- 電磁頻譜
- 電磁輻射的參數
- 電磁輻射與防護
在射頻識別技術(shù)應用中，人們普遍關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題是與其相關(guān)的電磁輻射是否會(huì )對人體造成某種程度的傷害同樣的問(wèn)題也會(huì )發(fā)生在使用小型無(wú)線(xiàn)電臺、無(wú)線(xiàn)對講機、廣播電視發(fā)射臺、移動(dòng)通信手機、無(wú)線(xiàn)通信基站、家用微波爐、電視機、收音機、MP3/MP4播放器、計算機、紫外線(xiàn)消毒等等設備上。
不管我們愿意或者不愿意，整個(gè)宇宙中充滿(mǎn)了各種頻率的電磁輻射。廣義地說(shuō)，任何溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物質(zhì)，因其內部組成的分子、原子、電子的運動(dòng)即會(huì )產(chǎn)生熱輻射，熱輻射本質(zhì)上也是電磁輻射。由此說(shuō)來(lái)我們每一個(gè)人也都是一個(gè)電磁輻射體。
人為的電磁輻射現象構成了人類(lèi)生存電磁環(huán)境的新景觀(guān)。廣播、電視和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的覆蓋，成為當前人口密集區空中人為電磁現象彌漫的典型代表。雖然人眼看不見(jiàn)這些電磁輻射，人體也不敏感這些電磁輻射，但是收音機、電視機、移動(dòng)通信手機可以接收并證實(shí)這些彌漫于空間幾乎無(wú)處不在的電磁輻射是存在的。
考慮電磁輻射對人體的影響問(wèn)題，就是要分析哪些電磁輻射（或者說(shuō)電磁輻射滿(mǎn)足什么條件）會(huì )對人體造成不利影響。哪些電磁輻射人們可以放心地承受，不必畏懼或擔心。
電磁頻譜
電磁頻譜依電磁輻射（能量、信號）的瞬時(shí)頻率為變量，將所有的電磁輻射納入到一個(gè)一維的數軸上，通過(guò)適當的標注可形成一幅圖，稱(chēng)其為電磁頻譜圖，如圖1所示。電磁頻譜的數軸表示常見(jiàn)的有兩種形式：
1、線(xiàn)性標度：此時(shí)為一有原點(diǎn)的射線(xiàn)數軸。射線(xiàn)數軸的原點(diǎn)對應于頻率為“0”的直流電，射線(xiàn)數軸的方向指向頻率增大方向。線(xiàn)性標度的電磁頻譜圖的概念非常清晰，但其表示頻率范圍的能力有限。如圖1中（a）圖所示。
2、對數標度：此時(shí)數軸的原點(diǎn)對應的頻率為“1”，“負向”指向頻率為“0”的直流（一般多略去），“正向”指向頻率增大的方向。對數標度具有“壓大放小”的作用，頻率范圍的表示能力非常強。如圖1中（b）圖所示。
圖1電磁頻譜圖
籍著(zhù)電磁頻譜圖，人們可以非常方便地對電磁輻射（能量、信號）進(jìn)行宏觀(guān)尺度（縮?。┡c微觀(guān)尺度（放大）方面的把握與分析研究。由此，也形成了形式多樣的電磁頻譜圖的表示方法。圖2所示為電磁頻譜圖的頻段表示。
圖2電磁頻譜圖的頻段表示（注：引用圖）
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電磁輻射的參數
分析電磁輻射對人體健康的影響，需要了解一些基本參數?？蓪⑴c電磁輻射相關(guān)的參數分為“電參數”、“輻射參數”和“輻射影響參數”三大類(lèi)。
1、電參數。反映電磁輻射的基本參數，包括：
頻率（F）：電磁輻射對人體影響研究的頻率范圍如圖3所示。典型情況下，研究的關(guān)注點(diǎn)分為兩段：射頻輻射（30kHz~300MHz）和微波輻射（300MHz~300GHz）；
圖3電磁輻射對人體影響研究的頻率范圍（注：引用圖）
功率（P）：功率的大小表示電磁輻射的強弱，有瞬時(shí)功率、平均功率、等效輻射功率（輻射功率與天線(xiàn)增益的乘積）等相關(guān)概念之分；
調制方式：調制方式構成輻射電磁信號的幅度、頻率、相位三要素方面的花樣變化。例如，ASK、FSK、PSK等。
2、輻射參數。表示電磁輻射的空間傳播與分布特性，包括：
輻射場(chǎng)：分為近場(chǎng)、中場(chǎng)、遠場(chǎng)三類(lèi)。近場(chǎng)的范圍在電磁輻射體的一個(gè)波長(cháng)空間內，遠場(chǎng)在一個(gè)波長(cháng)空間范圍之外，中場(chǎng)在一個(gè)波長(cháng)左右。近場(chǎng)中磁場(chǎng)扮演主要角色、遠場(chǎng)中電場(chǎng)扮演主要角色。
極化方式：表示電磁輻射空間中電場(chǎng)或磁場(chǎng)矢量的方向，有線(xiàn)極化、橢圓極化（含圓極化）之分。電磁輻射發(fā)射與接收極化匹配時(shí)，可獲得最大接收信號。
3、輻射影響參數。表示電磁輻射與人體健康相關(guān)的特性參數，包括：
接觸極限：表示人體承受電磁輻射空間彌漫的最大強度，即功率密度。常用單位有：μW/cm2、mW/cm2、W/m2。功率密度與場(chǎng)強的關(guān)系為：S=E×H，其中S為電磁輻射空中傳輸功率密度，E為電場(chǎng)強度（V/m），H為強場(chǎng)強度（A/m）。真空中E/H=377Ω。
輻射劑量：表示電磁輻射的持續承受量，反映電磁輻射的積累，數值表示為“功率密度×持續時(shí)間”。
比吸收率：指生物體每單位質(zhì)量所吸收的電磁輻射功率，即吸收劑量率。
如圖3所示，電磁輻射對生物（包括人）的影響可以分為兩大類(lèi)：電離（Ionizing）影響和非電離（Non-ionizing）影響。電離影響會(huì )造成生物體內電子掙脫原子或分子的結構束縛，造成細胞嚴重傷害，包括癌變等變異。非電離影響一般體現為熱效應（體內駐波引起發(fā)熱，造成機體損傷）和非熱效應（心理效應等）。
