《电磁场与电磁波》课程研究型论文
手机电磁辐射对人体的影响
摘要:自从1956年移动电话发明以来，手机用户日益增多，如今已经成为现代生活中必备的通讯工具。本文针对近年来手机辐射的研究进行了总结，给出了测量手机辐射的方法，研究并比较了外置天线和内置天线的辐射。经过研究我们发现手机辐射对人体的危害是非常有限的，但是可能会有一些潜在的影响。最后我们根据研究结果总结了一些减少手机辐射危害的有效措施。 关键词：手机辐射；SAR；天线；危害；减少辐射
The Effect of Cell Phone Electromagnetic Radiation on The Human Body
Abstract：Since 1956 the mobile phone was invented, mobile phone users have been increasing rapidly. And now mobile phone has become an essential communication tool of modern life. This paper gives a summary of the study of mobile phone radiation in recent years; makes a study of the measurement method of mobile phone radiation ；and then makes a comparative study of the external antenna and built - in antenna radiation . After the study , we found that the effect of mobile phone radiation on the human body is very limited ,however there may be some potential impacts . Finally, on the basis of our research we summarizes a series of effective measures to reduce cell phone radiation hazards.
Key words：mobile phone radiation；SAR； antenna；harm；reduce radiation
引言
从手机诞生以来，手机辐射与人体健康的话题时常被人提起，直至今天也没有权威的定
论，由此引发的争论也日益增多。应该如何对待手机辐射也是一些人疑惑的。本文主要研究手机辐射对人体的影响，给出了测量手机辐射的方法，总结了减少手机辐射的措施。
一．电磁辐射基础知识
电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。只要是本身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此，人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射，只不过强度和频率不同而已。电磁辐射存在两种类型：
电离辐射——此类辐射包含足够电磁能量，足以使原子和分子与组织分离，并改变人体内化学反应。
非电离辐射——一般情况下非电离辐射是安全的。非电离辐射产生一些热效应，但是通常不足以对组织产生任何类型的长期损害。射频能量、可见光和微波辐射被认为是非电离辐
射。
手机通过无线电波发出一种由电磁辐射形式的射频（RF）能量组成的信号。显然属于非电离辐射。当人们使用手机时，手机会向发射传送无线电波，而无线电波或多或少地会被人体吸收，一般来说，手机待机时辐射较小，通话时辐射大一些，而在手机号码已经拨出而尚未接通时，辐射最大，辐射量是待机时的3倍左右。这些辐射有可能改变人体组织，对人体健康造成不利影响。
二.如何测量手机辐射
手机辐射之所以对人体产生危害，主要是由于人体吸收辐射能量所产生的有害热效应。检验其危害的国际标准时是比吸收率（SAR）。通俗的讲，比吸收率就是测量辐射对人体的影响大小，以手机为例，SAR指的是辐射被头部软组织吸收的比率，显然SAR值越低，辐射被脑部吸收的量就越少。
首先需要构建一个SAR测量系统，该测量系统由人体模型、SAR测试设备、扫描系统和移动电话夹具组成。人体模型中应填充“人体组织模拟液”，外壳应由低损耗、低介电常数的
物质制成。用一个可以自动定位的微型探针测试在人体模型内电场的分布。该分布代表人体头部暴露于移动电话时产生的电磁场分布。从测试的电场值可以计算出SAR的分布和最大SAR平均值。
在测试过程中，还要避免温度和环境电磁场的影响，常用方法是进行简单性能检查，例如检查水的蒸发温度改变和部件性能的漂移和错误。
三.外置有线天线与内置天线及其辐射量比较
我们知道，手机的辐射主要是手机的天线发射模块带来的，手机天线是手机的辐射源。 目前手机天线主要分为内置及外置天线两种，内置天线接收信号能力客观上比外置天线弱。原因是天线的架设都是尽量远离地面和建筑物的，天线接近参考地的时候，大部分能量将集中在天线和参考地之间，而无法顺利发射。所以天线发射，需要一个“尽量开放”的空间。手机电路板就是手机天线的参考地，让天线尽量远离手机其他电路，是提高手机天线发射效率的关键。
但受到实际环境限制以及大家追求携带方便的要求，手机的设计就必须在电气方面做出妥
