通信原理-第2章-补充资料-电磁辐射课件

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4什么是电磁辐射电磁辐射对人体的危害电磁辐射损伤人体的机制身边亲密的杀手生活中的电磁辐射

什么是电磁辐射?电磁波是一种物质存在形式，自从一百多年前麦克斯韦用理论形式证明其存在以来，人们对其的认识和应用在不断扩展着。它对于我们并不陌生，从古至今她就存在于我们周围。比如：阳光，闪电，被加热物体散发出来的热能等等。阳光，波长在100nm一760nm，是我们视觉系统感知这个世界的信号基础，是万物生长的能量来源；是地球生态圈不可缺少的组成部分。而人体本身就是个生物带电体，生物电流无时无刻不在人体的组织细胞间传递着信息。它产生的电磁场与天然电磁辐射因人类自身的进化繁衍有着良好的适应关系。就如同眼睛蛇可以感知红外线，蝙蝠依靠超声波来指导飞行和捕食一样。然而随着电子技术的发展，架设的电源线越来越多，电视，电脑，移动电话，微波炉走入我们的生活；这一完美的生态和谐被打破了。波长更长，频率在30000MHz内的电磁辐射充斥着我们的空间，破坏了良好的电磁生态环境，构成了现代社会新的隐型杀手。电磁辐射污染是肉眼看不见的电磁波污染，常被称为“电子烟雾”。信息业的发展，各种行业电磁能量利用设备的开发使用和电力行业的不断扩容，使电磁辐射设备不断增多，发射时间、影响范围不断扩大，大量无线电频谱（率）被开发利用，在时域、空域和频域三方面加剧了我国的电磁辐射环境污染。

绝大多数通信系统发射设施（应急备用设施除外）都是24小时全天候发射。一些通信网电磁辐射设施（如移动通信网、寻呼通信网、专业通信网的电磁辐射设施）数量较大，尽管单个发射设施的运行功率相对较小，但因其多数位于居民区高层住宅楼顶，部分位于办公大楼楼顶等，电磁波能量在大楼之间反射、叠加，造成一定范围的电磁辐射环境污染影响。

电磁辐射对人体的危害一.诱发基因突变、促使变异细胞产生1.皮肤衰老加快。2.白血病在内的各种恶性肿瘤增加。3.T淋巴细胞活性降低、B淋巴细胞活性降低导致白血病在内的各种恶性肿瘤增加。4.精子活性降低、数量减少导致不孕症。5.胚胎细胞产生大量变异细胞导致胚胎发育不良、孕妇流产率升高、畸胎发生率升高。据科技日报报道：我国每年出生的2000万儿童中，有35万为缺陷儿，其中25万为智力缺陷儿。有关专家提醒育龄妇女，电磁波污染的威胁最大。最新研究调查报告指出：怀孕早期的妇女，每周使用计算机20小时以上，其流产率增加80%，同时也增加畸形胎儿的出生率。一般来讲1-3月为胚胎期，受过强电磁辐射可能造成肢体缺损或畸形；4-5个月为胎儿形成期，受过强电磁辐射可能引起智能损坏,甚至痴呆；6-10个月为胎儿成长期，其主要后果是免疫功能低下，出生后体弱，抵抗力差。电磁辐射损伤人体的机制人体是个导电体。电磁辐用于人体可产生电磁感应，并有部分的能量沉积。电磁感应可使非极性分子的电荷再分布产生极性，同时又使极性分子再分布；即偶极子的生成。偶极子在电磁场的作用下的取向将导致生物膜电位异常，从而干扰生物膜上受体的表达酶的活性，导至细胞功能的异常及细胞状态的异常。人体的感受器如眼、耳，皮肤上的冷、热、触、疼感受器等等接受外界刺激将产生神经冲动；神经冲动由周围神经系统再传到中枢神经系统产生反馈，反馈信息传给人体的效应器，产生人的有意识的行动。而这里所讲的神经冲动及所反馈信息，实质上就是神经细胞上的电传导。a当电磁辐射改变了生物膜电位时也就改变了神经细胞的电传导，扰乱人的正常电生理活动。日积月累会导致神经衰弱；植物神经功能紊乱。植物神经功能紊乱，腺体细胞功能状态的异常，将导致激素分泌异常。电磁辐使生物膜功能紊乱甚至破坏会抑制细胞活性，如精子生成减少及活性降低，产生不育症，脸部皮肤细胞代谢障碍而产生色素沉着等。生物体是由细胞构成，其遗传物质是DNA。母细胞复制于细胞的过程就是DNA的复制传递及表达的过程。当这一过程受到电磁波及其它因素干扰时，就会诱发基因突变、促使变异细胞产生。例如诱发癌基因表达，导致癌细胞及其它变异细胞的产生。电磁辐射作为一种能量传递方式，还会直接将能量传递给原子或分子，使其运动加速，进而在体形成热效应。当微波作用于人的眼睛，眼睛晶状体水份较多，而更易吸收较多的能量，从而损伤眼的房水细胞。晶状体内无血管成份，代谢率低，很难将损伤或死亡的细胞吸收掉，日积月累在晶状体内形成晶核，导致白内障的产生，视力下降，甚至失明。

