[辐射]【分享】电磁辐射暴露限值和测量方法 [复制链接]

前　言 　   Wy .IcWK  
电磁辐射对人体安全的影响在国内和国际都日益受到广泛的重视。本标准的制定目的是确保电磁辐射对人体的影响在安全范围内。　  本标准在制定过程中参考了国内外具有代表性的标准或导则，从电磁波对人体产生效应的角度对电磁辐射的暴露限值加以规定，并制定了相应的测量方法。　　本标准的附录A是资料性附录。本标准自发布之日起同时替代以下标准：　　－GB 9175-88《环境电磁波卫生标准》；　　－GB 8702-88《电磁辐射防护规定》；　　－GB 12638-90《微波和超短波通信设备辐射安全要求》；－GB 10436-89《作业场所微波辐射卫生标准》；－GB 10437-89《作业场所超高频辐射卫生标准》；　　－GB 16203-96《作业场所工频电场卫生标准》 0AK,&nbF  
`B/0iA  
1 范围 d}'U?6ob  
本标准规定了频率范围为0Hz<f£300GHz的电磁辐射的人体暴露限值和测量方法。本标准中规定的限值是人体暴露可以接受的上限。本标准适用于中华人民共和国境内产生电磁辐射的一切单位、设施、设备以及受到暴露的个人。但本标准的限值不适用于为病人安排的治疗或诊断暴露。本标准以导出限值作为限值判定依据，对不宜以导出限值进行测量的辐射设备，如移动电话等，以基本限值作为判定依据。 VU`OO$,W  

2 规范性引用文件  S4=R^];l  
　  下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 u[{tb  
　　GB/T 6113.1-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范。 JMTvSXr  
3 术语和定义 O@YTAT&d#  
　　 下列术语和定义适用于本标准。 29reG,>  
3.1 8Xs
guC  
基本限值 basic limit C)cwAU|h#  
　  直接依据设定的健康效应而制定的暴露于时变的电场、磁场和电磁场的限值。通常难于直接测量。根据场的频率，基本限值的物理量分为电流密度(J)、比吸收率(SAR)、功率密度(S)，其中功率密度能在空气中测量。 &.Zb,r$Y  
3.2 @u1zB:  
导出限值 reference limit ,\v91Rp~?  
　  用以决定在实际暴露条件下基本限值是否被超出。导出限值是便于直接测量的量，它由基本限值经测量和计算得出，或按一定比例和暴露时间危害作用导出。物理量为：电场强度(E)、磁场强度(H)、磁通量密度(B)、功率密度(S)和肢体电流(I L)。按比例和暴露时间危害作用导出的物理量为接触电流(IC)，脉冲场为比吸收能(SA)。 T6~_Q}6  
3.3 nJ" '  
职业暴露 occupational exposure p6vKoI#T  
　  对处于控制条件下的成人和受过训练能意识到潜在危险并采取了相应措施的人的暴露。职业暴露的持续时间限定为工作时间(8小时/天)，并延续至整个工作阶段。 ~xoF6CF  
3.4 fK(}Ce  
公众暴露 public exposure san,|yrMn  
　  对处于非控制条件下的各种年龄阶段及不同健康状况，并且不会意识到暴露的发生和对其身体造成的危害，不能有效地采取防护措施的个人的暴露。公众暴露的持续时间为全天24h。 2ZQ}7`Y  
3.5 I<A6Z&*un  
全身暴露 whole-body exposure kHqztg  
　　人体整体暴露于电磁场的暴露。 ~.!c~ fke  
3.6 %E_b'[8  
局部暴露 partial exposure 'KPASfC  
　　人体表面的局部暴露于电磁场的暴露。 |c`w'W?C6  
3.7 ?)\a_Tn  
接触(感觉)电流 contact (perceive) current _.-
;5M-  
　  人体在电磁场中接触导电物体时产生的通过人体到地的电流。  H}:LQ~_2  
3.8 [g2;N,V#  
电磁场 electromagnetic fields 1J'3g  
　　表征物质媒质或真空的电和磁的状态的场。 D0N9Ksq  
3.9 x=#VX\5k:  
电磁辐射 electromagnetic radiation pN
Rk.m]  
a.能量以电磁波的形式由源发射到空间的现象。
q=lAb\i  
b.能量以电磁波形式在空间传播。 5?Wto4j  
注：“电磁辐射”一词的含义有时也可引申，将电磁感应现象也包括在内。 z.rh]Zq  
3.10 <ioO,oS'  
功率密度 power density ]#.]/f >-  
　  穿过与电磁波的能量传播方向垂直的面元的功率除以该面元的面积，单位为W/m 2。 > 0< )=  
3.11 Vn~UB#]'3  
比吸收能(SA) specific energy absorption =rR~`  
　  生物体单位质量所吸收的电磁辐射能量，单位为J/kg。 {$ep7;'d  
3.12 /W<>G7% .  
比吸收率(SAR) specific energy absorption rate v<fnB  
　  比吸收率为生物体单位时间、单位质量所吸收的电磁辐射能量，其单位是W/kg。 6K-5g/hL  
+< prgP`v  

