电磁辐射SAR测试说明讲解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,1,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,电磁辐射（,SAR,）测试说明,工业和信息化部电信研究院,周,镒,第,2,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,?,手机的电磁辐射问题一直是公众密切关注的问题。,?,欧洲和北美地区早在上个世纪,90,年代就分别制定,强制要求开展相关检测。,?,国际上的限值标准有分歧,欧洲：,10g,平均,2.0W/kg,北美：,1g,平均,1.6W/kg,第,3,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,?,国内自,2001,年起有关部门就展开相关的研究和调,查工作。,?,限值标准的制订是一大难题,制订松了不能有效的保护人民群众的健康,制订严了又会限制行业的发展。,?,另外大多数国产手机企业根本没有电磁辐射,（,SAR,）的相关概念，更遑论进行这方面的技术,储备，如果开展强制性检测的话，在当时的条件,下无论采用何种标准都会给国内企业带来很大的,压力。,第,4,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,?,信息产业部决定自,2005,年正式开展手机电磁辐射,入网检测。,?,要求：,检测同时给出,1g,平均和,10g,平均的电磁辐射（,SAR,）,值,并不作出合格与否的判定。,第,5,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,国内标准进展情况,?,为配合入网测试工作的开展，,2004,年发布了,YD/C,无线通,信终端电磁辐射测量方法,；,?,2007,年信息产业部发布行业标准,YD/T 1644.1,手持和身体,佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射,人体模型、,仪器和规程,第,1,部分：靠近耳边使用的手持式无线通信设备,的,SAR,评估规程（频率范围,300MHz-3GHz,）,?,该标准是目前电磁辐射（,SAR,）进网检测的方法标准,?,2007,年年底，由中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品,安全所等多个部门历时五年制订的国家强制标准,GB 21288,移动电话电磁辐射局部暴露限值由国家质检总局正式发,布。,第,6,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,国内标准进展情况（,2,）,?,标准中明确规定：,?,暴露限值,任意,10,克生物组织、任意连续,6min,平均比吸收率,（,SAR,）值不得超过,2.0W/kg,。,?,标识要求,所有提供公众靠近人体头部使用的移动电话应标识下,列内容：,?,在产品说明书中应以黑体字表示：,“,本产品电磁辐射比吸收率,（,SAR,）最大值为,X.X W/kg,，符合国家标准,GB 21288-2007,的,要求。,”,，并鼓励在产品外包装上标明电磁辐射比吸收率（,SAR,）最大值。,?,在产品说明书上应标明心脏起搏器、助听器、植入耳涡等使用,者在使用本产品时需注意的事项,第,7,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,入网开展情况,工信部电信研究院作为检测单位，自,2005,年起至,2011,年,6,月已经检测手机一万五千多部。,第,8,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,限值,1.6 W/kg (1g),总数量,不合格数量,合格数量,不合格率,合格率,2005,年,1344,226,1118,16.82%,83.18%,2006,年,1300,124,1176,9.54%,90.46%,2007,年,2582,138,2444,5.34%,94.66%,2008,年,2967,125,2842,4.21%,95.79%,2009,年,2469,163,2306,6.60%,93.40%,2010,年,3064,151,2913,4.93%,95.07%,2011,年,1-6,月,1529,95,1434,6.21%,93.79%,表,1 2005,年至今入网检测手机数量以及不合格率情况,（注：,1g,平均结果）,第,9,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,表,2 2005,年至今入网检测手机数量以及不合格率情况,（注：,10g,平均结果）,限值,.,W/kg (10g),总数量,不合格数量,合格数量,不合格,合格,2005,年,1344,7,1337,0.52%,99.48%,2006,年,1300,3,1297,0.23%,99.77%,2007,年,2582,2,2580,0.08%,99.92%,2008,年,2967,8,2959,0.27%,99.73%,2009,年,2469,4,2465,0.16%,99.84%,2010,年,3064,7,3057,0.23%,99.77%,2011,年,1-6,月,1529,1,1528,0.07%,99.93%,第,10,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,入网测试,SAR,统计数据,(1g,平均,1.6 