生物体中电磁能的传播和吸收1.水是一种电介质，同时水是生物体中含量最丰富的成分，它几乎占人体体重的60%。根据含水量的多少，将生物组织分为两种：

（1）含水量在70％以上的组织，如皮肤组织、肌肉、肝脏、肾脏、心脏等，频率在100～1000MHz，其介电常数为50～70，电阻率为100Ω/cm。（2）含水量在70％以下的组织，如脂肪、骨骼、骨髓等其介电常数为4～8，电阻率为600～3500Ω/cm。这类物质含水量少，对电磁辐射能量吸收少。由于组织的含水量不同，就会影响电磁波能量的吸收。2.电磁能的吸收根据人体对电磁能量吸收的情况，可将电磁波分为四种：

1）<150MHz，电磁波在体内衰减少，为透过性。

2）150－1200MHz，主要为体内吸收，转化为热量。

3）1000－3300MHz，体表与体内均有吸收。

4）>3300MHz，皮肤成为反射体，主要是体表吸收。为了衡量机体对电磁能量的吸收情况，引入比吸收率的概念SAR(W/kg)。

SAR表示生物体单位质量吸收的电磁辐射功率。

SAR＝σE2/ρJ=σE

式中：σ－电导率（S/m）；E－电场强度(V/m)；

ρ－密度kg/m3；J－感应电流密度A/m2。身边亲密的杀手手机和基站的辐射GSM系统特点：脉冲波,以最大发射功率接入CDMA(CodeDivisionMultipleAccess,码分多址通信系统)

系统特点：容量大，是GSM的四倍，连续波、反向功率控制、软切换和逐级加大功率接入。对测试结果的分析:两个系统SAR相近,因为GSM的功率大，但发射时间仅占总通话时间的1/8,CDMA功率小,但时间长些。SAR是在系统最大发射功率下测试的，CDMA系统在最大功率下工作的机会相对少些，实际使用时SAR相对小些。

基站的辐射基站辐射的电磁波,一般频率为900MHz(兆赫)基站天线的发射功率一般在20W～60W范围基站天线辐射近区内,无障碍物的情况下的功率密度值(mW/cm2)

距天线距离(m)功率密度(mW/cm2)20.640.380.12120.06300.01

手机的辐射移动电话使用过程中,其电磁辐射与网络接通时最大。通话过程中电磁辐射强度约在20～200μＷ/cm2。声调高低、声音大小和快慢与辐射变化有关。3.待机状态下电磁辐射通常小于3μＷ/cm2。4.ＣＤＭＡ移动电话（最大150μＷ/cm2以内）的电磁辐射比ＧＳＭ移动电话(最大辐射1500μＷ/cm2以上,个别可达10000μＷ/cm2)为低。5.内置天线移动电话的电磁辐射:

