6的數據對比。圖5中可看出該款手機在GSM模式下要比WCDMA模式下測量SAR值結果略高，但從圖6中看到藍牙耳機在連通手機的兩種制式下SAR值是幾乎一樣的，這是因為手機和藍牙耳機是通過藍牙的數據在進行數據傳輸，也就是實際作用在人體的是藍牙部分的功率，所以跟手機的制式并無關系。

4 結束語

在使用手機通話時，稍微遠離一點人體并不能明顯減少電磁輻射對人體的傷害；選擇不同的制式通話，電磁輻射對人體的傷害并不能明顯減少；而選擇藍牙耳機來代替直接使用手機接聽電話，作用在人體的電磁輻射大致在1%的數量級。所以，選擇藍牙耳機來代替直接手機通話，可以大幅度減少電磁輻射對人體的傷害。■

[1] EN 50360, Product standard to demonstrate the compliance of mobile phone switch the basic restrictions related to human exposure to electromagnetic felds (300 MHz-3 GHz)

[2] EN 62209-1, Human exposure to radio frequency fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices - Human models, instrumentation, and procedures - Procedure to determine the specific absorption rate (SAR) for hand-held devices used in close proximity to the ear (frequency range of 300 MHz to 3 GHz)

[3] EN 62209-2, Human exposure to radio frequency fields from hand-held and body-mounted wireless communication devices – Human models, instrumentation, and procedures –Part 2: Procedure to determine the specifc absorption rate (SAR) for wireless communication devices used in close proximity to the human body (frequency range of 30 MHz to 6 GHz)

[4] 47CFR, Radiofrequency Radiation Exposure Evaluation: Portable Devices

[5] FCC OET Bulletin 65, Evaluating Compliance with FCC Guidelines for Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Fields

[6] IEEE 1528-2003, IEEE Recommended Practice for Determining the Peak Spatial-Average Specifc Absorption Rate (SAR) in the Human Head from Wireless Communications Devices: Measurement Technique

Research of SAR Evaluation for Mobile Phone and Bluetooth Headset

Li Bin, Jiang Shuo, Zhang Wentao
(The State Radio_monitoring_center Testing Center, Beijing, 100041)

This test verifes through SAR value instead of using Bluetooth headset directly whether talking on the phone can play to reduce electromagnetic radiation on the human body injury.

SAR; Exposure; Mobile phone; Bluetooth headset

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.02.012

TN92

B

1672-7274（2017）02-0047-04