W/kg),百分比,83.18%,90.46%,94.66%,95.79%,93.40%,95.07%,93.79%,16.82%,9.54%,5.34%,4.21%,6.60%,4.93%,6.21%,0.00%,10.00%,20.00%,30.00%,40.00%,50.00%,60.00%,70.00%,80.00%,90.00%,100.00%,2005年（总计:1344),2006年（总计:1300),2007年（总计:2582),2008年（总计:2967),2009年（总计:2469),2010年（总计:3064),2011年6月（总计:1529),PASS,FAIL,入网测试,SAR,统计数据,(10g,平均,2.0 W/kg),百分比,99.48%,99.77%,99.92%,99.73%,99.84%,99.77%,99.93%,0.52%,0.23%,0.08%,0.27%,0.16%,0.23%,0.07%,0.00%,10.00%,20.00%,30.00%,40.00%,50.00%,60.00%,70.00%,80.00%,90.00%,100.00%,2005年（总计:1344),2006年（总计:1300),2007年（总计:2582),2008年（总计:2967),2009年（总计:2469),2010年（总计:3064),2011年6月（总计:1529),PASS,FAIL,图,1,历年入网检测手机数量以及不合格率情况,（注：,1g,平均结果）,图,2,历年入网检测手机数量以及不合格率情况,（注：,10g,平均结果）,第,11,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,不判定,判定,?,目前国内标准已经到位，测试技术已经成熟。,?,从上述数据可以看到，历年来随着国内研发和生产制造水,平的不断提高，国产手机的电磁辐射合格率也越来越高。,?,通过后期整改改善电磁辐射（,SAR,）值的手段有限，而且,会影响到手机的通话质量。,?,电磁辐射问题需要自手机设计阶段开始考虑，进行整体优,化设计，这必然导致生产企业的成本增加。在现阶段电磁,辐射（,SAR,）值不作为强制指标的情况下，也不排除极少,数企业为了降低成本而牺牲电磁辐射指标的情形出现。,?,本次项目调整后按照,GB 21288,的要求执行，作为判定项，,没有过渡期。,?,限值：,所有检验项目中，给出最大的峰值空间平均,SAR,值,（,10g,体积平均）作为检测的总结果。该值小于,2.0W/kg,，,判为合格；否则判为不合格,第,12,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,测试项目介绍,?,电磁辐射性能,测试目的：,?,通过,SAR,（比吸收率）测试评定手机的电磁辐射大小；,测试意义：,?,保护了人民群众的健康,?,提高了手机产品的质量,?,增强了手机产品的出口竞争力,第,13,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,执行标准,?,标准,GB 21288-2007,移动电话电磁辐射局部暴露限值,YD/T 1644.1-2007,手持和身体佩戴使用的无线通信设备,对人体的电磁照射,人体模型、仪器和规程,第,1,部分：,靠近耳边使用的手持式无线通信设备的,SAR,评估规程,（频率范围,300MHz-3GHz,）,第,14,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,SAR,的定义,?,比吸收率（,SAR,）,specific absorption rate,?,给定密度（,?,）的体积微元（,dV,）内质量微,元（,dm,）所吸收（消散）的能量微元（,dW,）对时间的微分值就是,SAR,：,),(,),(,dV,dW,dt,d,dm,dW,dt,d,SAR,?,?,?,第,15,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,?,SAR,也可以用下面任意一个式子得到：,?,?,2,E,SAR,?,0,|,?,?,t,h,dt,dT,c,SAR,式中：,SAR,比吸收率，单位是瓦特每千克；,E,组织内电场强度的,rms,值，单位是伏每米；,介质导电率，单位是西门子每米；,组织密度，单位是千克每立方米；,ch,组织的比热容，单位是焦尔每千克和开尔文；,组织内初始时刻温度对时间的微分，单位开尔文每秒。,0,|,?,t,dt,dT,第,16,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,测量系统一般性说明,?,SAR,测量系统主要由人体模型、电子测量仪器、扫描定位系统和被测,设备夹具等组成。测量应通过自动定位的迷你小型场强探头测量模型,内部的电场分布来进行。根据测得的场强值可以计算出,SAR,的分布以,及峰值空间平均,SAR,。,?,进行测量的实验室应该满足以下环境条件：,环境温度在,18,到,25,之间，测量过程中液体温度变化不能超过,2,；,环境电磁噪声不能超过,0.012 W/kg,（下检出限,0.4W/kg,的,3%,）；,被测无线通信设备不能连接到本地公众通信网；,反射、辅助射频发射机等的影响应该小于测得,SAR,值的,3,?,。,?,测量设备的制造商必须声明其产品符合标准。