UHF对人体健康的影响

1、RFID-UHFRFID-UHF对人体健康的影响对人体健康的影响上海交通大学 图书馆李贵凤2011年5月25日主要内容什么是电磁辐射 电磁辐射相关参数 RFID国内外标准 与手机电磁辐射比较 RFID系统电磁辐射的分析计算 RFID电磁辐射的安全防护策略 热点讨论什么是电磁辐射？什么是电磁辐射？电场和磁场的交互变化产生的电磁波，电磁波向空 中发射或汇聚的现象，叫电磁辐射。电磁辐射是以 一种看不见、摸不着的特殊形态存在的物质。人类 生存的地球本身就是一个大磁场，它表面的热辐射 和雷电都可产生电磁辐射，太阳及其他星球也从外 层空间原原不断地产生电磁辐射。围绕在人类身边 的天然磁场、太阳光、家用电器等都会发出强度不 同的辐射 。电磁辐射所衍生的能量，取决于频率的高低-频率愈高，能量愈大。频率极高的X光和伽玛射线可产生较大的能量，能够破坏合成人体组织的分子。X光和伽玛射线所产生的电磁能量，有别于射频发射装置所产生的电磁能量。射频装置的电磁能量属于频谱中频率较低的那一端，不能破解把 分子紧扣一起的化学键，故被列为“非电离”辐射。电磁辐射的来源有多种。人体内外均布满由天然和人造辐射源所发出的电能量

2、和磁能量；闪电便是天然辐射源的例子之一。至于人造辐射源，则包括微波炉、收音机、电视广播发射机和卫星通讯装置 。电磁波谱电磁辐射参数电磁辐射（electromagnetic radiation)n 能量以电磁波的形式通过空间传播的现象功率密度(power density)n 在空间某点上电磁波的量值用单位面积上的功率表示，单位为W/m2热效应(thermal effect)n 指吸收电磁辐射能后，生物组织产生的直接与热作用有关的变化 剂量与接触极限（W/cm2 ， mW/cm2 ， W/m2)n 反映辐射强度（功率谱密度）n 反映累积效果，包括持续时间（密度时间）比吸收率(specific absorption rate SAR)n 指生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率，即吸收剂量率RFID不同国家接触限值标准比较General Public 公众接触极 限平均时间 （min）Occupational 职业 接触极限平均时间 （min）ICNIRP4.5W/m2 622.5W/m2 6IEEE(USA)4.5 W/m2 3030W/m26FCC (USA) 6 W/m23030w/m2

3、6Russia 0.02 W/m2 -China 0.4 W/m2 302w/m26FCC电磁辐射接触限值标准北美标准（美国1997）国内外接触限值比较横轴坐标单位MHz，纵轴坐标单位为mw/cm2RFID电磁辐射国内外标准比较表一：美国FCC电磁辐射人体接触比吸收率限值表二：国内电磁辐射人体接触比吸收率限值手机的电磁辐射国际标准-参考国际上常用“SAR”（Specific Absorption Ratio）即“比吸收 率”来对手机辐射进行量化和测量，这项数值是指单位时间 内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量。 根据比吸收率目前国际上有两个比较通用的标准分别是欧洲 标准和美国标准，值得一提的是我们中国也曾提出了制定了 自己的比吸收率标准（1.0w/kg），但是由于过于严苛而没 有强制执行，现在主要按照美国标准执行。 1.欧洲标准：以6分钟为计时，每公斤人体组织吸收的电磁辐 射能量不得超过2瓦，即2w/kg。2.美国标准：以6分钟为计时，每公斤人体组织吸收的电磁辐 射能量不得超过1.6瓦，即1.6w/kg。RFID电磁辐射关注的重点有源RFID系统的标签与读写器工作时均向外辐射功率，但 输

