摘 要：针对手机微波对人脑的辐射问题，从上百种防护材料中筛选出几种防护材料和组合防护方法。经实验测量，采用微波防护器后，人脑侧微波辐射功率密度可降至0.005mW/cm2以下，符合国家微波辐射卫生标准，从而可有效地解决手机微波对人脑的辐射问题。
关键词：手机微波,生物微波,辐射防护1概述
随着微波通讯技术的发展，手机已成为人类生活不可缺少的伴侣。但手机微波辐射对受照者及其后代作用的不良后果也引起人们的关注，有关微波生物学效应研究的文献为数甚多，这些研究所得的结果分歧很大，其焦点在于低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。尽管学者们观点各异，但有一点还是较为一致的，即中枢神经对微波辐射最为敏感〔1〕。目前常用的手机微波辐射场强值为600～3000μW/cm2，我国《作业场所微波辐射卫生标准》〔2〕规定，容许场强应小于50μW/cm2，而《环境电磁波卫生标准》〔3〕规定容许场强：安全区应小于10μW/cm2，中间区应小于40μW/cm2。由此可见，手机微波辐射超出标准允许限额的几十倍，手机微波防护已成为各国加紧研究的重要课题。
国内外都出现了一些手机微波防护装置和产品，国外的如日本的电磁通,德国的大哥大防辐射晶片，美国的EASY-TONE易通卡等；国内有台湾的贴易通健康IC,北京的TM电磁消等。这些产品经多次测试，没有达到国家标准的要求。
本项目从几百种防护材料中筛选出最佳防护材料和组合防护方法，解决了手机微波对人脑的辐射问题，适用于各种手机、发射台站、雷达台站等的微波防护。该项目申请了两项专利——手机微波防护器〔4〕和手提无绳电话防电磁波方法及装置〔5〕，得到专家和用户的好评。
2 防护方法
2.1防护方法
微波几乎是直线辐射的。它的波长、强度、辐射源的性质及与保护主体的关系决定了微波的被吸收、反射、折射、透射的情况。若被完全透射或反射，则对保护主体无多大影响。只有当微波辐射穿透组织并被吸收时，才产生生物效应。组织穿透深度与频率有关，随着频率的增加，波长变短，穿透深度也减低。一般来说，微波频率在20~30GHz以上的，则在表层吸收；1～3GHz的微波可在浅层吸收；1GHz以下的微波可穿至组织深层被吸收。手机微波正是能穿至组织深层被吸收的频段。只要在手机与保护主体之间设置一道800~1000MHz的微波屏障，就可以阻隔微波进入大脑。大脑不在微波场内，微波的热效应和非热作用所引起的不良影响也就不复存在〔7〕。
2.2防护材料与防护装置
在微波源与保护主体之间设置一道隔离层，隔离层的设置与发射源及天线相适应，并避免对通信信号的影响。通过隔离层的作用，使保护区域的微波功率密度达到安全值。微波隔离层由微波反射材料和微波吸收材料复合而成。反射材料由电阻率较低的金属箔膜丝网组成，吸收材料则由粘胶剂和石墨组成。将复合材料制成厚为0.5mm薄膜，设置于保护主体与微波发射源之间，如图1所示，耳孔处的结构如图2所示。隔离层可设置于手机的外壳、手机套上，也可设置在衣帽上，使保护主体与微波源相隔离，这样既可杜绝微波对人脑的辐射，也不会影响手机的信号。
3 测试情况
3.1筛选防护材料和方法实验
(1)测试仪器：美国Narda 8700场强仪；
(2)被测手机：西门子0168X型；
(3)防护样品：耳孔罩20种，天线档片18种，防护套12种，防护材料22种；
(4)实验目的：从众多的微波防护材料样品中筛选出最有效的防护材料及方法；
(5)实验方法：如图3所示，将手机竖立固定于实验桌某点，反复拨通外地某特定电话，用场强仪检测手机靠近人脑一侧有关各点的微波辐射强度，在3～5s采样时间内读取最大值。场强仪探头至手机外壳的距离为2.6cm。依次对手机在无防护及采用不同防护材料和方法防护的情况下进行检测，并对最佳防护后的手机进行通话实验；
(6)实验结果：表1；
(7)实验结论：单纯小面积的耳孔罩与天线档片等无明显防护效果，只有用几种材料组合达到一定面积，可使手机靠人脑侧的辐射大幅度下降至0.005mW/cm2 以下，已完全符合有关卫生标准。对手机采用本实验探索出的最佳防护后，与市内市外等处通话，双方听感清晰，与防护前无差异。
3.2防护效果比较实验
(1)测试仪器：美国Narda 8700场强仪，MF10型万用仪表；
(2)被测手机：西门子0168X型，Motorola microtac型；
(3)防护样品：R型手机防护套，B型手机防护套，T3+R8+Z10手机贴防护装置；
(4)实验目的：检测安装防护装置前后手机有关部位微波辐射场强的变化及防护效果，安装防护装置后，对通话有无影响；
(5)实验方法：同上；
(6)实验结果：表2；
(7)实验结论：防护效果很明显，可使手机靠人脑侧的辐射功率密度从3.40mW/cm2降至0.005mW/cm2以下。对手机配上防护装置后，与市内市外等处通话，声音清晰，双方听感清晰，与防护前无差异。
3.3讨论
由于采用具有防护功能的材料，并在结构上联成一体，形成多重隔离，测试探头靠近手机，功率密度值均小于0.005mW/cm2，所以完全消除了微波对人脑的辐射，使手机使用者处于安全状态。在无防护时，测试探头越靠近手机，功率密度值越大。实际上，人们打电话时手机紧贴耳朵使用，功率密度要大于上表。由于防护复合材料只设置于手机人脑侧，并不超过天线的二分之一部位，所以不影响手机的信号和其它功能。由于采用了大面积复合材料，耳孔罩采用丝网或小孔膜片，不但能滤去一些杂波，而且使得天线增益，所以手机用了防护器后，声音清晰，信号稳定，而且还有体积小、质地柔、造价低、使用方便等优点。
4 结语
从近期的研究报告来看，人们对微波的生物效应又有了新的认识。本文只是对微波防护的初步研究，尚有许多问题有待于进一步深入探讨。
随着手机用户和微波发射台站的激增，微波防护的重要性也越来越引起人们的重视。使用中的手机可采用手机贴、手机套的方法来进行防护，而最佳防护措施则是在手机制造时就把防护器装进手机壳里。
参考文献
〔1〕姚耿东,姜槐,周水云,付一提.微波辐照对小鼠脑线粒体标志酶的影响. http://202. 99. 30. 161/jkyx/chinese/yth/ygd. htm. 2001.11.8.
〔2〕姜槐等. GB1043689.作业场所微波辐射卫生标准. 中国标准出版社.
〔3〕姜槐等. GB917588.环境电磁波卫生标准. 中国标准出版社.
〔4〕陶钧炳. 手机微波防护器.中国专利,98240052.7,2000.5.18.
〔5〕陶钧炳. 手提无绳电话防电磁波方法及装置.中国专利,98105065.4，1999.2.26.
〔6〕曹兆进, 张洪桥, 李双黎. 中国射频微波电磁辐射生物学效应研究.（综述）.http://202. 99. 30. 161/jkyx/chinese/yth/wxzs. htm. 2001.11.8.
〔7〕陶松垒，陶钧炳，洪一康，洪涛.手提无绳电话电磁波辐射的危害及防护.浙江劳动保护,1998,（12）:34～35.
