终端进网测试项目-电磁 辐射(SAR)

第1页2020年6月23日电磁辐射（SAR）测试说明工业和信息化部电信研究院周镒第2页2020年6月23日•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2020年6月23日•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2020年6月23日•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2020年6月23日国内标准进展情况•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/T1644.1《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GB21288《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2020年6月23日国内标准进展情况（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.XW/kg，符合国家标准GB21288-2007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2020年6月23日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2020年6月23日(1g)总数量不合格数量合格数量不合格率％合格率％2005年1344226111816.82%83.18%2006年130012411769.54%90.46%2007年258213824445.34%94.66%2008年296712528424.21%95.79%2009年246916323066.60%93.40%2010年306415129134.93%95.07%2011年1-6月15299514346.21%93.79%表12005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2020年6月23日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２.０W/kg(10g)总数量不合格数量合格数量不合格％合格％2005年1344713370.52%99.48%2006年1300312970.23%99.77%2007年2582225800.08%99.92%2008年2967829590.27%99.73%2009年2469424650.16%99.84%2010年3064730570.23%99.77%2011年1-6月1529115280.07%99.93%第10页2020年6月23日统计数据(1g平均,1.6W/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)PASSFAIL入网测试SAR统计数据(10g平均,2.0W/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)PASSFAIL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2020年6月23日不判定－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GB21288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2020年6月23日测试项目介绍•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2020年6月23日执行标准•标准–GB21288-2007移动电话电磁辐射局部暴露限值–YD/T1644.1-2007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2020年6月23日的定义•比吸收率（SAR）－specificabsorptionrate•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：)()(dVdWdtddmdWdtdSAR第15页2020年6月23日•SAR也可以用下面任意一个式子得到：2ESAR0|thdtdTcSAR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；σ——介质导电率，单位是西门子每米；ρ——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|tdtdT第16页2020年6月23日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0.012W/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2020年6月23日人体模型（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LEMRERELELEMB中间带状区域FN第18页2020年6月23日人体模型（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(δ)≤0.05,ε≤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2020年6月23日人体组织模拟液•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（εr）导电率（σ）S/m30045.30.8745043.50.8783541.50.9090041.50.97145040.51.20180040.01.40190040.01.40195040.01.40200040.01.40245039.21.80300038.52.40第20页2020年6月23日测量设备规格•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2020年6月23日扫描系统规格•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2020年6月23日设备夹具规格•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2020年6月23日