4、出功率都很小，一般小于10mW（433MHz，5.8Gz）。有源电子标签未进入工作状态时，不产生电磁辐射。与移动 通信手机的辐射功率（100mW1W）相比较，有源RFID系统完全属于小信号辐射，对人体不会造成任何影响。 无源RFID系统与半无源RFID系统工作时，UHF频段的读写 器需要发送较大的射频功率（100mW-1W）以激活无源电 子标签工作，并为其射频供电。因此，分析研究RFID系统应用中电磁辐射对人体的影响时，主要关注的对象是无源 RFID系统。无源RFID系统电磁辐射的分析计算 计算示例：UHF频段无源RFID系统读写器射频端口 输出功率P=1W，读写器外接天线增益G=10dBi，试计算沿天线最大辐射方向空中功率密度与距离的关 系？ 解：功率密度随距离的关系如下表：（PG=10W）无源RFID系统电磁辐射的分析计算通过以上计算示例的分析计算，得到了有关UHF频段无源 RFID系统读写器经过天线产生的电磁辐射限值的具体数据 结论。电磁辐射强度（S）是离开辐射源距离（R）平方的函数关系说明沿距离，电磁辐射呈现出快速衰减的特性。 从对计算结果的理解上，可以认为：正常的成年人，在

5、UHF频段无源RFID读写器天线辐射的最大功率范围内，离 开天线最大辐射方向半米左右的距离，驻留的时间不超过6分钟，则依据辐射限值规定的标准，可以判定人体所承受的 电磁辐射完全在安全的限度之内。RFID系统电磁辐射的安全防护策略UHF频段无源RFID系统应用中，相关的电磁辐射的数量级 与移动通信手机的电磁辐射强度相当。适当保持与RFID读 写器天线的距离30cm60cm即可符合国外与国内的安全限 值标准无源RFID系统工作时，读写器需要发射较大的射频 功率且有可能通过天线的增益作用在特定方向上形成较强的 电磁辐射。分析计算表明，针对UHF频段的无源RFID系统 ，只要保持离开读写器天线一定距离（半米左右），人体所 承受的电磁辐射则完全在电磁辐射标准所规定的安全限值范 围之内。 与电磁辐射密切关联的RFID读写器设备的典型参数有： 最大输出功率P，天线的增益G，电磁辐射强度的空中度量 功率密度S（等于电场强度与磁场强度的乘积）。安全 距离可依人体所在位置到天线的最短距离来估算。RFID与心脏起搏器美国食品药品监督管理会的测试 在RFID Journal , 一篇由作者Mary Cathe

6、rine OConner 在2010 年1月 8日 发表的文章中有提到 U.S. Food and Drug Administration，即美国食品药品监督管理会所做的有关测试。 http:/ 文章题目为 “Study Finds RFID Readers May Affect Pacemakers, But Pose No Urgent Risk”. RFID与心脏起搏器1. 研究结果指出低频（LF）阅读器产生最明显的反应。 67%的被测试心脏起搏器呈现（电磁干扰）EMI干扰，而受 干扰的距离最远达到60厘米（即24英吋）；心脏整流器方 面，47%的心脏整流器呈现干扰，最远达到40厘米（即16英吋）。 2. 当暴露于高频（HF）下，6%的心脏起搏器呈现干扰，受 干扰的距离最远达22.5厘米（即9英吋）；心脏整流器则只 有1%的呈现干扰，干扰距离为7.5厘米（即3英吋）内。 3. 但超高频（UHF）阅读器则没有使任何测试中的心脏起搏器或心脏整流器产生可量度的反应。 辐射是否会造成头皮发热?至于超过6分钟的辐射会造成头皮发热，我们参考世界卫生 组织304号文件，中文版可见以下链接： http:/211.79.138.107/who/images/download/%E4%B8%9 6%E7%95%8C%E8%A1%9B%E7%94%9F%E7%B5%84 %E7%B9%94304%E8%99%9F%E6%96%87%E4%BB% B6.pdf 英文版则参考：http:/www.who.int/mediacentre/factsheets/fs304/en/ 。 辐射是否会造成头皮发热?基地台和无线区域网路可能使全身长期暴露在射频领域下，是否对健康造成影响，这是一个常见 的顾虑。但到目前为止，科学证据指出，射频领域 唯一的健康效应为体温升高（大于摄氏一度），而 且只有在特定工业用的射频强度，如传播射频讯号 加热器(RF heaters)才会发生。基地台和无线网路的射频讯号暴露值极低，人体上升的温度根本微不 足道，不会影响人体健康。 (节录世界卫生组织304 号文件) 。 Thank you！

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