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5G终端电磁辐射测试技术与实践

作者: 齐殿元 , 林浩 , 林军

出版社: 清华大学出版社

出版时间: 2023-08

版次: 1

ISBN: 9787302638865

定价: 99.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 354页

字数: 447.000千字

分类: 计算机与互联网

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《5G终端电磁辐射测试技术与实践》是“5G先进技术丛书·测试认证系列”之一，旨在全面介绍和论述5G终端电磁辐射原理和符合性认证的要求、标准、评估方法等内容。《5G终端电磁辐射测试技术与实践》共7章，包括绪论、电磁辐射评价标准体系、比吸收率评估、电磁辐射仿真方法、毫米波电磁辐射评估、时间平均算法电磁辐射符合性评估以及符合性评估通用方案，最后在附录中给出了ICNIRP导则的正文译文。《5G终端电磁辐射测试技术与实践》结合作者工作经验，详细介绍了与5G终端电磁辐射相关的各方面知识，可以作为通信测量工作的入门图书，也可为无线通信领域的广大科技工作者、管理人员提供有益的经验。齐殿元

中国信息通信研究院泰尔终端实验室环境与安全部主任、高级工程师，中国通信标准化协会TC9电磁辐射与安全工作组组长、国际电工委员会TC106和美国电子和电气工程师协会TC95成员。主要从事电磁辐射、电磁兼容和信息技术设备安全的检测和研究工作。先后主持该领域30多项国际、国家和行业标准的制定工作，曾获省部级科技进步一等奖2项，二等奖1项，三等奖1项，发表论文20余篇，拥有专利多项。出版《电磁场与人体健康》等专著。

林浩

中国信息通信研究院泰尔终端实验室环境与安全部副主任，工程师。多年从事电磁辐射的检测和研究工作，长期跟踪研究国内外相关标准和法规，参与该领域10多项国家及行业标准的制定工作。曾获中国通信标准化协会科学技术三等奖1项，发表论文6篇，获得专利1项、软件著作权1项，参与译著了《集成电路的电磁兼容——低发射、低敏感度技术》。

林军

中国信息通信研究院泰尔终端实验室高级工程师，主要从事电磁辐射认证、标准制定、相关科研、质量认证等工作。先后主要起草了该领域20余项国家、行业和团体标准，发表论文10余篇，拥有专利多项，参与译著了《集成电路的电磁兼容——低发射、低敏感度技术》等著作。第 1 章绪论

