黑莓手机的辐射量最大！手机辐射测试
泡泡网机箱电源频道1月13日 编者按，在这个系列文章中我们将按手机、无线设备、家电三个类别为大家介绍他们的辐射测试情况，感兴趣的读者可以继续关注系列之二、三。在阅读前弄清“核辐射”与“电磁波辐射”两个概念，有助于您理解手机信号辐射对人体健康的影响。
在说手机的电磁辐射测试前，首先我们锁定可见光区域，波长在400-700纳米。我们测试的手机信号在这张图的什么位置呢？
电磁波波谱
图中已经标注出手机信号的频率的位置，对于单份电磁波的能量来说手机信号略高于FM收音机的信号，低于微波炉。因为频率越高，单份电磁波能量越高，日常生活中最常见的可见光的能量要远远高于手机信号。
在《揭秘（二）》中我们测试的绝大部分无线设备，和Wifi的应用频率都是针对商业开放的2.4GHz，所以按频谱图寻找，在手机频率略微偏左一些，但仍然不超出微波的范围，远低于可见光。
化学键相连
如果电磁波的能量高于人体细胞分子的化学键，就会造成分子结构的破坏，图谱中越靠左侧的电磁波能量越高，也就越危险。
锁定可见光是因为它是人体长期接受的电磁波辐射（长期暴露其下没有危险），凡是能量等级低于它的（在可见光右侧的），都不会对人产生化学性质的伤害。
微波照射会升高组织温度
国际上衡量手机对人体的影响暂时只有一种：热效应。因为手机信号属于微波波段，这种电磁波长期照射人体，会使被照射部分的温度升高。微波能驱动某些带极性（内部正负电可以分开的）的分子做振荡这增加了分子平均的运动速度，于是反映在宏观上就是升温。这和微波炉驱动水分子振动加热食物是一个道理。
我们这次测试手机就用SAR（比吸收率）来衡量这种热效应，在文章附录中我们更详细的说明了SAR到底是什么。
感应电流示意图
除了热效应外还有一种效应被提及：感应电流。因为人体也可看做导体，在变化的磁场中会产生感应电动势，这样就有可能产生感应电流。
生物电的宏观表现
神经传导需要生物电
我们的神经系统和很多内脏能正常工作需要生物电传输信号和控制。所以这种感应电流如果超过一定数值，也有可能干扰神经系统和内脏的工作，让人感觉不舒服。但想在体内产生可观的感应电流需要外界较大的交变磁场，手机是远远做不到的，在高压输电线、大功率变压器附近才有条件。所以这个效应没有手机规范的限制。
测试过程我们以看图说话一步步往下进行，首先在人体模型的凹槽中灌满所需的组织液，这次使用的是900MHz场频下模拟头部组织液的东东，一桶2000多块钱，灌进去5捅。关于测试用液体的详细内容和配方您可以参考文章最后的附录。
每个类别的组织液都有固定的电导率和密度值，这在捅上已经明确标出了，今天用的这些液体中肯定含有大量的糖分，比较粘，而且明显散发着糖的香味，在实际测试中液体可以重复使用，不过次数多了以后电导率和密度会发生变化，就不能再使用了。
灌好了组织液后把探头插入组织液中，移动探头需要启动整套设备的服务器，由电脑编程控制探头的移动，其实我们也可以使用手柄操纵，但据说那手柄操作实在太复杂。
启动控制系统
在我第一次见到这个硕大的机械臂时还怀疑“不用这么夸张吧”，但实际上测试中可能需要探查几千个点的吸收值，机械臂来回来去的调整位置，精确定位1mm的距离，这不但需要很高的精度，工作强度也不小。
第二步是让模拟基站和被测手机保持通话状态。不使用现成移动、联通的网络是因为手机在这些网络中通话时信号状态变化复杂，强度大小随时都可能有变化，我们必须把测试环境统一。
被测手机和实验室自己设置的基站连接时手机发射/接收的信号是稳定的，不过模拟基站的信号强度比较弱，我们经常需要把天线和手机靠得非常近才能收到基站打来的电话。
3种状态测试用了96分钟
我们把手机的运营商调整到侦测到的新基站就可以了，测试过程中手机一直模拟通话过程，我们临来前听说通话可能很久，就都充满了电。计量院指导我们测试的同志介绍，有些厂商送测手机，测试过程中需要充电几次才能完成所有测试。
