|
目前，来自手机通信和个人通信业务(PCS)手持设备的电磁辐射(EMI)对人体的长期影响还不清楚。慎重的测试包括使用测量工具来检测不常见的高辐射功率，比如手机中的封闭垫圈断裂处所产生的大功率电磁辐射。另外一种安全的方法是使用本文介绍的低功耗辐射检测器测量来自无线手持设备的辐射电平。本文将这种测量设备的设计，并说明其工作原理，证明其在手机幅射测量中的有效性。 该辐射检测器由一副天线(两个相同单元)、平面小反射器、带有匹配电路的检波器、动磁(moving-magnet)表头以及塑料外壳组成。为接收到电磁辐射源的最大的能量，天线被放置在距离反射器约1/10波长处。天线接收到的辐射能量通过检波器和匹配电路为动磁表提供适当的电流，动磁表指针的偏转与接收的电流是成正比。已经使用了一种替代的方法来校准辐射检测器的标度到mW/cm2。 多年来，人们一直关注超高频率(UHF)和微波频率对生物的影响。最近有报告指出，来自蜂窝通信/个人通信业务的电话发射出来的电磁辐射对动物/人类细胞非常危险。结果显示，在低于1 mW/cm2的电磁辐射下，老鼠的DNA就受到损害。而其他科学家们却认为在电磁辐射下不会增加老鼠体内单链DAN破坏的数量。最近， Kumar发布了一个有关低功率辐射对人类和动物生物影响的评估报告，并说明其他的科学家为什么对DNA损害认识不同的原因。 目前有很多大型且昂贵的商用辐射监视器，该新型的辐射检测器不会和那些大型的辐射监视器相混淆。因为该辐射检测器是用来快速地测取电磁辐射，而不是对电磁辐射做精确的测量。同时，为了探测低电平的辐射，辐射检测器还提供了0.001mW/cm2的满刻度灵敏度。 该辐射检测器在近场(near-field)测量总的入射到人体头部的电磁辐射，据称，由于身体的吸收作用，在辐射源与头部各种不同距离(1~5cm)情况下，只有大约29%到72%的天线输入功率辐射到自由空间。距离越近，辐射到自由空间的天线输入功率越少。因此，在近距离处强烈的电磁耦合增加了身体的吸收作用。他们同时也指出，因为天线位于头部前面，头部吸收的功率超过整个人体吸收功率的80%。因为小巧，该辐射检测器能够用来很好地测量人体头部吸收的功率。 该辐射检测器的天线工作原理与谐振腔相同。如图1，偶极子的一端接到装置的正极，另外一端接到负极。图2为一简化的背射天线模型，它由大反射器、小反射器和天线偶极子组成。大小反射器互相平行，距离为c，两反射器平面横截纵坐标轴。偶极子辐射体被放置在接近小反射器的地方，而偶极子天线则被放置在距离小反射器为d的地方。根据图1，两个表面波调制装置位于两个反射器之间。第一个接到正极端子，第二个接到负极端子，正极与负极之间接一个二极管。 当电磁波入射到大反射器时，经过调制表面波装置，电波直接从大反射器到小反射器，形成谐振腔。偶极子检取经过二极管检波器的电磁波，二极管检波器将交流电磁波转换为直流，然后流过偶极子的正极和负极端子到达线圈，线圈和磁铁放置在大反射器的后面。大反射器与调制表面波装置之间没有电接触。 在图2中，将大反射器的中心放置在笛卡儿坐标系统的原点，y坐标为谐振腔天线方向，偶极子主辐射体平行于z轴，半高h，半径a，其中心位于y轴正方向y=d处。两个小反射器平行于x-z平面，其中心分别为位于y轴正方向和负方向的y=c处。 用于偶极子和小反射器表面激励的感应电流的积分方程用公式表达，该方程基于如下的边界条件，即在所有传导平面上正切场减为零。在计算天线上接收的辐射场时，由于使用实际尺寸，大反射器电流会被削顶。而映射技术能够确定主偶极天线和小反射器表面的感应电流。 由辐射源发射的辐射场被平面反射器(λ/6)和曲面(λ/8)一起截获，曲面扩展支持了这样的假设，即在E场理论计算时假设大反射器区域是无穷大的，由天线系统中所有电流维持的空间内任意点的电磁场E(r)为： 其中，βo=2π/λo为自由空间波数，ξo=(εo /μo)1/2为自由空间波数，R(r, r′)=|r -r′|为场点r与源点r′之间的距离，V=包括天线系统内所有电流的体积。 在本例中，J(r′)dV′项由偶极子中的电流zIz(z′)dz′组成，小反射器上并受径向影响的表面电流Kr(r′)ds′=[xKrx (x′, z′)+xKrz(x′,z′)]ds′ 。电流xIz和Kr映射到y=0平面，来替代K′s对大反射器的影响，同时满足其表面上的边界条件。传导平面上被激励的表面电流主要由电磁场决定，而该电磁场由偶极子中和小反射器上的电流，以及它们的镜像电流所产生(图2和图3)。大反射器直径为6cm，小反射器直径为1.8cm，两者之间的距离为3.5cm。 作者：Dr. A. Kumar | 