1.1  电磁场与电磁辐射

1.2 电磁辐射的生物学效应

1.2.1  电磁场的直接影响

1.2.2 针对脉冲调制波形和幅度调制波形的特殊考虑

1.2.3 电磁场的间接影响

1.2.4 导则研究总结

1.3  电磁场与人体之间的耦合机制

1.3.1 直接耦合机制

1.3.2 间接耦合机制

1.4 生物电磁学最新研究进展及其他机制

1.5 与手机有关的研究

参考文献

第 2 章电磁辐射评价标准体系

2.1 ICNIRP导则

2.1.1 背景介绍

2.1.2 无线通信终端相关的电磁辐射限值

2.1.3 新旧ICNIRP导则比较

2.2 IEEE C95. 1介绍

2.2.1 背景介绍

2.2.2 标准原理

2.2.3 安全因子的考虑

2.2.4 暴露限值

2.3 IEC测量标准体系

2.3.1 IECTC106简介

2.3.2 已发布的标准

2.3.3 未来规划

2.4 我国电磁辐射标准体系

2.4.1 CCSATC9WG3工作情况

2.4.2 未来规划

2.5 其他国家或地区的法规

2.5.1 欧盟

2.5.2 美国

2.5.3 澳大利亚和新西兰

2.5.4 加拿大

2.5.5 日本

2.5.6 韩国

2.5.7 巴西

2.5.8 印度

参考文献

第 3 章比吸收率评估

3.1  比吸收率测试系统

3.1.1 人体模型

3.1.2 扫描定位系统

3.1.3 设备夹具

3.1.4 电子读取设备

3.1.5 探头

3.2 比吸收率测试环境要求

3.3 人体组织模拟液测量

3.3.1 人体组织模拟液的修正

3.3.2 人体组织模拟液的测量方案

3.4 系统性能检查

3.5 被测设备配置

3.6 被测设备相对于模型的定位

3.6.1 头部模型的相对测试位置

3.6.2 平坦模型的相对测试位置

3.7 比吸收率测试

3.7.1  比吸收率测试方法

3.7.2 测试设置

3.7.3 漂移的确认

3.7.4 比吸收率测量数据的后处理

3.7.5 比吸收率测量方案举例

3.8 多天线或多发射器同时发射时测量比吸收率

3.8.1 非相关信号的比吸收率测量

3.8.2 非相关信号的比吸收率测量可选方案

3.8.3 使用可选方案1合成比吸收率计算示例

3.8.4 相关信号的比吸收率测量

3.9 比吸收率测量不确定度评估

3.9.1 概述

3.9.2 不确定度分量

3.10 探头校准

3.10.1 线性度校准

3.10.2 评估偶极子传感器的灵敏度

3.10.3 探头半球各向同性

3.10.4 下检出限

3.10.5 边界效应

3.10.6 响应时间

3.10.7 用分析场(波导)进行校准的不确定度分析

3.11 快速比吸收率测量系统

3.11.1 矢量阵列测试系统技术概述

3.11.2 阵列系统的数据分析

3.11.3 场重建基本原理

3.11.4 场重建技术

3.11.5 多探头阵列系统的校准和验证

3.12 5G终端比吸收率测量的特殊要求

3.12.15 G N R 上行波形

3.12.2 最大功率回退

3.12.3 资源块

3.12.4 EN-DC

3.12.5 载波聚合最大带宽

3.12.6 5GNR终端的比吸收率评估

参考文献

第 4 章电磁辐射仿真方法

4.1  电磁辐射仿真基本原理

4.1.1 人体内电磁场与比吸收率的关系

4.1.2 低频内场特性

4.1.3 高频内场特性

4.1.4 计算方法

4.1.5 近场暴露比吸收率评估的理论思考

4.2 时域有限差分法

4.2.1 F D T D 原理

4.2.2 体素大小和时间步长

4.2.3 计算要求

4.2.4 稳定性

4.2.5 吸收边界

4.2.6 远场变换

4.2.7 源和负载建模要求

4.2.8 参数计算

4.2.9 非均匀网格

4.3 使用FDTD计算比吸收率

4.3.1 人体模型

4.3.2 导入DUT的CAD模型并进行网格划分

4.3.3 相对于人体模型定位手机模型

4.3.4 网格构建

4.3.5 设置仿真参数

4.3.6 FDTD仿真计算

4.3.7 平均比吸收率

4.4 基准测试验证模型

4.4.1835 MHz和1900MHz的通用方盒手机

4.4.2 GSM/UMTS移动电语

4.4.3 多波段贴片天线手机

