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射頻識別技術(shù)應(yīng)用中的電磁輻射
更新時(shí)間:2017-08-09   點(diǎn)擊次數(shù):1717次

射頻識別技術(shù)應(yīng)用中的電磁輻射

 

考慮電磁輻射對人體的影響問題,就是要分析哪些電磁輻射(或者說電磁輻射滿足什么條件)會(huì)對人體造成不利影響。哪些電磁輻射人們可以放心地承受,不必畏懼或擔(dān)心。

  電磁頻譜

  電磁頻譜依電磁輻射(能量、信號)的瞬時(shí)頻率為變量,將所有的電磁輻射納入到一個(gè)一維的數(shù)軸上,通過適當(dāng)?shù)臉?biāo)注可形成一幅圖,稱其為電磁頻譜圖,如圖1所示。電磁頻譜的數(shù)軸表示常見的有兩種形式:

  1、線性標(biāo)度:此時(shí)為一有原點(diǎn)的射線數(shù)軸。射線數(shù)軸的原點(diǎn)對應(yīng)于頻率為“0”的直流電,射線數(shù)軸的方向指向頻率增大方向。線性標(biāo)度的電磁頻譜圖的概念非常清晰,但其表示頻率范圍的能力有限。如圖1中(a)圖所示。

  2、對數(shù)標(biāo)度:此時(shí)數(shù)軸的原點(diǎn)對應(yīng)的頻率為“1”,“負(fù)向”指向頻率為“0”的直流(一般多略去),“正向”指向頻率增大的方向。對數(shù)標(biāo)度具有“壓大放小”的作用,頻率范圍的表示能力非常強(qiáng)。如圖1中(b)圖所示。

  

 

 

 

  籍著電磁頻譜圖,人們可以非常方便地對電磁輻射(能量、信號)進(jìn)行宏觀尺度(縮小)與微觀尺度(放大)方面的把握與分析研究。由此,也形成了形式多樣的電磁頻譜圖的表示方法。圖2所示為電磁頻譜圖的頻段表示。

  

 

 

  

  電磁輻射的參數(shù)

  分析電磁輻射對人體健康的影響,需要了解一些基本參數(shù)。可將與電磁輻射相關(guān)的參數(shù)分為“電參數(shù)”、“輻射參數(shù)”和“輻射影響參數(shù)”三大類。

  1、電參數(shù)。反映電磁輻射的基本參數(shù),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);

  

 

 

  

  功率(P):功率的大小表示電磁輻射的強(qiáng)弱,有瞬時(shí)功率、平均功率、等效輻射功率(輻射功率與天線增益的乘積)等相關(guān)概念之分;

  調(diào)制方式:調(diào)制方式構(gòu)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(shù)。表示電磁輻射的空間傳播與分布特性,包括:

  輻射場:分為近場、中場、遠(yuǎn)場三類。近場的范圍在電磁輻射體的一個(gè)波長空間內(nèi),遠(yuǎn)場在一個(gè)波長空間范圍之外,中場在一個(gè)波長左右。近場中磁場扮演主要角色、遠(yuǎn)場中電場扮演主要角色。

  極化方式:表示電磁輻射空間中電場或磁場矢量的方向,有線極化、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zui大接收信號。

  3、輻射影響參數(shù)。表示電磁輻射與人體健康相關(guān)的特性參數(shù),包括:

  接觸極限:表示人體承受電磁輻射空間彌漫的zui大強(qiáng)度,即功率密度。常用單位有:μW/cm2、mW/cm2、W/m2。功率密度與場強(qiáng)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為電場強(qiáng)度(V/m),H為強(qiáng)場強(qiáng)度(A/m)。真空中E/H=377Ω。

  輻射劑量:表示電磁輻射的持續(xù)承受量,反映電磁輻射的積累,數(shù)值表示為“功率密度×持續(xù)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: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(nèi)電子掙脫原子或分子的結(jié)構(gòu)束縛,造成細(xì)胞嚴(yán)重傷害,包括癌變等變異。非電離影響一般體現(xiàn)為熱效應(yīng)(體內(nèi)駐波引起發(fā)熱,造成機(jī)體損傷)和非熱效應(yīng)(心理效應(yīng)等)。

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