基于SRM3006测试仪的本地电磁辐射分布测试与分析
摘 要
由于环境中电磁波的来源相当复杂，如电视、广播、军民用雷达、气象雷达、警用无线电台、机场导航雷达、移动电话、家用电器、微波炉等… …,要对所在区域的电磁辐射进行测量并判定其是否超标成了一个困难的问题，传统的宽带电磁分析仪只能给出一个很宽频率范围的测量结果，不能对多频辐射进行各种标准所要求的计权处理。
无论是任何一种可能的纠纷，从FM广播到各种电视信号，从GSM900/GSM1800到UMTS，宽带电磁选频分析仪为您提供了无微不致的功能选择，使您的测量工作简单而准确。
随着通信、电力、信息及家电产业等科学技术的发展，电磁技术的应用给人创造巨大物质财富的同时把人们带进了一个充满有害电磁辐射的环境里，电磁辐射产生的电磁干扰以及对人体健康的危害已经成为一个严重的社会问题。受电磁辐射影响并且与之直接接触的人日益增多，特别是在当前电子设备的功率逐步增大，频率日益增高的情况下，电磁辐射已经构成了威胁直接接触人员和普通居民身体健康的一种物理性有害因素。了解电磁辐射环境的现状，分析其发生机理及过程，评价电磁辐射的标准及如何实施电磁辐射污染防护有现实意义。
本文主要介绍电磁辐射的由来、危害及其控制，并用SRM3006测试仪的对山东理工大学的电磁环境的测量数据进行了分析和讨论，得出了山东理工大学的电磁环境的特点，提出了关于电磁辐射防护的相关建议。
关键词：电磁；电磁辐射污染；电磁辐射防护
ABSTRACT
The sources of electromagnetic waves in the environment are quite complex, such as television, radio, military and civil radar, weather radar, police radio, airport navigation radar, mobile phone, household appliances, microwave ovens, etc. It is a difficult problem to measure the electromagnetic radiation in the region and determine whether it exceeds the standard. The traditional wideband electromagnetic analyzer can only give a wide frequency range of measurement results, which can not be handled by various standards for multi frequency radiation.
Whether it is any kind of possible dispute, from FM broadcasting to various TV signals, from GSM900/GSM1800 to UMTS, the broadband electromagnetic frequency analyzer provides you with no minor functional choice, making your measurement work simple and accurate.
With the development of science and technology, such as communication, electricity, information and household electrical appliances industry, the application of electromagnetic technology brings people great material wealth and brings people into an environment full of harmful electromagnetic radiation. Electromagnetic interference from electromagnetic radiation and the danger to human health have become a serious social problem. . In the case of the increasing power of electronic equipment and increasing frequency, electromagnetic radiation has formed a physical harmful factor that threatens the health of direct contact personnel and ordinary residents, especially in the case of the increasing power of electronic equipment and the increasing frequency of electronic equipment. It is of practical significance to understand the current situation of electromagnetic radiation environment, to analyze its mechanism and process, to evaluate the standard of electromagnetic radiation and how to implement the protection of electromagnetic radiation.
This paper mainly introduces the origin, harm and control of electromagnetic radiation, and analyses and discusses the measurement data of the electromagnetic environment of Shandong University of Technology by SRM3006 tester. The characteristics of the electromagnetic environment of Shandong University of Technology are obtained, and some suggestions about the protection of electromagnetic radiation are put forward.