4.4.4 Neo自由跑步者手机

4.5 FDTD仿真不确定度评估

4.5.1 不确定度评估的一般要求

4.5.2 仿真参数引起的DUT模型不确定度

4.5.3 开发DUT数值模型的不确定度和验证

4.5.4 不确定度预算

4.6 FDTD代码验证

4.6.1 代码准确度验证

4.6.2 吸收边界条件

4.6.3 S A R 平均

4.6.4 典范基准验证

4.7 SAM暴露于通用手机的计算示范和实例

4.7.1 模型准备

4.7.2 仿真设置

4.7.3 分析

4.7.4 计算实例

参考文献

第 5 章毫米波电磁辐射评估

5.1 吸收功率密度和入射功率密度

5.2 功率密度测量方法

5.2.1 功率密度评估方案

5.2.2 重建算法

5.2.3 后处理程序

5.2.4 毫米波测量系统

5.2.5 相对系统检查

5.2.6 选择评估表面

5.2.7 入射功率密度评估方案

5.2.8 结合仿真时的评估方案

5.2.9 评估步骤

5.2.10 多源暴露的合成

5.3 功率密度仿真方法

5.3.1 无线设备模型开发

5.3.2 功率归一化

5.3.3 数值模型验证

5.3.4 数值仿真软件的要求

5.3.5 数值仿真软件代码验证

5.4 毫米波MIMO终端电磁辐射暴露上限评估

5.5 红外线热成像法评估毫米波吸收功率密度

5.66 ～10GHz过渡频段的特殊考虑

参考文献

第6章时间平均算法电磁辐射符合性评估

6.1 应用于6GHz以下频段的验证方案

6.1.1 控制参数

6.1.2 比吸收率特征表

6.1.3 功率控制分段

6.1.4 算法验证

6.1.5 传导功率测量

6.1.6 通过比吸收率测量验证算法

6.2 应用于6GHz以上频段的验证方案

6.2.1 控制参数

6.2.2 码本

6.2.3 建模和功率密度仿真

6.2.4 inputpower:limit仿真

6.2.5 最差情况下的外壳影响

6.2.6 PD特征表

6.2.7 验证场景及测量配置选择

6.2.8 辐射功率测量

6.2.9 通过PD测量验证算法

参考文献

第7章符合性评估通用方案

7.1 通用符合性评估方案

7.1.1 选择评估方法

7.1.2 无意辐射的评估频率范围

7.1.3 评估步骤

7.2 小功率豁免

7.2.1 小功率豁免的一般原则

7.2.2 小功率豁免等级

7.3 电场、磁场测量

7.3.1 无线充电技术

7.3.2 短距离无线通信技术

参考文献

附录 A ICNIRP导则(2020):限制电磁场暴露的导则(100kHz～300GHz)

A.1摘要

A.2介绍

A.3目的与范围

A.4限制射频暴露的原则

A.5限制射频暴露的科学依据

A.6限制射频暴露的导则
内容简介:
《5G终端电磁辐射测试技术与实践》是“5G先进技术丛书·测试认证系列”之一，旨在全面介绍和论述5G终端电磁辐射原理和符合性认证的要求、标准、评估方法等内容。《5G终端电磁辐射测试技术与实践》共7章，包括绪论、电磁辐射评价标准体系、比吸收率评估、电磁辐射仿真方法、毫米波电磁辐射评估、时间平均算法电磁辐射符合性评估以及符合性评估通用方案，最后在附录中给出了ICNIRP导则的正文译文。《5G终端电磁辐射测试技术与实践》结合作者工作经验，详细介绍了与5G终端电磁辐射相关的各方面知识，可以作为通信测量工作的入门图书，也可为无线通信领域的广大科技工作者、管理人员提供有益的经验。
作者简介:
齐殿元

中国信息通信研究院泰尔终端实验室环境与安全部主任、高级工程师，中国通信标准化协会TC9电磁辐射与安全工作组组长、国际电工委员会TC106和美国电子和电气工程师协会TC95成员。主要从事电磁辐射、电磁兼容和信息技术设备安全的检测和研究工作。先后主持该领域30多项国际、国家和行业标准的制定工作，曾获省部级科技进步一等奖2项，二等奖1项，三等奖1项，发表论文20余篇，拥有专利多项。出版《电磁场与人体健康》等专著。

林浩

中国信息通信研究院泰尔终端实验室环境与安全部副主任，工程师。多年从事电磁辐射的检测和研究工作，长期跟踪研究国内外相关标准和法规，参与该领域10多项国家及行业标准的制定工作。曾获中国通信标准化协会科学技术三等奖1项，发表论文6篇，获得专利1项、软件著作权1项，参与译著了《集成电路的电磁兼容——低发射、低敏感度技术》。

