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射频识别应用中的电磁辐射与防护

2010-04-213070


  RFID系统应用中电磁辐射的安全防护策略 

  根据RFID系统的工作原理,有源RFID系统电子标签与读写器工作时都会辐射功率,但因辐射功率较小(10mW以内),且有源电子标签的常态为休眠状态(无电磁辐射),同比于目前人们广泛使用的移动通信手机的辐射功率(100mW~1W),可以充分地认为有源RFID系统使用时,在电磁辐射方面对人体是完全安全的。 

  UHF频段无源RFID系统应用中,相关的电磁辐射的数量级与移动通信手机(移动通信基站的辐射功率相对较大从几瓦至几十瓦不等)的电磁辐射强度相当。适当保持与RFID读写器天线的距离30cm~60cm即可符合国外与国内的安全限值标准(不会对人体产生不良影响)。无源RFID系统工作时,读写器需要发射较大的射频功率且有可能通过天线的增益作用在特定方向上形成较强的电磁辐射。分析计算表明,针对UHF频段的无源RFID系统,只要保持离开读写器天线一定距离(半米左右),人体所承受的电磁辐射则完全在电磁辐射标准所规定的安全限值范围之内。 

  与电磁辐射密切关联的RFID读写器设备的典型参数有:最大输出功率P,天线的增益G,电磁辐射强度的空中度量——功率密度S(等于电场强度与磁场强度的乘积)。安全距离可依人体所在位置到天线的最短距离来估算。 

  一般的电磁辐射安全防护策略如下: 

  1、了解空中电磁辐射强度(功率密度)分布的情况,1mW/cm2是安全标准的参考限; 
  2、尽可能离辐射源远一些; 
  3、不需要时关闭电磁辐射或尽量采用间歇辐射工作方式; 
  4、不要长时间在天线辐射的主波瓣内(一般为天线的正前方)停留; 
  5、大功率长时间暴露在电磁辐射环境中时应采取适当的屏蔽措施(如微波屏蔽服等); 
  6、孕妇、儿童应远离各种电磁辐射源; 
  7、带心脏起博器者应远离电磁辐射源。 

  电磁辐射对生物(包括人)的影响分为非电离影响和电离影响两大类,参见图3。非电离影响的主要作用是热效应,电离影响有可能造成生物组织变异性损害。所有电磁辐射对生物(包括人)的影响必需达到一定的辐射强度和剂量时才会起作用。 

  表1~表4给出了目前国内与国外标准规定的限值情况。当然,这些限值是在大量的研究工作的基础上给出的。考虑到不同的人体对电磁辐射的敏感性方面会存在差异,实际应用中,不同的限值标准也体现出了限值本身含有相当的裕量。 

  目前日常使用的收音机、电视机(不考虑荧屏的辐射)本身只接收射频信号,不产生电磁辐射。MP3/MP4播放器、计算机(不考虑其线路板级的杂散辐射)也不产生电磁辐射。小型无线电台、无线对讲机、移动通信手机均会产生一定的电磁辐射,适当保持人体与其辐射天线的距离和角度,可有效降低相应电磁辐射对人体的影响,尤其是长时间使用移动通信手机通话时,采用耳机是一个好的建议。广播电视发射台、无线通信基站、家用微波炉(已加防护措施)等工作时均会产生较大强度的电磁辐射,应该保持一定的安全距离。紫外线消毒设备,X射线等强度超过一定量级时,有可能造成人体细胞的严重损伤,应用中涉及到人体暴露时应采用防护措施。

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