Key words: electromagnetic; electromagnetic radiation pollution; electromagnetic radiation protection
目录
1前 言 4
1.1电磁辐射的由来 4
1.1.1静电场 4
1.1.2电磁场 4
1.1.3电磁辐射 5
1.2电磁辐射的危害 6
1.2.1电磁辐射对人体的危害 6
1.2.2电磁波对电子设备的干扰 7
1.2.3电磁波对无线电通信的干扰 8
1.2.4电磁辐射的引燃引爆 8
1.2.5电磁泄密及暴露 9
1.3电磁辐射无害的限值 9
1.3.1环境电磁波卫生标准 9
1.3.2环保标准 11
1.3.3设备电磁干扰和电磁兼容的控制标准 12
1.4电磁辐射的防护 13
1.4.1电磁辐射防护原理与技术 13
1.4.2电磁辐射抑制材料 13
1.4.3电磁辐射防护品 13
1.5论文的主要内容及意义 13
2研究方法 15
2.1电磁环境的测量规定和方法 15
2.1.1电磁辐射防护规定 15
2.1.2测量方法 16
2.1.3注意事项 17
2.2测量仪器 17
仪器简介： 17
主要特点： 18
l 功能齐全，使用方便的测试系统由一个主机和测量天线构成 18
l 可用来对频率范围在9kHz-6GHz的场及其源进行全向性测量 18
l 测试符合ICNIRP及地区标准，测试结果直接以允许限量值的形式显示 18
l 使用预定义的测量模板、步骤及自动设置可迅速获得可靠的结果 18
l 配置的PC软件可以完成定制表格和测量程序，以及后续评估并处理大量测量数据 18
l 信号分析，使用应用导向型工作模式和特殊的估值函数 18
l 直接以数字、图形或表格显示结果，高分辨率带宽无需转换 18
l 利用无线通信系统服务（例如广播，GSM，WiMAX）,可编辑表格将结果自动关联 18
l 完整, 灵巧的测量系统: 适于户外使用；可使用电池操作；可现场更换电池 19
操作及使用: 19
l 3轴向测量， 21
l 直接显示结果， 21
l 测量准备 21
l 测量结果管理 21
l 客制化的测试报告 21
技术参数： 21
2.3数据的处理 23
2.3.1 MATLAB简介 23
2.3.2数据的处理 24
3电磁环境测量数据 26
3.1电磁环境的测量数据 26
3.2电磁环境的数据可视图 26
3.2.1测量位置散点图 26
3.2.2磁场环境数据可视图 27
3.2.3电场环境数据可视图 28
3.2.4射频场强数据可视图 29
4电磁环境的分析与建议 30
4. 1山东理工大学电磁环境分析 30
4. 1.1磁场辐射环境状况： 30
4. 1.2电场辐射环境状况： 30
4.1.3射频环境状况： 31
4.2误差分析 32
4.3对电磁辐射环境的建议 32
5工作展望 34
参考文献 35
附 录 36
1前 言
1.1电磁辐射的由来
人类对于电现象的认识从遥远的古代就已经开始了。我国古代著名作品《论衡·乱龙》中就有“顿牟掇芥、磁石引针”的记载。1600年英国医生吉伯提出了“电”这个名词，但是它的谜底并没有被揭晓。直到1785年，法国物理学家库伦才利用扭秤实验首先定量测定了相距一定距离的两个点电荷之间的作用力，为静电学的发展奠定了基础。继库伦之后，安培、欧姆、法拉第等人相继发现并建立了电与磁之间的联系。欧姆定律、电磁感应定律，为以后电工学的发展提供了理论根据。从而电能才开始普遍地为人们所掌握和利用。到19世纪末，麦克斯韦在前人工作的基础上，利用数学形式统一了电场与磁场的关系，称为“古典电磁场理论”。这为以后无线电波蓬勃发展打下了坚实的基础。
随着现代科学技术的发展，高压输变电线路、无线电波、计算机网络、移动电话、视听设备和微波加热设备等为人们的工作和生活带来了极大的便利，但与此同时，一种新型的污染源—电磁辐射也随之悄然向人们袭来。电磁辐射虽然看不见、摸不着，但是对人们的健康、生产和生活可能会或正在产生巨大的影响[1]。
