RFID應用中的電磁輻射與防護
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)。
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