手机通话与蓝牙耳机通话的SAR值研究

李 彬，江 硕，张文韬

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

手机通话与蓝牙耳机通话的SAR值研究

李 彬，江 硕，张文韬

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

本文通过SAR值测试，验证使用蓝牙耳机代替直接使用手机通话是否能有效起到减少电磁辐射对人体的伤害。

比吸收率；电磁暴露；手机；蓝牙耳机

1 引言

随着信息技术和制造业的发展，大众在享受无线通信设备带来的各种便利之时，也日益关注无线通信终端的电磁辐射对人体健康的影响。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、韩国等，都已经制定了本地区或本国的射频和微波辐射管理的相关指令、技术法规和强制性标准，含中国在内的许多国家已经要求移动用户终端厂商，在产品包装或说明书中标示SAR值相关技术指标和用户使用指南。

2 SAR概述

2.1 SAR的定义

在电磁场的作用下，人体内将产生感应电磁场。由于人体各种器官均为有耗介质，因此体内电磁场将会产生电流，吸收和耗散电磁能量，生物剂量学中常用SAR来表征这一物理过程。SAR的意义为单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁功率，单位为W/kg。

2.2 SAR相关法规要求

ICNIRP（国际非电离辐射防护委员会）导则是时变电场、磁场和电磁场（300GHz以下）的安全限值导则，适用于一般公众和职业人员的电磁暴露。基本限值（ICNIRP限值）是直接根据已确定的健康效应而制定的暴露在时变电场、磁场和电磁场下的限值；参考限值是从相关的节本限值用测量和/或计算技术导出的。其中，个别参考限值是基于人体暴露在电磁场中的感觉和不利的间接影响而提出的。手机和类似设备的应用限值是从文件中直接采用的：美国采用的是ANSI/IEEE C95.1，欧洲以及世界上其他国家大多数采用的是ICNIRP的标准。我国也制定而立相应的国标《移动电话电磁辐射局部暴露限值》，规定了限值为2.0W/kg。

表1 ICNIRP基本限值

表2 CE/FCC/IC认证中SAR限值

2.3 SAR测试流程

一次完整的SAR测试包括：准备好样品和组织液；测量组织液参数；系统检查；按测试位置要求摆放好样品；综测仪与样品建立连接，设置样品最大功率发射；软件控制，进行测试；完成测试，记录结果；整理测试现场；出具测试报告。对于头部测试要求手机紧贴和倾斜15°，身体按测试要求不同需要手机距离人体5mm或15mm。对于SAR值的测量详见以下四步：

（1）参考功率测量。测试参考点的电场强度大小，头部测试点默认为模型耳朵中心参考点，身体部分是模型中心参考点。

（2）区域粗扫。二维测试，测试范围至少能够覆盖被测物或被测物主要辐射区域，空间网格步长应该小于20mm。找到测试范围内最大SAR值，帮助Zoom Scan扫描。从SAR扫描分布中确定SAR最大值位置。此外，对于不在局部扫描范围内的其他热点，如果该热点SAR值与最大SAR值相差在2dB以内，则也要确定该热点的位置。只有当主要热点的SAR值在SAR限值的2dB以内时（例如，1.6W/kg[1g限值]的2dB是1W/kg，2W/kg[10g限值]的2dB是1.26W/kg），另外的热点才需要进行局部扫描。

（3）局部细扫。在Area Scan步骤中确定的最大值位置上测试3维SAR分布（局部扫描程序）。最小的局部扫描尺寸为30mm×30mm×30mm（局部细扫—Zoom Scan阶段）内以8mm或更小的网格步长测量SAR值，垂直方向上的网格步长应该是5mm或更小。独立的网格应把中心定在（2）步中所找到的每个局部SAR最大点，（2）步可使用标准中定义的内插和外推法来推算由质量平均所需的空间分辨率下的局部SAR值。测试完成后，可以同时得到1g和10g的SAR值。