1.1.1静电场
电场确实具有物质所具有的一些特性，因此电场是一种特殊的物质。当然，所谓特殊物质总有特殊的性质，它和由分子、原子所组成的物质还是有区别的，比如分子、原子所占据的某一空间，其他分子、原子就不能再去占领；而某电场占据某空间后，其他电场还可以加进来，形成电场的叠加，两个或两个以上的电场可以同时占据某一空间。
静止电荷所形成的电场叫静电场，静电场是静电学的主要研究内容。描述电场的主要物理量是电场强度和电势。
1.1.2电磁场
对于任何交流电路，其周围空间都会存在着交变的电磁场，该电磁场的频率与交流电的频率相同。电场和磁场是这样存在的：有了移动的变化的磁场，同时就会有电场，而变化的电场也在同时产生磁场，两者相互作用，它们互相垂直并且也与自己的运动方向垂直。这种电场与磁场的总和，就是我们通常所说的电磁场。
1.1.3电磁辐射
电磁能量是自然中物质存在的一种基本物理量，在很多领域中被人类开发利用。交流电在其周围形成交变的电场，交变的电场又产生交变的磁场，交变的磁场又产生交变的电场，这种交变的电场与交变的磁场相互垂直，以源为中心向周围空间交替的产生并以一定的速度传播，称之为电磁辐射。电磁辐射又称为电磁波，是由同相振荡且相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效地传递能量和动量。电磁场涉及的基本相互作用是电磁相互作用，它与引力相互作用，弱相互作用和强相互作用并称为大自然的四个基本作用。
电场与磁场都遵守叠加原理。因为电场与磁场都是矢量场，所有的电场矢量和磁场矢量都适合做矢量加和运算。例如，一个行进电磁波，入射于一个介质，会引起介质内的电子振荡，因而使得他们自己也发射电磁波。这与入射波产生干涉，因而造成折射或衍射现象。
当电磁波从一种介质入射于另一种介质时，如果两种介质的折射率不相同，则会产生折射现象，电磁波的方向和速度会改变。假设由很多不同频率的电磁波组成的光波，从空气入射于棱镜，因为棱镜内材料的折射率与电磁波的频率有关，会产生色散现象：光波会色散成一组可观察到的电磁波谱。
电磁波同时具有波动性和粒子性，即具有波粒二象性。之所以在生活中观察不到物体的波粒二象性，是因为当物质的质量太大时，特征波长比可观察的限度要小很多，这时主要表现为粒子性；当物质的质量很小时，其粒子性又在日常生活经验范围之外，这时主要表现为波动性。
电磁辐射可以按频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在400~800nm之间，称为可见光。只要是自身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度低于或等于绝对温度的物体。因此，人们周边所有的物体每时每刻都在释放着电磁波。不过，只有处于可见光频域以内的电磁波，才是可以被人们肉眼看到的。
对生活环境有影响的电磁污染分为天然电磁辐射和人为电磁辐射两种。大自然引起的如雷、电之类的电磁辐射属于天然电磁辐射，而人为电磁辐射污染则主要包括脉冲放电、工频交变磁场、微波和射频电磁辐射等[7]。
A天然电磁污染源
辐射的存在其实是一种长期现象，人类自出生开始就暴露在天然的辐射环境之中。而太阳及其他星球也自外层空间源源不断地产生电磁辐射，这些天然产生的电磁辐射对人体一般是无害的。自然电磁辐射污染源可以分为以下三种：大气与空电杂波，太阳杂波和宇宙电磁杂波。
B人工电磁污染源
随着现代科技的迅猛发展，电磁技术的大力推广和应用，使得人类现代生活区域空间的电磁环境更为复杂。一般来说，人工电磁污染来源主要有以下一些方面。
⑴市区内的广播电视发射塔。
⑵城市高层楼顶的移动通信基地站。
⑶城区周围的卫星地球站。
⑷逐步向城市中心区逼近的超高压输电线和变电站。
⑸城区大量增加的工业、科研、医疗高频设备。
⑹发展迅速的个人通信工具移动电话。
⑺品种繁多的家用电器进入家庭。