当新系统投入使用或者,对系统作出任何修改时（例如，新的软件版本、使用了不同的数据采,集器、或者使用了不同的探头等等），至少一年要执行一次按照标准,的附录,D,进行的系统验证。,第,17,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,人体模型（,1,）,?,标准的模型形状是根据人体学研究中,90,成年男子头部的研究报告而,制定的，模型的耳朵模拟人使用手持设备时耳朵的扁平状态。,?,点,M,是嘴部参考点，,LE,是左耳参考点（,ERP,），,RE,是右耳参考点（,ERP,）。这些必须标注在模型的外表面上便于根据模型进行无线设备,的重复定位,LE,M,RE,RE,LE,LE,M,B,中间带状区域,F,N,第,18,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,人体模型（,2,）,?,模型的外壳材料应该对于组织模拟液配方中用到,的化学成分具有抵抗力。包括耳朵间隔在内的人,体模型的外壳应该由低介电常数、低损耗材料制,成（,tan(),0.05,5,）。与,SAM,标准模型的,CAD,文,件,相,比,，,人,体,模,型,的,形,状,制,造,公,差,应,小,于,0.2mm,。除了耳朵及其延伸部分外，在手机投,影内的任何区域，壳体的厚度为,(2,0.2)mm,。低,损耗的耳朵间隔器（与头部模型相同的材料）应,该在,ERP,和组织模拟液边界之间提供,6mm,的间隔,，且公差为,0.2mm,。在头部正中间从前到后平,面的,1.0cm,带状区，制作公差应该是,1.0mm,。,第,19,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,人体组织模拟液,?,盛,放,于,人,体,模,型,内,的,组,织,模,拟,液,的,电,介,质,特,性,如,右,表,所,示,（,头,部,液,体,）,。,在,频,率,范,围,内,的,其,它,未,给,出,的,频,点,，,特,性,参,数,可,通,过,内,部插值得到,频率（,MHz,）,相对介电常数,（,r,）,导电率（,）,S/m,300,45.3,0.87,450,43.5,0.87,835,41.5,0.90,900,41.5,0.97,1450,40.5,1.20,1800,40.0,1.40,1900,40.0,1.40,1950,40.0,1.40,2000,40.0,1.40,2450,39.2,1.80,3000,38.5,2.40,第,20,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,SAR,测量设备规格,?,测量设备作为一个完整的系统进行校准。探头与,相同的或技术上相当的放大器、测量设备和数据,采集器一起校准。,?,最小检出限应低于,0.02W/kg,，最大检出限应高于,100W/kg,。在,0.01W/kg,到,100W/kg,的,SAR,范围内，,线性度应该在,0.5dB,以内。灵敏度和各向同性应,在组织模拟液中确定。应给出响应时间的指标。,建议在探头的偶极子单元附近其封装套的外直径,不要超过,8mm,第,21,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,扫描系统规格,?,一般要求,为了评估三维,SAR,分布，装有探头的扫描定位系统应可,以扫描模型的整个暴露体积。扫描定位系统的机械结,构不应干扰,SAR,测量。扫描定位系统应该至少通过三个,参考点和模型相关联，这些点由使用者或系统制造商,定义。,?,技术要求,定位准确度,?,探头尖端在测量区域内的定位准确度应优于,0.2mm,。,定位分辨率,?,定位分辨率是每一个测量系统能在其上执行测量的增量。定位,分辨率应该是,1,毫米或者更小,第,22,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,设备夹具规格,?,必须特别注意避免环境（例如地板、设备夹具、,液体表面）的反射和吸收对于,SAR,测量所造成的,重大影响。,?,设备夹具必须保证设备能够根据标准要求进行定,位，并保证在倾斜位置下角度公差在,10,。夹具,必须由低损耗和低介电常数的材料制成：损耗正,切,0.05,，相对介电常数,5,。,第,23,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,测量设备,CALISAR,DASY5,IndexSAR,第,24,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,测量准备（,1,）,?,基本准备,在,SAR,测量前,24,小时内必须对组织模拟液的电介质特性进行测量,。测量电介质特性时，组织模拟液的温度应与,SAR,测量过程中相,同，且温度变化不能超过,2,。,?,（,1,）对于,300MHz2GHz,之间的频率，测得的导电率和介电常数应,在表,1,目标值的,5,?,以内。,?,（,2,）对于,2GHz3GHz,之间的频率，测得的导电率应在表,1,目标值的,5,?,以内，对测得的相对介电常数的允许公差可放宽至不超过表,1,目,标值的,10,?,，但是必须采用可获得的配方尽可能地接近表,1,目标值,。介电常数与目标值的偏差对,SAR,的影响应包含在不确定度评定中。,对于水平布置的人体模型，装入其中的组织模拟液深度至少应在,ERP,之上,15cm,。测量前应仔细搅拌液体，并保证没有气泡。应注,意避免液体表面的反射，在,300MHz3GHz,频率范围内这是靠,15cm,的液体深度来实现的。