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附 录 A A>qd2  
(资料性附录) 0|WOReskK  
场强的估算 #gxRTx  
A.1 远区场场强估算 Wwn5LlJ^  
　  为了估算辐射体对环境的影响，对于典型的中波、短波、超短波发射台站的发射天线在环境中辐射场强按（A.1）式至（A.6）计算。对正方形、圆口面微波天线在环境中辐射场功率密度按（A.7）式计算： ,m #@%fa  
A.1.1 中波（垂直极化波） d/0/$Bz}P  
　 理论公式： H j>L>6>  
　　　　  　………………………………… (A.1)
n`FQgC  
　　近似公式： V/ QTYy1  
　　　　　  　　　　　　　　　…………………………………(A.2)  jK ?  
其中  　　　　　　　 …………………………………(A.3)
@oe3i  
　　  　　　　　　 …………………………………(A.4) }M"-5K}  
式中： !nP8ys B  
　　r——被测位置与发射天线中心的距离； DI$mD{  
　　P——发射机标称功率； b?+Yo>yF8  
　　η——天线效率； :ofE8]  
　  G——相对于基本振子（点源天线G=1）的天线增益； :kf3_?9rc  
　　F(h) ——发射天线高度因子，F（h）＝1～1.43； u
;l6sdo  
——发射天线垂直（Δ仰角）、水平面（方位角 ）方向性函数； b&U5VA0=1  
A——地面衰减因子； j`LT`p"9S  
　　X——数量距离； PuUon6bZ  
　　λ——波长； 2i4Dal  
　　ε——大地的介电常数； iTKG,$G  
　　σ——大地的导电率。 x~3
>1Wr#M  
(A.2)近似公式是：η≈1、F(h)≈1.2、 ＝1得出的，即舒来依金－范德波尔公式。 ;6\Ski0=l  
A.1.2 短波（水平极化波） i?P]}JENM  
短波（水平极化波）场强计算公式同（A.2）、（A.3），但水平极化波的X按（A.5）计算。 O*+w_fox  
公式中的符号意义同前。
\nWzn4f  
　　  　　 …………………………………(A.5) 3'gd'`Hn/  
A.1.3 超短波（电视、调频） 5 \.TZMB  
　　　　　 　　　　　　 …………………………………(A.6) ( .6tz  
式中： J^<j=a|D  
　　P——发射机标称功率； +Fy-~Mq  
　  G——相对于半波偶极子（G0.5λ=1.64）天线增益 ； R!M|k%(  
　　r——测量位置与天线中心的距离； o^.s!C% j  
F(θ) ——天线垂直面方向性函数（视天线形式和层数而异）。 :67d>wb  
A.1.4 微波 T_;G))q'  
　  在距天线距离大于2D2/λ(其中D为辐射体天线的最大孔径尺寸，λ为相应频率的波长) XN0RT>@  
的远场区，天线向外辐射的功率密度值S由下式计算： *FG4!~<e  
　　　　  　　　　　　 ………………………………………(A.7) A.'`FtV  
式中： 1<Ztk;$A
 
