不管我们愿意或者不愿意，整个宇宙中充满了各种频率的电磁辐射。广义地说，任何温度高于绝对零度（-273.15℃）的物质，因其内部组成的分子、原子、电子的运动即会产生热辐射，热辐射本质上也是电磁辐射。由此说来我们每一个人也都是一个电磁辐射体。
人为的电磁辐射现象构成了人类生存电磁环境的新景观。广播、电视和移动通信网络的覆盖，成为当前人口密集区空中人为电磁现象弥漫的典型代表。虽然人眼看不见这些电磁辐射，人体也不敏感这些电磁辐射，但是收音机、电视机、移动通信手机可以接收并证实这些弥漫于空间几乎无处不在的电磁辐射是存在的。
考虑电磁辐射对人体的影响问题，就是要分析哪些电磁辐射（或者说电磁辐射满足什么条件）会对人体造成不利影响。哪些电磁辐射人们可以放心地承受，不必畏惧或担心。
电磁频谱
电磁频谱依电磁辐射（能量、信号）的瞬时频率为变量，将所有的电磁辐射纳入到一个一维的数轴上，通过适当的标注可形成一幅图，称其为电磁频谱图，如图1所示。电磁频谱的数轴表示常见的有两种形式：
1、线性标度：此时为一有原点的射线数轴。射线数轴的原点对应于频率为“0”的直流电，射线数轴的方向指向频率增大方向。线性标度的电磁频谱图的概念非常清晰，但其表示频率范围的能力有限。如图1中（a）图所示。
2、对数标度：此时数轴的原点对应的频率为“1”，“负向”指向频率为“0”的直流（一般多略去），“正向”指向频率增大的方向。对数标度具有“压大放小”的作用，频率范围的表示能力非常强。如图1中（b）图所示。
图1 电磁频谱图
图2 电磁频谱图的频段表示（注：引用图）
分析电磁辐射对人体健康的影响，需要了解一些基本参数。可将与电磁辐射相关的参数分为“电参数”、“辐射参数”和“辐射影响参数”三大类。
1、电参数。反映电磁辐射的基本参数，包括：
频率（F）：电磁辐射对人体影响研究的频率范围如图3所示。典型情况下，研究的关注点分为两段：射频辐射（30kHz~300MHz）和微波辐射（300MHz~300GHz）；
图3 电磁辐射对人体影响研究的频率范围（注：引用图）
调制方式：调制方式构成辐射电磁信号的幅度、频率、相位三要素方面的花样变化。例如，ASK、FSK、PSK等。
2、辐射参数。表示电磁辐射的空间传播与分布特性，包括：
辐射场：分为近场、中场、远场三类。近场的范围在电磁辐射体的一个波长空间内，远场在一个波长空间范围之外，中场在一个波长左右。近场中磁场扮演主要角色、远场中电场扮演主要角色。
极化方式：表示电磁辐射空间中电场或磁场矢量的方向，有线极化、椭圆极化（含圆极化）之分。电磁辐射发射与接收极化匹配时，可获得最大接收信号。
3、辐射影响参数。表示电磁辐射与人体健康相关的特性参数，包括：
接触极限：表示人体承受电磁辐射空间弥漫的最大强度，即功率密度。常用单位有：μW/cm2、mW/cm2、W/m2。功率密度与场强的关系为：S=E×H，其中S为电磁辐射空中传输功率密度，E为电场强度（V/m），H为强场强度（A/m）。真空中E/H=377Ω。
辐射剂量：表示电磁辐射的持续承受量，反映电磁辐射的积累，数值表示为“功率密度×持续时间”。
比吸收率：指生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率，即吸收剂量率。
如图3所示，电磁辐射对生物（包括人）的影响可以分为两大类：电离（Ionizing）影响和非电离（Non-ionizing）影响。电离影响会造成生物体内电子挣脱原子或分子的结构束缚，造成细胞严重伤害，包括癌变等变异。非电离影响一般体现为热效应（体内驻波引起发热，造成机体损伤）和非热效应（心理效应等）。
电磁辐射通过介质分界面时会发生不同程度的反射、折射、透射与吸收四种现象。其中反射与透射因为未在体内积累而影响较小，折射在体内形成复杂驻波，吸收会在一定程度上干扰生命系统的功能。四种现象所占成份或比例与频率及人体质相关。
客观地说，电磁辐射存在有益的一面，例如在微波治疗方面：血管扩张，血流量增加，促进机体修复与再生，杀灭癌细胞，止血、消炎、解痉挛等。也存在有害的一面，例如在不良影响方面：神经衰弱，血象发生变化，消化不良，视觉系统障碍，抑制免疫机能，母乳下降，降低精子活力等。
电磁辐射是福还是祸？可以说兼而有之。福的一面，包括生物生长之需，治病，现代生活之需，等等；祸的一面包括危害生物的生长，致病，等等。不管怎样，电磁辐射无影无形，不知不觉（人对电磁辐射不灵敏），令人无法逃避。大自然形成了地球生态环境，也形成了宜人的地球电磁环境。电磁现象是自然的产物，也是自然提供给人类的资源，只有善加把握才能达到趋利避害为人类造福的目的。
相关的国内外标准与限值
职业接触极限与公众接触极限