液体的粘性不应妨碍探头的移动。,第,25,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,测量准备（,2,）,系统检查,?,在,SAR,测量前必须对系统进行检查。,系统检查,的目的在于确保系统工,作时满足其规格要求。,系统检查,是一项可再现的测量，以保证系统在,进行符合性测量时可以正常工作。执行,系统检查,旨在用于检查短期内,可能存在的漂移和系统其它的不确定度，例如：,液体参数的变化；,组件故障；,组件漂移；,设置中的操作失误或软件参数的错误；,系统中的不利条件，例如射频干扰。,?,系统检查,是一项完整的,1g,或,10g,平均,SAR,测量。将,1g,或,10g,平均,SAR,测,量值归一化至标准场源的输入功率目标值，并和相应测量频率、标准,场源以及特定的平坦模型下的,1g,或,10g,平均,SAR,目标值进行比较。确,定各次,系统检查的,误差，必须在,系统检查,目标值的,10,之内。进行,系统检查,时测量频率应该在被测设备中间频率的,10,之内。,第,26,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,系统检查框图,第,27,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,测量准备（,3,）,?,待测无线设备的准备,应该使用被测无线设备自身内部的发射机。天线、电池和附件都,应是制造商指定的。测量前电池应充满电，测量过程中不应有其,它外部电缆连接。,使用内部测试程序或适当的测试设备（接着天线的基站模拟器）,来控制设备的输出功率和工作频率（频道）。对靠近耳边使用的,情况，无线设备应被设置在最高功率电平发射。电磁照射测试应,基于被测设备的功能和照射特性来进行。例如：工作模式、天线,配置等。,对于最终商业版本的产品应在所有的正常工作配置（没有连接任,何电缆）下进行测试。在产品上连接线缆很有可能改变产品上的,金属和导电部分的射频电流分布。此外，如果使用原型样机进行,测试，那么必须证实其商业版本有完全相同的机械和电特性。如,果这一点得不到保证，就必须重新对未修改的商业版产品进行抽,样测试。,如果被测设备不能在最高的时间平均功率电平上工作，那么可以,在较低的功率上进行测试，然后把测试结果按比例换算到最大输,出功率对应的值，前提条件是被测设备的,SAR,响应是线性的。,第,28,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,被测设备相对于人体模型的定位,标准规定了手机在头部模型上的两种测试位置,“,贴脸,”,和,“,倾斜,”,。手机应在这两种位置下分别在,SAM,模,型的左侧和右侧进行测试。如果手机结构特殊，按照,标准描述的正常使用位置不能实现，比如不对称的手,机，应当将手机定位于代表手机正常使用状态的位置,，并在报告中对此进行详细记录。,第,29,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,被测设备参考线的定义,.,w,b,/,2,w,b,/,2,垂直,线,水平,线,手机底,端,听筒位置,w,t,/,2,w,t,/,2,A,B,.,w,t,/2,w,t,/2,w,b,/2,w,b,/2,听筒位置,水平线,垂直线,手机底端,A,B,典型翻盖手机,典型直板手机,第,30,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,“贴脸”位置,“倾斜”位置,“,贴脸,”,和,“,倾斜,”,位置的定义,第,31,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,?,测量频率,被测设备应当在所有的发射频道都符合照射标准的要求。但是,，在每一频道下进行测试不切实际也没有必要。,对于手机的每一工作模式，应当在最靠近中心发射频率的频道,进行测试。如果发射频段的带宽超过了其中心频率的,1%,，那么,在发射频段的低端频率和高端频率的频道也应当进行测试。,如果发射带宽超过了其中心频率的,10%,，应按照下述公式确定,测试频道的数目，,1,/,),(,*,10,*,2,?,?,?,c,low,high,c,f,f,f,roundup,N,测量频点的选择,第,32,页,2019,年,6,月,11,日,WWW.,CATR,.CN,测试程序,序号,检验项目,标准与要求,属性,类别,1,在人体模型头部左侧贴脸位置，工作在,本频段的中间频率,参见,YD/T 1644.1,的第,5.2,章,A,2,在人体模型头部左侧与脸倾斜,15,度，工,作在本频段的中间频率,参见,YD/T 1644.1,的第,5.2,章,A,3,在人体模型头部右侧贴脸位置，工作在,本频段的中间频率,参见,YD/T 1644.1,的第,5.2,章,A,4,在人体模型头部右侧与脸倾斜,15,度，工,作在本频段的中间频率,参见,YD/T 1644.1,的第,5.2,章,A,5,在,1,4,产生最大,SAR,值的位置，本频段的,高端频率,参见,YD/T 1644.1,的第,5.2,章,A,6,在,1,4,产生最大,SAR,值的位置，本频段的,低端频率,参见,YD/T 1644.1,的第,5.2,章,A,注,1:,对于单模式、单频段移动电话，依据上表进行测试，对于多模式、多频段移动电话，应分别在,不同模式的不同频段下依据上表进行测试。,注,2:,对于多模式同时发射的移动电话，需考虑移动电话的实际使用场景后依据上表进行测试以寻找,最大电磁辐射值。,