我们手机测试了900MHz频率下，高、中、低频率的3种通话状态，共用时96分钟，电耗了大半。
通话状态设置好以后我们需要设定接听位置，有人打电话用右手，有人用左手，有人习惯用手机贴着脸打电话，有人习惯张开一个角度接电话，虽然习惯很多，但为了多测几个手机，我们只取左手接听，并且采用贴脸式。
问过测试的工程师才知道，手机的夹具都应该用低介电损耗和低介电常数的材料制作，损耗的正切值应该小乙0.05，介电常数应该低于0.05。
在测试中前我们还需要量手机的尺寸，大致量出尺寸就行，因为最后在测试软件中划定的测试区域还会比手机尺寸大一圈。通话时基站天线放置的位置也是固定的，不过因为高频信号随距离衰减非常明显，所以天线的辐射对测试影响非常小。
最后一步就是在控制软件中设置探头扫描的区域了，之前用尺子量出的是手机尺寸，手机的实际位置比您在屏幕中看见的那个矩形还小一圈。
对某一个方式的接听测试来说扫描要进行两次，目的是为了尽快找到SAR的最大值，第一次为粗扫描，探头每次在空间中移动的距离稍大（比如5mm为步进）。
我们终于提到了测试的目标：SAR，您可以在附录中看到它的详细信息，简而言之它是描述物体吸收能量多少的一个数值。
在粗扫描完成后，程序自动找到一个SAR值较高的区域，然后在此小区域中进行第二次细扫描（比如步进1mm），最大的SAR值就可以这样得到了。
上图紫色区域就是完成第一次粗扫后找到的最大值区域，第二次的细扫描将在紫色长方体区域进行。
测试结果
测试结果要多说两句，图中可以看到测试手机是HTC Magic，在900MHz中的中频模式通话。不论是粗扫描结果还是细扫描结果都分了两个值，一个值为1g组织液的功率吸收值，另一个为10g组织液的功率吸收值。
目前我国和欧洲国家采用的是1g组织液测试值，对手机要求是不超过1.6mW/g；美国采用的是10g组织液测试值，对手机的要求是不超过2mW/g。可以看到后者大约是前者的125%，因为采样的区域大了以后，更小区域的峰值会被削减掉。
1.6mW/g换算一下就是1.6瓦/千克。从举例的手机看，测试结果为0.945瓦/千克。
由于时间紧张，我们只测试了组内编辑的7款手机，当您看过文章最末页测试原理的介绍后会知道为什么“时间紧张”了。
最老的型号是诺基亚6080，购买于4年前，最新的是iPhone4。从系统上看，涵盖了苹果、安卓、Windows Mobile、黑莓、非智能。比较可惜的是没有找到山寨手机来测试。
最后公布测试结果，我们分两张表格，一个是以10g人体组织为标准的吸收值，它不应超过2瓦/千克。另一个是以1g人体组织为标准的吸收值，它不应超过1.6瓦/千克。
需要说明的是测试黑莓时它只工作在普通的GSM900MHz的频段，在测试中SAR值最高的是它，但无论用1g标准还是10g标准来要求，都没有一个手机超过国际（国家）标准。SAR值最小的两个为iPhone3GS和夏新N800，iPhone3GS的SAR最大值位置很可能不在头颅腔内，而在握手机的一侧，所以测得的最大值比iPhone4小不少。夏新N800的SAR的确很低，但他和弱信号连接时很困难，平时使用时在信号弱的地方肯定通话不畅。
最近一次大规模研究结果
关于使用手机与健康的问题，2010年5月16日由世界卫生组织刚刚公布了一项大型研究结果，研究机构是法国里昂的国际癌症研究中心，研究涉及2708名神经胶质瘤患者和7658名脑膜瘤患者，以及7658名对照组，患者和对照者来自13个国家。
研究结果表示“总的来看，没有观察到使用手机增加患神经胶质瘤和脑膜瘤风险的迹象。常规的手机使用实际上似乎降低了患癌症的风险。但是使用手机时间最长的10%的被调查者患神经胶质瘤的可能性要高40%。但这项研究指出，有理由怀疑这个表面上的关联关系。”
上述调查限于成年人，目前也没有机构可以提供儿童使用手机是否有风险的信息，而且也没有任何关于使用手机超过15年以上会带来何种风险的研究，所以实际上使用手机对健康的影响还需要更多更深入的研究。
完整测试需要很久时间
