课程名称：电磁兼容设计 任课教师： 实验教师：
汽车手机班级： 姓名：
同组同学：
一、实验目的
现代社会手机越来越普及，人们在享受方便快捷的同时，也在遭受手机信号产生的电磁辐射的危害。打电话时手机离人脑很近，手机信号很容易被脑部组织吸收，产生一些难以预料的后果，因此用实验的方法了解手机辐射的大小分布；了解不同制式、不同通话状态、不同使用条件下手机辐射大小的变化，对于我们正确防护至关重要。
不同品牌的手机通信质量、信号强度总有差异，不同型号手机辐射强度大小、不同网络之间的辐射差异以及不同距离的辐射强度大小究竟如何都是值得关心的问题。
二、实验设备
测量系统组成：（如右图）
Agilent EMI接收机 E7405A
喇叭天线 3115
复合天线 3142
指针式电场测量仪 VUFM1670
电磁辐射分析仪NBM-550
各向同性电场探头EF0391
该系统可进行30M～18GHz频段的辐射发射测试。
手机信号的频段也在此范围内。
三、实验内容
1、测量手机的电磁辐射强度与距离的关系。测量距离分别取 1.5 米、2 米和
2.5 米，测量时注意手机的位置保持不变，记录测量数据，比较其大小，分析原因。
2、测量手机不同方位的辐射强度，测量取手机距复合天线 1.5 米。取前面、背面和侧面，手机放垂直方向。
3、测量手机不同状态的辐射强度变化，如待机、开机、关机、拨通瞬间和正常通话几种状态，使用指针式电场测量仪，为减小测量误差可测三次取平均， 测量时尽量保持手机位置不变。尽量减少周围人员走动。
4、测量手机发短信、收短信时、浏览网页时的电场强度，记录测量数据。
5、测量使用手机耳机时辐射强度的变化，并解释“辐射强度变小”的原因，用指针式电场测量仪测。
6、测量使用蓝牙时手机辐射的强度、信号弱与强时手机辐射强度的变化、不同制式手机的辐射强度差异。
7、网络上流传在密闭空间打手机，如电梯间、小汽车内，信号强度会大几千倍，是真的吗？请设计实验验证。
四、实验数据及分析
1、测量手机的电磁辐射强度与距离的关系
我们使用一台电信 3G 网络的华为手机进行实验，手机尾部对着天线。在测量过程中手机不移动，我们移动天线使其分别距手机 1.5 米、2 米、2.5 米，测量该手机在打电话状态下的电磁辐射变化。测量得出的实验数据如下表：
电磁辐射与距离关系如下：
分析：从表中的数据我们可以看出，在手机相对方位与工作状态不变的情况下，手机的辐射强度是随着距离的增大而减小的。这是符合电磁波的传递衰减规律的。我们知道，手机向外发出辐射的主要形式就是电磁波，电磁波在介质中传播总会有能量的损耗，在空气中也是如此，因此辐射强度会随着距离增大而减小。因此，我们建议使用手机打电话时，在能听清对方的条件下尽量使手机远离自己的头部一些，当然，使用耳机通话更能减少手机对我们大脑的辐射。
2、测量手机不同方位的辐射强度
我们使用的依旧是电信 3G 华为手机，使其以不同方位对着天线，手机与天
线的相对距离保持 1.5 米，测量其在打电话状态下的电磁辐射强度。下表给出实验数据：
手机不同方位的辐射测量值如下：
分析：由表可知，手机的头部与背面对着天线时，我们测到的辐射强度最大， 而手机的侧面对着天线时，测得的辐射强度最小。要实现手机通话，首先是要实现手机与附近的的连接，在通话接通前与接通时，手机会发射无线电到，
故手机内必然会有发射无线电元件。不同的手机的无线电发射元件位置应该是有所不同的，我们使用的这台华为手机的无线电装置估计是位于手机的顶部偏后方的位置。但是，由于手机屏幕和手机壳的材质不同，对电离辐射的屏蔽效果不同， 也会影响辐射强度。
3、测量手机不同状态时的辐射
我们分别使用一台电信 3G 的华为手机与一台联通 4G 的华为手机测量它们在待
机、关机瞬间、开机瞬间、收发短信等状态下的电磁辐射变化。此处使用的测量仪是电场测量仪，实验数据的单位为V/m，实验数据如下表：
手机不同状态下的辐射测量表如下：
分析：一般来说，除了手机处于关机状态下（辐射量为零），手机在待机的时候，手机的辐射量最低，实验数据显示出来的也确实如此。在开机过程中手机辐射量会由 0 增至待机状态时的数值，有时候会在开机启动瞬间增到一个较大的
值，这是跟手机后台自动启动联网检查更新与检查新信息新邮件等动作有关。而关机过程则是一个辐射量减小最后为零的过程。此外，在打电话过程中，刚刚接通电话的瞬间辐射量往往要比稳定通话时的辐射量要高得多，这估计是跟无线电建立连接瞬间产生的脉冲有关。发送及收到短信时手机的辐射量也会上升到不小的数值。浏览网页是因为蜂窝数据的传输，才能建立网络连接，文字、图片、音频和视频等都需要电磁能量传输，故这时候手机辐射量很大。在插入耳机后，我们测量得出所有状态下的手机辐射量都下降很多，我想这是因为耳机与手机内部建立了金属连接，电磁能量更倾向于走金属通道传输，耳机起到了传导、发散手机向外辐射量的作用。
4、相同手机相同网络是否使用耳机通话状态下的辐射水平测量
实验中我们还用电场强度的粗测仪器测量了是否使用耳机时的辐射情况，实验中可以发现使用耳机时辐射电场强度降低至少十倍以上。而且在手机刚刚接通时强度比通话平稳后大数十
倍。
五、实验总结与讨论
本次实验让我们很直观地学习到手机辐射的相关知识，也了解到了手机通信的原理与过程。实验对象是当代人的随身物品，手机，我们把它放得离我们很近， 因为它会给我们带来很多便利，但是人们往往会忽视其潜在的不利，或者说是对其辐射量的多少一无所知。我们做了本次实验后发现，手机的型号种类、运营商、工作状态、距离等都会对辐射量的大小产生影响。虽然说手机辐射量远低于致电离辐射的最小值 10eV，但是手机辐射毕竟是电磁波，总会带有能量，因此，如果这电磁波长时间对着同一生物体部位进行照射。会给这个部位造成不良的生物效应。
因此，我们建议，在手机辐射量瞬间增大的时候，应尽量拉开与手机的距离， 如电话接通瞬间。晚上睡觉时如果要把手机放在床头，应该把手机设于飞行模式或者关机，晚上睡觉前尤其不要用手机长时间上网，这会对大脑和视网膜造成较大损伤。
实验过程中也存在不足，实验室中会不可避免地存在电磁干扰，实验仪器存在误差造成测不准，这相比人为干扰和环境干扰要小得多。
经过实验，我们更加清楚地了解了手机的工作机理——连续地向手机发送下行信号，手机只有在开机的时候以及通信状态（除了待机状态）下才是手机发出辐射的最集中的时候，而在待机时几乎测不到辐射，这让我们对手机待机时的辐射更加放心了。
不过通过实验可以看出，离手机越远所受到的辐射越低，使用耳机时辐射会小很多，所以我们在手机使用时应该尽量离大脑远一点，或者使用耳机，这样会减小很多辐射，对身体会有好处。
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