林军

中国信息通信研究院泰尔终端实验室高级工程师，主要从事电磁辐射认证、标准制定、相关科研、质量认证等工作。先后主要起草了该领域20余项国家、行业和团体标准，发表论文10余篇，拥有专利多项，参与译著了《集成电路的电磁兼容——低发射、低敏感度技术》等著作。
目录:
第 1 章绪论

1.1  电磁场与电磁辐射

1.2 电磁辐射的生物学效应

1.2.1  电磁场的直接影响

1.2.2 针对脉冲调制波形和幅度调制波形的特殊考虑

1.2.3 电磁场的间接影响

1.2.4 导则研究总结

1.3  电磁场与人体之间的耦合机制

1.3.1 直接耦合机制

1.3.2 间接耦合机制

1.4 生物电磁学最新研究进展及其他机制

1.5 与手机有关的研究

参考文献

第 2 章电磁辐射评价标准体系

2.1 ICNIRP导则

2.1.1 背景介绍

2.1.2 无线通信终端相关的电磁辐射限值

2.1.3 新旧ICNIRP导则比较

2.2 IEEE C95. 1介绍

2.2.1 背景介绍

2.2.2 标准原理

2.2.3 安全因子的考虑

2.2.4 暴露限值

2.3 IEC测量标准体系

2.3.1 IECTC106简介

2.3.2 已发布的标准

2.3.3 未来规划

2.4 我国电磁辐射标准体系

2.4.1 CCSATC9WG3工作情况

2.4.2 未来规划

2.5 其他国家或地区的法规

2.5.1 欧盟

2.5.2 美国

2.5.3 澳大利亚和新西兰

2.5.4 加拿大

2.5.5 日本

2.5.6 韩国

2.5.7 巴西

2.5.8 印度

参考文献

第 3 章比吸收率评估

3.1  比吸收率测试系统

3.1.1 人体模型

3.1.2 扫描定位系统

3.1.3 设备夹具

3.1.4 电子读取设备

3.1.5 探头

3.2 比吸收率测试环境要求

3.3 人体组织模拟液测量

3.3.1 人体组织模拟液的修正

3.3.2 人体组织模拟液的测量方案

3.4 系统性能检查

3.5 被测设备配置

3.6 被测设备相对于模型的定位

3.6.1 头部模型的相对测试位置

3.6.2 平坦模型的相对测试位置

3.7 比吸收率测试

3.7.1  比吸收率测试方法

3.7.2 测试设置

3.7.3 漂移的确认

3.7.4 比吸收率测量数据的后处理

3.7.5 比吸收率测量方案举例

3.8 多天线或多发射器同时发射时测量比吸收率

3.8.1 非相关信号的比吸收率测量

3.8.2 非相关信号的比吸收率测量可选方案

3.8.3 使用可选方案1合成比吸收率计算示例

3.8.4 相关信号的比吸收率测量

3.9 比吸收率测量不确定度评估

3.9.1 概述

3.9.2 不确定度分量

3.10 探头校准

3.10.1 线性度校准

3.10.2 评估偶极子传感器的灵敏度

3.10.3 探头半球各向同性

3.10.4 下检出限

3.10.5 边界效应

3.10.6 响应时间

3.10.7 用分析场(波导)进行校准的不确定度分析

3.11 快速比吸收率测量系统

3.11.1 矢量阵列测试系统技术概述

3.11.2 阵列系统的数据分析

3.11.3 场重建基本原理

3.11.4 场重建技术

3.11.5 多探头阵列系统的校准和验证

3.12 5G终端比吸收率测量的特殊要求

3.12.15 G N R 上行波形

3.12.2 最大功率回退

3.12.3 资源块

3.12.4 EN-DC

3.12.5 载波聚合最大带宽

3.12.6 5GNR终端的比吸收率评估

参考文献

第 4 章电磁辐射仿真方法

4.1  电磁辐射仿真基本原理

4.1.1 人体内电磁场与比吸收率的关系

4.1.2 低频内场特性

4.1.3 高频内场特性