在手机厂商送测手机时，一款手机的SAR测试往往需要一整天，甚至好几天，因为接听方式上可以分好多种，左/右手接听、贴嘴式接听/不贴嘴式接听。手机频段也分为GSM900MHz/1800MHz，CDMA800MHz、WCDMA等多种，每个频段中又分高、中、低频信道的连接方式，如果全部测量将需要40多个项目。每个项目跑一遍下来大约需要25分钟所有，即便通过最小化方法删掉一些项目，15项左右还是少不了。
不同的接听方式
我们没有这么多时间，那样全套的测试实际也只是为了找到手机在所有状态下最大SAR吸收值，为了能尽快测完7个手机，我们大大简化了测试过程，只采用左手贴耳式接听，频段选择900MHz里的中频接听。
不同接听姿势对SAR值的影响
1、左手或者右手不会有太大区别，毕竟他们只是镜面对称。
2、贴面式和张开角度的非贴面式接听会对SAR值有较大的影响，如果手机的天线设计在手机底部，采用非贴面式会大幅度减小SAR值。相对来讲，很多翻盖式手机因为天线都设计在手机底部，打开翻盖接听时天线离人体更远，人体吸收的电磁波辐射更小。当然如果您使用有线的耳麦打电话，手机放很远，头部的SAR值肯定最小。如果使用蓝牙无线耳机的话，还需要把蓝牙工作时的辐射算进去，这是揭秘辐射第二篇文章的内容了。
3、在900MHz频率下，不论采用高频、中频、低频测试，结果差异很小。我的HTC Magic的测试结果为1g组织液，0.94W/kg、0.95W/kg、0.92W/kg
关于SAR的解释
SAR值计算方法
SAR（Specific Absorption Rate）比吸收率定义为生物体单位时间、单位质量所吸收的电磁辐射能量，单位是瓦/千克。
如果分子分母同时除以1000，就是“毫瓦/克”，这是实际测试时平台上读出的数值。SAR=电导率×电场强度的平方?液体密度。这个公式的导出在英国规范EN 50361的第10页-第11页可见，对测试设备来说，液体的电导率是固定的、液体密度是固定的，我们只需要测量电场强度，所以测试的探头测量的是电场强度，SAR值是测试系统自动换算得来的。
模拟组织液的成分
测试用组织液的参数
本次使用的液体在上图中用红框标出来的，这些神秘的组织液也是由一些基础元素勾兑而成。下面列出主要成分和他们在组织液中所起的作用。
纯度在98%以上的蔗糖溶液（用来降低组织液介电常数）
纯度在99%以上的NaCl溶液（用来增加电导率）
电阻大于16MΩ的去离子水（用来降低电导率）
纤维素（用来增加粘滞度，保持蔗糖的溶解状态）
二亚甲基乙二醇丁基醚，丙二醇，乙醇（降低介电常数）
防腐剂（防止细菌和微生物的影响）
SAR的限值是如何划定的
看过前面文章的读者会知道我们对头部的SAR吸收采用了1.6或者2.0瓦每千克作为限制，而这个限制是如何定制的呢？
在医学研究中普遍认为局部暴露100瓦/千克是热效应的基本限制，这个数值会对人体产生显著的不良效应；以该限值除以10作为职业人群（长时间在此环境下工作的人）接受照射的安全系数，那么就是10W/kg；以该限值除以50作为普通人群可接受照射的限制，那么就是2W/kg。
测试误差
测试结果只取了小数点后2位，但因为从组织液环节开始，介电常数、电导率、密度等参数就比较难达到高精度，在标准测试规范中温度变化几摄氏度都会造成组织液参数的变化。对于最终结果，0.95W/kg和0.93W/kg没有本质差距。但1.1和1.0之间的差异还是有测试意义的。
对于测试结果的正确理解
所有结果都是仅仅针对具体型号，不能简单理解为某品牌手机的SAR值低，以测试的两款苹果手机为例，差距就很明显。本次测试中所有手机的SAR值都离国际（家）标准低一截，而超过这个标准50倍时才会有确切的对人体造成伤害，所以简单的理解为某品牌手机不能用辐射高，也是对文章的误读。
致谢
最后我们要真诚的感谢为我们提供实验场地、设备的中国计量科研院沈庆飞工程师和武彤工程师，没有他们的帮助测试一步都无法进行。■<
关注我们
