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SAR测试是什么?

更新时间:2023-08-14  |  点击率:282

SAR测试的背景:

随着信息技术的飞速发展,第五代移动通信技术(5G)正在以高速率 (eMBB)、极大的容量(mMTC)、极低的延时(uRLLC)带领公众走进无线通信的“超音速"时代,在江湖中留下“4G改变生活,5G改变社会"的传说……

与此同时,随着以智能手机为代表的无线通信设备的进化更迭,设备使用过程中所产生的电磁辐射对人体健康的影响也日益受到公众的广泛关注。为了保障无线通信设备的运行安全以及维护广大用户的切身利益,各国政府部门及相关电信法规机构都做出明确规定:电磁辐射对人体的影响需符合安全标准才能投入使用。

针对设备厂商要如何衡量电磁辐射对人体的影响,以及相关部门如何把控无线设备的辐射安全等等疑问,本文邀请到广电计量无线产品测试领域的专家,带大家一探 “SAR测试"的究竟。

 

什么是SAR测试?

SAR的英文全称为Specific Absorption Rate,中文一般称为电磁波吸收比值或比吸收率,是手机等无线产品的电磁波能量吸收比值。由于在外电磁场的作用下,人体将产生感应电磁场,而人体各种器官均为有耗介质,因此体内电磁场将会产生感应电流,导致吸收和耗散电磁能量,生物计量学中常用SAR来表征这一物理过程。通俗来讲,SAR是指单位时间内单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁波功率,单位为W/kg,或等效地,mW / g。

 

哪些产品需要进行SAR测试?

电子产品的发射天线距离人体20cm以内,且无线发射功率大于SAR豁免功率限值需要进行SAR测试,常见的产品除手机外,还包括对讲机、平板电脑、笔记本电脑、USB Dongle、POS机、无绳电话等等。

 

 

 

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但是对于某些产品,例如医院用于病房内挂墙上使用的显示屏、电子展示屏等,虽然主体是平板电脑,且产品有无线发射功能,但产品的使用环境是固定在某一地点(属于固定式设备),使用时,发射天线不贴近人体,因此不需要作SAR测试。

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SAR测试是如何进行的?哪些参数/因素可能影响SAR值的评估?

测试是由人体模型、测量仪器、探针对及机械臂组成SAR测量系统,系统置于环境受控的测试室中,其中人体模型的内部是液态物质(模拟人体组织液),液体的电磁特性与人体组织的电磁特性一致,探针可在其内自由移动进行测试,最后通过公式计算出SAR值。

受测无线产品的射频发射功率,发射天线的位置,测试环境的温度,模拟人体组织液的成分配比,探头的精度校准参数等等因素都可能影响SAR的测试结果。

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世界各国对SAR测试有着怎样的管控规定?

国内SAR测试标准为YD/T 1644《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,仪器和规程第一部分,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)》。该标准对测量系统中的人体模型、测量仪器、探针、人体组织液、机械臂以及测量计算方法作了明确的描述和规定。限值要求:在进网测试中要求SAR限值取10g平均值,限值为2.0W/kg。

其他海外国家(部分)的SAR测试标准及限值要求可参见下表:

地区

测量方法

限值

平均物质

欧盟(CE)

EN50360EN62209EN62311EN50566

2.0W/Kg

10g

北美(FCC)

ANSI C95.1IEEE152847 CFR 2.1093Reference KDB files、TCB files

1.6W/Kg

1g

加拿大(IC)

IEEE 1528RSS-102EN62209

1.6W/Kg

1g

印度

ANSI C95.1IEEE152847 CFR 2.1093Reference KDB files、TCB files

1.6W/Kg

1g

泰国

EN50360EN62209EN62311EN50566

2.0W/Kg

10g

 

常规手机的SAR值是多少?和4G相比,5G设备的SAR值会有什么变化?

下图是随机选择市面上10款5G手机进行4G频段和5G频段的SAR对比测试结果:

 

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(图来源于网络)

 

从图中可以看出,5G手机的SAR测试值并不一定会比4G手机的SAR值大。被测手机在4G频段和5G的Sub-6GHz频段的SAR值相当;从发射功率来看,他们在相同的Class等级下允许的最大发射功率相同,但是可以根据需要、在容差范围内进行调整,也就导致了每款手机的实际功率在大部分情况下都是有区别的。一般在其他情况相同的条件下,功率的变化会导致SAR值不同。而在相同发射功率下,SAR值的大小ー般取决于天线电路的设计及相关技术和新材料的运用。也即是,5G技术相较于4G技术并不会引起手机SAR值的改变,无论是4G手机还是5G手机只要符合了本地法规的强制要求,它们都是安全的。

(注:仅仅不同手机头部SAR值对比并不能说明手机辐射的大小。因为标准对测试位置有严格定义,手机摆放位置是固定的,如果天线在手机顶部则测出来头部SAR值大,天线在底部则测出来的头部SAR值小)。

 

对于上市产品来说,除了SAR测试,无线终端产品还需要通过哪些测试?

无线产品销售的国家不同,需要满足的检测认证需求也是不一样的:

1. 国内销售:还需要做SRRC(国家无线电型号核准)、CTA(入网许可证)、CCC(中国强制性产品认证)、RoHs认证(关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令)等;

2. 欧盟成员国销售:还需要满足CE-RED指令、RoHs、REACH、WEE、CB、德国GS等法规管控,并通过相应的测试并取得证书;

3. 美国销售:还需要做FCC ID、UL、FDA等认证并取得证书,其中FCC ID认证必须提供当地代理商信息;

4. 加拿大销售:还需要做IC、CSA等认证并取得证书;

5. 日本销售:还需要做MIC、PSE等认证并取得证书;

6. 其他国家、地区无线认证:包括RCM(澳洲、新西兰)、NBTC(泰国)、ANATAL(巴西)、IMDA(新加坡)、ICASA(南非)、TRA(阿拉伯联合酋长国)、CITC(沙特阿拉伯)、WPC(印度)、NOM(墨西哥)、EAC/FAC(俄罗斯)等等。

 

随着5G时代的到来,无线终端产品检测认证面临着哪些挑战?

随着5G在全球陆续开启商用,包括智能手机、模组、CPE在内的各类5G终端也纷纷上市。在研发及生产移动终端产品的过程中,都必然要经过测试这一步骤。在产品研发阶段,通过一系列的测试,可以帮助我们发现产品设计中的缺陷与问题;在产品生产阶段,可以通过检测来发现不良产品,避免把有问题的产品交付给客户。对于包括手机、蜂窝模组等在内的移动终端产品来说,在产品最终上市之前,往往还需要通过一致性测试、互操作性测试、可靠性测试等,这些测试可以由制造商、独立实验室、政府机构等来完成,一些运营商还有定制化的验收测试环节。

前述一系列的测试都会依据相应的测试标准进行,测试标准有全球或国内行业组织制订的标准,有国家机构发布的标准,也有企业自身定义的内部测试要求。同时也需要一系列的测试仪器仪表来对待测产品进行测试测量,针对不同的测试项目与测试领域,会用到不同的新仪器。新标准和新测试仪器的开发滞后给5G产品的检测带来很大的挑战。

 

广电计量无线终端产品检测认证有怎样的优势?

广电计量作为工业和信息化部产业技术基础公共服务平台、中国通信工业协会计量检测服务中心、美国联邦通信委员会(FCC)认可实验室,构建了无线通信行业先进的计量检测技术服务能力,并与众多国际行业认证机构建立了良好的合作关系,致力于为客户提供一站式检测认证服务,可全面帮助企业解决产品准入环节的难题,提升市场竞争力。


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