4.1.4 计算方法

4.1.5 近场暴露比吸收率评估的理论思考

4.2 时域有限差分法

4.2.1 F D T D 原理

4.2.2 体素大小和时间步长

4.2.3 计算要求

4.2.4 稳定性

4.2.5 吸收边界

4.2.6 远场变换

4.2.7 源和负载建模要求

4.2.8 参数计算

4.2.9 非均匀网格

4.3 使用FDTD计算比吸收率

4.3.1 人体模型

4.3.2 导入DUT的CAD模型并进行网格划分

4.3.3 相对于人体模型定位手机模型

4.3.4 网格构建

4.3.5 设置仿真参数

4.3.6 FDTD仿真计算

4.3.7 平均比吸收率

4.4 基准测试验证模型

4.4.1835 MHz和1900MHz的通用方盒手机

4.4.2 GSM/UMTS移动电语

4.4.3 多波段贴片天线手机

4.4.4 Neo自由跑步者手机

4.5 FDTD仿真不确定度评估

4.5.1 不确定度评估的一般要求

4.5.2 仿真参数引起的DUT模型不确定度

4.5.3 开发DUT数值模型的不确定度和验证

4.5.4 不确定度预算

4.6 FDTD代码验证

4.6.1 代码准确度验证

4.6.2 吸收边界条件

4.6.3 S A R 平均

4.6.4 典范基准验证

4.7 SAM暴露于通用手机的计算示范和实例

4.7.1 模型准备

4.7.2 仿真设置

4.7.3 分析

4.7.4 计算实例

参考文献

第 5 章毫米波电磁辐射评估

5.1 吸收功率密度和入射功率密度

5.2 功率密度测量方法

5.2.1 功率密度评估方案

5.2.2 重建算法

5.2.3 后处理程序

5.2.4 毫米波测量系统

5.2.5 相对系统检查

5.2.6 选择评估表面

5.2.7 入射功率密度评估方案

5.2.8 结合仿真时的评估方案

5.2.9 评估步骤

5.2.10 多源暴露的合成

5.3 功率密度仿真方法

5.3.1 无线设备模型开发

5.3.2 功率归一化

5.3.3 数值模型验证

5.3.4 数值仿真软件的要求

5.3.5 数值仿真软件代码验证

5.4 毫米波MIMO终端电磁辐射暴露上限评估

5.5 红外线热成像法评估毫米波吸收功率密度

5.66 ～10GHz过渡频段的特殊考虑

参考文献

第6章时间平均算法电磁辐射符合性评估

6.1 应用于6GHz以下频段的验证方案

6.1.1 控制参数

6.1.2 比吸收率特征表

6.1.3 功率控制分段

6.1.4 算法验证

6.1.5 传导功率测量

6.1.6 通过比吸收率测量验证算法

6.2 应用于6GHz以上频段的验证方案

6.2.1 控制参数

6.2.2 码本

6.2.3 建模和功率密度仿真

6.2.4 inputpower:limit仿真

6.2.5 最差情况下的外壳影响

6.2.6 PD特征表

6.2.7 验证场景及测量配置选择

6.2.8 辐射功率测量

6.2.9 通过PD测量验证算法

参考文献

第7章符合性评估通用方案

7.1 通用符合性评估方案

7.1.1 选择评估方法

7.1.2 无意辐射的评估频率范围

7.1.3 评估步骤

7.2 小功率豁免

7.2.1 小功率豁免的一般原则

7.2.2 小功率豁免等级

7.3 电场、磁场测量

7.3.1 无线充电技术

7.3.2 短距离无线通信技术

参考文献

附录 A ICNIRP导则(2020):限制电磁场暴露的导则(100kHz～300GHz)

A.1摘要

A.2介绍

A.3目的与范围

A.4限制射频暴露的原则

A.5限制射频暴露的科学依据

A.6限制射频暴露的导则

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