（4）功率漂移。在与（1）步完全一样的位置再次参考点电场，漂移不要超过±5%。

3 使用手机通话与蓝牙耳机通话的SAR值测试实验

蓝牙耳机在使用方便的同时，也是同样存在电磁辐射，其功率要远小于手机通话时的功率，但二者实际作用在人体的SAR值到底有多大区别，下面通过实验来比较一下。

3.1 测试目的

使用蓝牙耳机代替直接使用手机通话是否能起到有效减少电磁辐射对人体的伤害。

3.2 测试概述

（1）手机的SAR值测试。这里也进行一个小的比较-选取通话状态下紧贴耳部和距离耳部10mm，模拟人体在接听良好的状态下适当将手机远离耳部能否减少电磁辐射。

（2）蓝牙耳机接打电话模式下的SAR值测试。测试时也模拟蓝牙耳机经常使用的两种状况，一种是人将手机放在裤兜里使用蓝牙耳机接打电话，对应实验中手机距离耳机50cm；另一种人开车时将手机放在离人体稍远的地方使用蓝牙耳机接打电话，对应实验中手机距离耳机100cm。

（3）因为通话制式及频段较多，所以实验只选择两个典型的状态进行模拟。分别是GSM900模式下的中间信道和WCDMA模式下Band1的中间信道下测量SAR值。

3.3 测试数据（所有数据均在对应制式频段的中间信道进行测试）

表3 手机（飞利浦X5500）测试数据

表4 蓝牙耳机1（三星HM1000）测试数据

表5 蓝牙耳机2（索爱MW600）测试数据

3.4 数据分析

首先，进行人体在接听良好的状态下适当将手机远离耳部能否减少电磁辐射的分析。从图1中可看出，手机在紧贴耳部和距离耳部10mm处通话，SAR值测量结果相近，也就意味着即使稍微远离一些与头部的距离也不能明显的降低电磁辐射。

图1

现在进行蓝牙耳机通话和手机通话的SAR值比较，为了对比不同蓝牙耳机品牌的区别也选择了常见的三星蓝牙耳机和索爱蓝牙耳机，从图2中可看出，使用蓝牙耳机接打电话测量的SAR值要明显小于直接使用手机接打电话的SAR值，而且两个品牌的蓝牙耳机SAR值也是基本一致。造成这一结果是由于直接使用手机接打电话时，手机发射功率较大并直接作用于人脑，造成SAR值较大；而使用蓝牙耳机时，耳机同手机只通过蓝牙交换数据，所以实际上作用在人脑的辐射只有蓝牙，因蓝牙功率较手机功率小很多，所以使用蓝牙耳机要比直接使用手机接打电话对人体更加健康。

图2

现在模拟人体把手机放在裤兜里（手机距离耳机50cm）和在开车时把蓝牙耳机放在较远的地方（手机距离耳机100cm），进行SAR值测试对比。从图3和图4中关于蓝牙耳机与手机距离远近测得的蓝牙耳机对人体SAR值结果可以看到，蓝牙耳机远离手机要比接近手机的SAR值更大，但SAR值量级均比较小。这时就要权衡一下，由于手机对人体的SAR值要比蓝牙耳机大将近一百倍，所以在条件允许的情况下，只要保证蓝牙耳机接听良好，手机离人体越远，对人体的伤害越小。从图3和图4中也可观察到，蓝牙耳机离手机越远SAR值越大，造成这一原因在于蓝牙具有功率控制的功能，蓝牙耳机远离手机，势必造成误包率增大，所以需要增大蓝牙的功率来保证误包率，进而造成SAR值变大。

图3

图4

图5

图6

为了观察手机的制式对蓝牙耳机的影响，也进行了如图5和图6的数据对比。图5中可看出该款手机在GSM模式下要比WCDMA模式下测量SAR值结果略高，但从图6中看到蓝牙耳机在连通手机的两种制式下SAR值是几乎一样的，这是因为手机和蓝牙耳机是通过蓝牙的数据在进行数据传输，也就是实际作用在人体的是蓝牙部分的功率，所以跟手机的制式并无关系。

4 结束语

在使用手机通话时，稍微远离一点人体并不能明显减少电磁辐射对人体的伤害；选择不同的制式通话，电磁辐射对人体的伤害并不能明显减少；而选择蓝牙耳机来代替直接使用手机接听电话，作用在人体的电磁辐射大致在1%的数量级。所以，选择蓝牙耳机来代替直接手机通话，可以大幅度减少电磁辐射对人体的伤害。■

[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