电磁辐射的危害、防护及测试

一．电磁辐射的危害：

（1）它极可能是造成儿童患白血病的原因之一。医学研究证明，长期处于高电磁辐射的环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变。意大利专家研究后认为，该国每年有400多名儿童患白血病，其主要原因是距离高压电线太近，因而受到了严重的电磁污染。

（2）能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。电磁辐射污染会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并会加速人体的癌细胞增殖。瑞士的研究资料指出，周围有高压线经过的住户居民，患乳腺癌的概率比常人高7．4倍。美国得克萨斯州癌症医疗基金会针对一些遭受电磁辐射损伤的病人所做的抽样化验结果表明，在高压线附近工作的工人，其癌细胞生长速度比一般人要快24倍。

（3）影响人的生殖系统，主要表现为男子精子质量降低，孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。

（4）可导致儿童智力残缺。据最新调查显示，我国每年出生的2000万儿童中，有35万为缺陷儿，其中25万为智力残缺，有专家认为电磁辐射也是影响因素之一。世界卫生组织认为，计算机、电视机、移动电话的电磁辐射对胎儿有不良影响。

（5）影响人们的心血管系统，表现为心悸，失眠，部分女性经期紊乱，心动过缓，心搏血量减少，窦性心率不齐，白细胞减少，免疫功能下降等。如果装有心脏起搏器的病人处于高电磁辐射的环境中，会影响心脏起搏器的正常使用。

（6）对人们的视觉系统有不良影响。由于眼睛属于人体对电磁辐射的敏感器官，过高的电磁辐射污染会引起视力下降，白内障等。高剂量的电磁辐射还会影响及破坏人体原有的生物电流和生物磁场，使人体内原有的电磁场发生异常。值得注意的是，不同的人或同一个人在不同年龄阶段对电磁辐射的承受能力是不一样的，老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感人群。

二、有5种人特别要注意电磁辐射污染：

（1）生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔附近的人员；（2）经常使用电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员；

（3）生活在现代电器自动化环境中的工作人员；

（4）佩戴心脏起搏器的患者；

（5）生活在以上环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等。

三、电磁污染的防护措施：

（1）家电的摆放：不要把家用电器摆放得过于集中，以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。特别是一些易产生电磁波的家用电器，如收音机、电视机、电脑、冰箱等更不宜集中摆放在卧室里。室内不要放置闲杂金属物品，以免形成电磁波的再次反射。可在电脑桌上放置一盆仙人掌，这样有助于减少辐射。可以放几瓶水吸收电磁波，必须是塑料或玻璃瓶，绝对不能是金属杯盛水。

（2）各种家用电器、办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作，同时尽量避免多种办公和家用电器同时启用。

（3）手机的使用：手机接通瞬间释放的电磁辐射最大，在使用时应尽量使头部与手机天线的距离远一些，最好使用分离耳机和话筒接听电话。

（4）保持安全距离：注意人体与办公和家用电器距离，对各种电器的使用，应保持一定

的安全距离，离电器越远，受电磁波侵害越小。如彩电与人的距离应在4至5米，与日光

灯管距离应在2至3米，微波炉在开启之后要离开至少1米远，孕妇和小孩应尽量远离微

波炉。

（5）保持室内通风，减少荧屏产生的致癌物质溴化二苯并呋喃；

（6）如果住房临近高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔，一定要请

专家进行电磁辐射检测，如果经过检测发现超过国家规定标准，要及时采取措施。

四、利用电磁场高速自动扫描技术测量电磁辐射

电磁兼容测试对即将进入市场的电子产品是非常重要的一项测试，但以往的测试只能得出

能否通过的结果，不能提供更多有用信息。本文介绍利用高速自动扫描技术测量电磁辐射，检测PCB板上电磁场的变化情况，使工程技术人员在进行电磁兼容性标准测试前就能发

现相关问题并及时予以纠正。

随着当今电子产品主频提高、布线密度增加以及大量BGA封装器件和高速逻辑器件的使用，设计人员不得不通过增加PCB板的层数来减少信号与信号间的相互影响。同时在大

量便携式终端设备中，为了降低系统功耗必须采用多电平方案，而这些设备还有模拟或者RF电路，需要采用多种地，又必须使用电源平面和地平面分割的技术。因此PCB板上的

信号之间存在大量辐射干扰，造成设备功能故障或者工作不稳定，而且所有信号对外形成

很强电磁辐射，使得EMC测试也成为产品上市的一个障碍。

目前大部分硬件工程师还只是凭经验来设计PCB，在调试过程中，很多需要观测的信号线或者芯片引脚被埋在PCB中间层，无法使用示波器等工具去探测，如果产品不能通过功

能测试，他们也没有有效的手段去查找问题的原因。要想验证产品的EMC特性，只有把

产品拿到标准电磁兼容测量室去测量，由于这种测量只能测产品对外辐射情况，就算没有

通过也不能为解决问题提供有用的信息，因此工程师只能凭经验去修改PCB，并重复试验。这种试验方法非常昂贵，而且可能耽误产品的上市时间。

当然，现在有很多高速PCB分析和仿真设计工具，可以帮助工程师解决一些问题，可是

目前在器件模型上还存在很多限制，例如能解决信号完整性(SI)仿真的IBIS模型就有很多

器件没有模型或者模型不准确。要精确仿真EMC问题，就必须用SPICE模型，但目前几乎所有的ASIC都不能提供SPICE模型，而如果没有SPICE模型，EMC仿真是无法把器件本身的辐射考虑在内的(器件的辐射比传输线的辐射大得多)。另外，仿真工具往往要在

精度和仿真时间上进行折中，精度相对较高的，需要的计算时间很长，而仿真速度快的工具，其精度又很低。因此用这些工具进行仿真，不能完全解决高速PCB设计中的相互干

扰问题。

我们知道，在多层PCB中高频信号的回流路径应该在该信号线层临近的参考地平面(电源

层或者地层)上，这样的回流和阻抗最小，但是实际的地层或电源层中会有分割和镂空，从而改变回流路径，导致回流面积变大，引起电磁辐射和地弹噪声。如果工程师能清楚电流