不同环境下手机信号和辐射分析

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摘 要 近年来，人们对手机电磁辐射问题越来越关注。手机信号越强，发射功率越小，电磁辐射越小，手机信号强度对电磁辐射量的影响很大，应用诺基亚Energy Profiler软件，测试了不同环境下手机信号强度变化情况。指出信号强度与使用环境、使用习惯等有很大关系。正确使用手机，可以有效地减小电磁辐射影响。

关键词 手机；电磁辐射；预防

中图分类号0536 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）95-0209-02

0 引言

近年来，人们对手机带来的电磁辐射问题越来越关心[1-2]。手机辐射是由手机发射出来并承载着语音和数据信息的电磁波所产生的[3-5]。大量研究表明，影响手机电磁辐射的因素主要有：

1）手机元器件设计。很多专业实验室均进行过测试，也给出了权威数据；

2）软件算法：随着软件的更新，这一方面正不断得到优化。

3）使用环境：通话时手机信号越强，发射功率越小，电磁辐射越小。

本研究应用诺基亚energy profiler软件，对不同环境下手机信号强度变化进行了测试。测试结果表明，手机信号强度和辐射与使用习惯、使用环境等有很大关系。

1 手机信号强度分析

塞班平台提供了Nokia Energy Profiler软件，可以每隔0.25s记录1次数据，并支持导入excel。利用这个软件，可以对不同场合下手机信号强度进行测试。

2 信号强度与电磁辐射之间的关系

手机辐射强度取决于手机发射功率，按GSM协议，手机发射功率是由基站控制的，基站通过下行SACCH信道，发出命令，控制手机的发射功率级别。手机开机时，会以较大功率向周围基站发出接入网络的请求。如果来自某个手机的信号太弱，造成通话无法正常进行，基站就会发出指令，让这只手机增大发射功率。如果来自某个手机的信号太强，为了减小手机之间的相互干扰，基站就会命令手机降低发射功率。手机的工作辐射实际上是根据手机接收到的信号强弱来自动调整的，信号强时手机会自动降低辐射功率以节省电能，信号弱时手机就会自动增大辐射功率以保证可靠有效地网络连接。由此可见，信号强度是影响手机辐射大小的重要因素。根据《GSM制手持式移动电话机通用规范》，在1800MHz频率下工作的手机，GSM手机的最大峰值功率为1 W，最小功率为1 mW。也就是说，手机在信号最差的地方所产生的电磁辐射有可能是信号最好地方的1000倍。

3 不同环境下手机信号强度分析

图2～图6给出了多组环境下的测试结果。所对应的测试环境分别为：校园教室内、放学骑车回家路上、新年篝火晚会现场、家中手机上网和登紫金山路上。表1给出了不同环境下信号强度均值和方差。

从图2～6和表1中可以看出：不同环境下手机信号强度不同，平均幅度在-51.6 dBm～-73dBm，远远高于中国移动的信号强度规范，说明总体通信质量较高。家中手机上网时信号比较稳定，波动幅度仅为-49dBm～-55dBm，上网时的数据流量、cpu处理等对功率有一定影响。其它状态下信号强度的波动幅度普遍较大。校园临近交通要道，测试时正处于上班高峰，校园附近通讯情况复杂，信号强度的波动幅度为-50dBm～-88dBm。放学骑车回家路上的波动幅度达到-39dBm～-116dBm，个别点处的信号强度明显偏小，这是由于移动的过程中建筑物遮挡和基站变换等所引起的。篝火晚会现场有3000多人聚集，大家都在打电话，通讯压力很大，信号强度波动幅度达到-48dBm～-99dBm。登紫金山过程中，信号大部分时候可以满足通讯要求，少数时候信号强度不是很好。

4 手机通话过程中的信号强度测试

图7给出了手机通话过程中的信号强度变化情况。从图中可以看出，手机处于待机状态时，信号强度较大。接通前，手机信号强度出现大幅度波动，在接通时达到最低值。接通电话后，手机信号强度逐渐恢复。由此说明手机搜寻基站过程中的瞬时功率很大，此时的辐射也最强。正常通话状态下，只要维持1个较小的功率即可。通话结束后，又恢复到正常待机状态。所以，无论是接电话还是打电话，都应该在手机接通3 s～5 s后再将手机放到耳边，从而减少电磁辐射对身体的影响。

图8给出了手机从外部放入金属盒中以及从金属盒中取出过程中信号强度变化情况。从图中可以看出，金属盒对电磁波的传递有屏蔽作用，金属盒中的信号强度明显较小。采用金属盒来减少手机辐射，必然会影响手机信号的接收与发送。在降低辐射危害的方法中，屏蔽手机辐射的方法是不足取的。

5 结论

虽然城市里手机信号强度较好，能满足使用需求，但不同环境下信号强度波动幅度较大，从而导致手机辐射差别较大。

对于运营商而言，应该加强基站工作的稳定程度，使信号更稳定，在人员密集、通讯强度激增的场合，增设应急通讯设备，提高通讯质量。对于用户而言，尽量不要在手机接通瞬间立马接听，尽量不要在人流过大的场合使用手机，不要在移动状态下打手机，避免在高速行驶的汽车或火车上接打电话。在跨过两个基站服务交界区时信号会很不稳定，既降低了通讯质量，也增强了手机辐射。手机的GPRS功能给用户提供了随时随地接入互联网的方便，但在周围有有线网/WiFi时应优先选择后者。

参考文献

[1]王健新，张志博，汪皓.关于手机辐射理论的整理与分析[J].科技传播，2011（8上）：187-188.

[2]李燕强，吴超.手机电磁辐射安全评价[J].工业安全与环保，2007，33（4）：50-52.

[3]羊勇，杨嘉，杨玉琦.手机电磁辐射研究[J].大学物理，2013，32（1）：42-46.

[4]徐旭东，杜玉玲.移动电话在不同工作状态下产生的电磁辐射[J].三峡环境与生态，2010，32（4）：33-35.

[5]何增军，李建军，周奇，王珊.手机辐射的分布及预防[J].科技资讯，2011（32）：251-252.