电磁辐射对人体的影响问题是一个全球关注的问题。有必要制定电磁辐射接触极限的相关标准来规范人为产生的电磁辐射。国际上归口管理的组织机构有世界卫生组织（WHO）和国际辐射防护协会（IRPA，下设“射频与微波环境卫生基准工作组”）。国内归口管理的组织构构为卫生部和国家环保总局。
目前，国际上尚无统一的国际标准发布。沿袭历史上北约与华约的因素，目前北美和西欧采用的是美国标准，俄罗斯与东欧采用的是俄罗斯标准，中国也制定了自已的标准。总体看，根据资料分析：北约制定的标准远较华约标准宽松，中国制定的标准介于两者之间。
电磁辐射职业接触极限与公众接触极限的基本概念如下：
1、职业接触极限，是针对健康的成人制定的接触电磁辐射的安全性标准，一般不包括孕妇。
2、公众接触极限，是针对包括不同的年龄段，不同的健康状态的人，也包括孕妇制定的接触电磁辐射的安全性标准。
应当引起注意的是，发育中的胎儿对电磁辐射有特殊的敏感性，三岁以下的儿童也对电磁辐射比较敏感。作为一般原则，公众的接触极限应低于职业接触极限的下限。
国外标准
统一的国际标准尚未形成，以美国联邦通信技术委员会FCC（Federal Communications Commission）制定的标准为例。
1、有关接触极限的标准。职业接触极限（Occupational/Controlled Exposure）与公众接触极限（General population/Uncontrolled Exposure）如表1所示。相应的图形表示如图4所示。
图4 美国电磁辐射人体暴露接触限值（注：引用图）
表2美国FCC电磁辐射人体接触比吸收率SAR限值
国内职业接触极限与公众接触极限如表3所示。比吸收率（SAR）职业接触极限与公众接触极限如表4所示。
表3国内电磁辐射人体接触限值
表4国内电磁辐射人体接触比吸收率SAR限值
美国FCC标准接触极限与中国标准接触极限的比较如图5所示。图中，横轴频率采用对数坐标，单位为MHz，纵轴采用对数坐标，单位为mW/cm2。
图5国内外接触限值的比较
总体来看，国内制定的标准限值严于美国FCC制定的标准限值。
RFID应用的工作频段与防护建议
典型的射频识别系统工作频率为LF（低于135）、HF（13.56MHz）、433MHz、UHF（840~ 960MHz）、2.45GHz和5.8GHz。其他频率的RFID应用一般属于专业应用的范畴。
RFID应用中电磁辐射问题关注的重点
有源RFID系统的标签与读写器工作时均向外辐射功率，但输出功率都很小，一般小于10mW（433MHz，5.8Gz）。有源电子标签未进入工作状态时，不产生电磁辐射。与移动通信手机的辐射功率（100mW~1W）相比较，有源RFID系统完全属于小信号辐射，对人体不会造成任何影响。
无源RFID系统与半无源RFID系统工作时，UHF频段的读写器需要发送较大的射频功率（100mW-1W）以激活无源电子标签工作，并为其射频供电。因此，分析研究RFID系统应用中电磁辐射对人体的影响时，主要关注的对象是无源RFID系统。
典型的无源RFID系统电磁辐射的分析计算
本节通过计算，给出无源UHF频段RFID系统相关的电磁辐射安全特性，有关HF频段的电磁辐射安全特性可同比导出。
1、计算示例1：UHF频段无源RFID系统读写器射频端口输出功率P=1W，读写器外接天线增益G=10dBi。试求解依据电磁辐射限值要求，距离天线多远（R）才是安全的？（G(dB)=10lgG）
解：首先换算天线增益G（dB）=10dBi得G=10，然后依表3取国内职业接触极限（等效于美国公众接触极限）功率密度限值：S=0.2mW/cm2=2W/m2；
由 ，
如果考虑到国内信产部发布的“800/900MHz频段射频识别（RFID）应用试行规定”的有效辐射功率限制为PERP=2W，重新计算的安全距离为0.36米（如果按美国RFID应用规定的辐射功率PEIRP=PG=4W计算，得到的结果为0.18米），如下式（2）。
解：利用公式（1），可求得如表5所示的结果。 表5 功率密度随距离的关系（PG=10W）
从对计算结果的理解上，可以认为：正常的成年人，在UHF频段无源RFID读写器天线辐射的最大功率范围内，离开天线最大辐射方向半米左右的距离，驻留的时间不超过6分钟，则依据辐射限值规定（参见表1~4）的标准，可以判定人体所承受的电磁辐射完全在安全的限度之内。
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。（作者单位：深圳市远望谷信息技术股份有限公司）
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