协，所以我们现在看到的手机大都是内置天线。在信号比较好情况下，内天线和外天线并不能看出明显差别。在信号很弱的情况，外天线尤其是长天线的信号死点门限将高于内天线，这也是内天线手机比较容易在弱信号环境丢失信号的原因。
对于辐射问题，天线效率的下降必须以大的发射功率来补偿，通过上面的分析我们知道内天线手机的效率低于外天线，所以理论上相同条件下内天线的辐射会比外天线大。 但由于人体实际受到的辐射和整个手机的结构有关，不排除内天线手机 通过合理安排天线位置，减小甚至抵消其辐射对人体影响的可能。
四.手机辐射是否会致癌
手机辐射对人体健康是否有危害是全球学术界研究的热点问题，一直以来，存在着许多争议。联合国国际卫生组织早在2002年称使用手机与脑瘤无关。世界卫生组织于2011年宣布将手机辐射的致癌风险归为2B等级，这个等级意思是指“对人类致癌性证据有限，对动物致癌性证据不充分”。手机辐射对人体健康没有危害是学术界的主流观点，但是普通公众可能对电磁学和生物学并不了解，还普遍认为手机辐射是有害的。其中一个重要的依据就是核辐射和X射线会伤害人体健康，甚至有可能引发癌症。但是依据电磁学的基本知识我们就
知道，这种担心是有些多余的，因为X射线和手机辐射有着本质的区别，前者是电离辐射，其辐射能量会导致人体组织化学键的断裂，而手机辐射频率非常低，属于非电离辐射，产生的能量并不能使化学键断裂。
对于SAR，不同的国家有不同的标准。但是实际上即使常年接收更大功率的非电离电波辐射，也不会对健康产生损害。许多军队有大功率雷达和电台，其频率覆盖手机频率范围，辐射比手机大成千上万倍，工作人员长期工作在这种环境下，健康也未受损。由此可见，手机辐射对人体的危害简直微乎其微。
随着科技的进步，手机的普及率越来越高，我们没有证据充分证明手机辐射会致癌，因此没有必要过多的担心手机辐射。对于手机辐射对人体危害的研究是需要很长时间的。因为从手机诞生到现在时间并不是很长，即使发现有手机用户长了脑瘤，也不能表明就是由手机辐射引起的。要想得到结论就应该进行大量的统计研究和对比，然而，即使手机用户脑瘤发病率有所增加也未必能够证明手机辐射会致癌，因为使用手机和不使用手机的人不是同一特征的体，有可能使用手机的工作压力大，生活节奏快，情绪紧张，而这些因素都有可能导致脑瘤发病率的提高。之前其他国家进行的研究统计表明，手机用户与非手机用户相比，发病率并无异常。
由以上研究可见，手机电磁辐射对人体的危害是非常有限的，但是其辐射直接作用于人脑，且用户频繁使用，因此可能对人体造成一些潜在影响，而且由日常科技引起的健康恐惧就是手机可能产生的潜在辐射。虽然没有证据证明手机辐射的危害，但是这不意味着潜在的危害不存在。尽管它不会立即导致组织损害，科学家仍然无法确定长期接触是否会发生问题。据FCC称，如果接触高水平射频辐射，可能会损害人体组织。所以采取一定的防护措施也是必要的。
五.如何减少手机辐射
从手机电磁辐射的特性和手机通信系统设计特点，可得出一些减小辐射危害的有效措施。
（1）对于手机用户
在手机接通的最初几秒，通信链路处于建立之中，电磁辐射最强，最好不要马上贴耳接听。 尽可能少使用手机，缩短通话时间；使用分离耳机和分离话筒，会大大降低头部受到的电磁辐射。在室内通括，尽量靠近窗边、门口和过道口； 如接收信号微弱，应转身走动，或关闭手机，避免网络企图维持通信，而使手机发射出更强的电磁辐射。
使用防磁贴与天线罩，减轻辐射危害
手机防辐射产品，比如，甲壳虫吸磁器、巨无霸防磁片等，具有一定的防辐射功能。由科研单位研制的护脑贴，由一种稀有贵金属组成，贴于听筒部位即可将手机发射的电磁波辐射衰减至五万分之一。微安公司制造的手机电磁波吸阻器，直接放置在手机天线上，经国际通讯认证实验室测试，证实在不影响正常通信的情况下，可大幅降低天线发射的电磁波对人体的影响。英国 Microshield工业公司生产的新型手机套，其皮层中含有辫状聚酯丝，可以消除手机发出的低频微波辐射。
由前面分析，使用防磁贴和天线罩具有一定的防护作用，相关测试也证实了把防磁贴加在天线上可降低移动电话在振铃和接听时的辐射量。但是，指望以此完全避开手机辐射的危害是不现实的。手机套的作用，也是非常有限的，因为手机的外壳本身就是一个很好的电磁屏蔽体。天线罩会一定程度地影响电磁波的发射与接收，手机防辐射磁片也与香烟过滤嘴的功能不相上下。
配备耳机，保护人脑
配备耳机通话，是比较理想的防护措施。泰尔实验室对国内多个型号的手机详细测试发现，使用耳机通话比直接用手机通话，头部受到的辐射要小得多。
但是，从手机的电磁波辐射特性，可知该频段的电磁波长在0.3m左右，可以与耳机的线长比较，因此，在某些位置，耳机线确实起到天线的作用，会将部分电磁辐射导人脑部。正如，英国《Which》杂志所指出的，“耳机并非一点用处都没有，只是它既可能减少辐射，又可以增强辐射，在某些位置可以把手机的辐射减少10％～90％，但在其它位置，可能把辐射憎加1.5～3.5倍。”辐射的程度取决于耳机和手机无线顶端之间的距离，而这个距离是随用户使用手机的姿势不同而变化的。所以用户不能完全指望用免提装置（如耳机等）来减少辐射的危害。
对于通信产品设计者，手机辐射问题的根本解决在于研究新的手机无线辐射技术和开发新的手机辐射防护技术，以及新的组网技术和通信技术。
（2）对于手机制造商
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