P——天线的发射功率； 9M-]~.O  
G——天线增益； Zqe[2()  
F(f,q)——天线的方向性函数，f、q是极坐标的仰角和水平角度； *rMN,B@  
　　r——测量点距天线的距离。 S+\Mt+o  
　  式(A.7)是自由空间传输公式，如果考虑到反射系数，则(A.7)式还需乘上一个系数g，在100%反射情况下，(例如在一个全平面的良导体上反射)电场强度E的值可以加倍，而功率密度可以加4倍，因此g的取值可以是1～4，一般为2.56。 G%x,t-  
　　所以有： ?_h#>  
　　　　　 　　　　　 ………………………………………(A.8) W3{5Do.h  
　  如果给定离开天线的距离、发射功率和天线的增益函数，则可以计算出远区场任何一点无阻挡地区的功率密度。 d ;Gm{g#  
A.2 近场区场强估算 f~(^|~ZT  
对于近场区场强，很难用理论公式计算，最直接的方法是测量，以下仅是对近场区场强的估算。 t)kr/Z*p\  
a)　蜂窝基站线性天线近场区场强估算 [7t0[U~3?  
对于蜂窝基站的线性天线，其近场区功率密度可以用一个圆柱体模型来描述，在此模型中，能量假设都均匀分布于一个和天线等高的圆柱体表面，则功率密度为： Y&!McM!Jw  
　  　　　　　　………………………………………(A.9) u+i/CE#w  
式中: t6U+a\-<  
P ——天线的输入功率； AXv3jH,HF  
　  r ——场点距天线的距离。 &wWGZ~T  
b) 口面天线近场区场强估算 ovRCF(Og,  
Smax=4PT/A　　　　　 　　  ………………………………………(A.10) nd9-3W  
式中： _\V{X}ftqa  
Smax——近场区场强最大值; 'bqf?3W  
　　4PT——馈入天线的净功率; &I">{J<  
　　A——天线的实际几何面积。 |r*1.V(  
　　上式中给出的预测值具有<±3dB的精度。 0~ I) /T  
A.3 扫描天线功率密度的修正 ViC 76aJ  
对于处于运动中的扫描天线，功率密度可由下式估算： \V7x3*nA  
　　 　　  　　　　　　　　　……………………………………(A.11) OaVL NA^{  
式中： 78}%{7YY  
　　Sm——运动中天线的功率密度； ToCfLJ?{  
　　——天线旋转衰减因子； cyn]>1ZM  
　　S——固定天线的功率密度。 %-zH]"Q$  
远场区天线旋转衰减因子为： .6]cu{K(  
　 　　　  ＝[3dB(半功率)波束宽度]/扫描角度　 ………………………(A.12) bJ u,R-f  
近场区天线旋转衰减因子为： O&1p2!Bk4  
　　   ＝L/dφ　　　　　　　　　  …………………………………(A.13) 6v#sq  
式中： WxI]Fcb<  
L ——扫描平面内天线尺寸； kUBHK"}K  
dφ ——给定距离上天线扫描扇区的圆周，如图A.1。 206jeH9  
　　　　　　　　　  　　　　　L #nL0Hx7 ]E  
　　　　　　　　　　　　　　　　　　  d {+59 YO  
　　　　　　 　　　 天线 SVeU7Q6-  
　　　　  　　　　　　　　　　　　 扫描角度φ -&^(T  
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　dφ yr DYw T  
Vi~+C@96  
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 +OP'/  
　　　　　　  　　　　 图A.1 近区场的旋转衰减因子 4IpFT;`q  
A.4 复合场强 6XqO'G  
复合场强为两个或两个以上频率的电磁波复合在一起的场强，其值为各单个频率场强平方和的根值，可以用下式表示： Y)5}bmL
 
"lAS <dq  
　　　　 　　　　 …………………………………(A.14) a_j#l(] 9  
式中： {[iQRYD0|  
——复合场强； BE;iC.rW  
　　 、 …… ——单个频率的场强值。 %gB0D8,vo  
A.5 计量单位的换算 !9Ni[8&Fg0  
电场强度与功率密度在远区场中的换算公式为： lsf?R'1  
　　　 　　　　　　　　　　　　　 …………………………………(A.15) 1.CYs<  
式中： X:bgY  
S——功率密度； )f|6=x4  
——电场强度。 XS@6jbLE  
磁场强度与功率密度在远区场中的换算公式为： U{m:{'np(H  
　　　 　　　　　　　　　　　…………………………………(A.16) /pEkig7M  
式中： {%dQ
V#'c  
S——功率密度； 3iwZUqyq  
　　H——磁场强度。 OC.@C}u  
A.6 三方向测量取和公式 21Opx~T3  
　　　　　　　 …………………………………(A.17) s4*,ocyBP  
式中： nIT=/{oyi  
——场强值； jiDYPYx;I  
——X方向的场强值； cgAcAcmY  
——Y方向的场强值；  su$juI{  
——Z方向的场强值； 2sH5<5G'  
v'=APl+_  

经验值得借鉴，精神更值得学习