内置外置(最大,μＷ/cm2)

ＣＤＭＡ25以内150以内ＧＳＭ40以内1500以上6.内置天线的移动电话,其背面电磁辐射大于前面板7.外置天线的移动电话天线周围的辐射量为最大。质量问题：据抽查手机样品的辐射平均功率密度在700—2000μＷ/cm2之间，存在严重超标。打手机如何减少电磁辐射每一位手机拥有者都面临着电磁波的侵害，加强自我保护是必要的。这里告诉你几条具体的防护措施：1.移动电话接通瞬间释放的电磁波容易致癌，所以移动电话响时，一秒后再听手机。2.如果身边有其他电话可用，就不要使用手机。3.在使用手机的同时，采用可靠的电磁波防护产品。配备手机专用耳机，实现远距离的使用是比较有效的办法。4.在使用手机时，要尽可能地使天线远离人体，特别是头部。5.尽量减少每次通话的时间。6.平时多吃一些水果蔬菜，尤其是富含维生素Ｂ的食物，如胡萝卜、海带、油菜、卷心菜及动物肝脏等，以利于调节人体电磁场紊乱状态，增加机体抵抗电磁辐射污染的能力。2.显示器辐射的危害

但也许有的人并不知道，显示器的辐射大小与尺寸的增加成正比，尽寸越大辐射越大；而且显示器的侧面和背面的辐射比正面大几倍。显示器的电磁辐射会损伤人眼角膜上皮细胞，使人患角膜病和白内障，同时它还会引起面部色素沉着与面部皮脂分泌异常。另外，电视产生的电磁波与显示器产生的电磁波类似，同样会影响健康。电脑或电视荧光屏产生的Ｘ光线、紫外线、红外线、超低频、静电场和声辐射等虽都在允许范围之内，但长期接触是否有危害目前争论不休,并将是以后媒体报道焦点。另外，由于安放电脑的室内环境正负离子失衡也会引起使用者自律神经失调、忧郁症等。北京市疾病预防控制中心的专家指出，合理的膳食有助于防止电脑操作人员患上“电脑病”。主要是保证有充足的营养和热量来维持旺盛的精力；还要有意识地多选用保护眼睛的食物，防止近视或其他眼部疾病。

电脑是一项划时代的发明，它给人们带来了工作、学习、生活上的种种方便，但随之也带来了忧虑，人们或多或少地担心长期从事电脑工作对身体健康的影响，如电脑辐射会不会对人体产生损伤。年轻女性和孕妇更是害怕因此而影响生育或对胎儿不利。其实，电脑在工作时确实会形成微弱的电磁场，但长期接触是否会致癌或对人体有害还尚有定论。有一些学者认为，这种电磁场可能致癌。电脑所造成的电磁场是散射性的电脑操作员除自己的电脑之外，还会受到周围其他电脑的影响。

减少伤害的一些保健措施1．注意用眼卫生：长时间使用电脑引起眼的不舒服，其原因不在电脑屏幕，而是视觉系统高度疲劳造成的。因此，操作电脑时与文稿（或文件）及屏幕两者的距离最好相等，这样可免因不断调节焦距而造成眼肌疲劳，这个距离一定要在50厘米以上，而且每隔20分钟眼睛就应休息片刻，向远处眺望一会儿。2．减少电磁辐射：电脑发出的电磁辐射尽管很微弱，但如果长期近距离操作，还是应注意自我保护，尤其是孕妇更应注意，虽然国际上有关电脑电磁辐射导致孕妇流产的报告目前还没有拿出具有充分说服力的证据，但是小心谨慎仍是非常必要的。一般认为，身体处于屏幕71厘米以外的地方，接受的电磁辐射就会大大减少。还有，一定不要在电脑后面或两侧安置工作台，因为电脑的后背或两侧发出的电磁辐射要远远大于前面的屏幕。长期置身的这种电磁辐射场中，会对身体造成危害。3.电