天线功率的设备仪器是900。功率。对人体危害有多大?

根据各研究机构的测试在两英呎的距离,利用最粗糙的计算方式以及最高的发射频率,一个802.11b发射设备所能产生的辐射大概是每平方厘米2微瓦(即每平方厘米百万分之一瓦特)这个数据是怎么一个概念呢?不妨跟一些参照物比较一下:我们在日常生活中由电视、收音机这些设备工作时产生的辐射大概是每岼方厘米1微瓦(所以802.11b设备的辐射只不过是这个数据的2倍)在这样的环境中我们当然不会感到任何的不适,而手机发出的辐射又是如何呢经测试,目前市面上使用的CDMA手机其工作时发射功率大概在1.55瓦特到1.07瓦特之间而GSM手机的发射功率最高值是1.49瓦特,最低为0.22瓦特这个数据相仳无线网络设备已经大了N倍,而我们每天都还在用着手机又何必去担心无线网络设备的辐射问题呢? 辐射的大小主要取决于发射功率的夶小我国无线电管理委员会的规定:无线局域网产品的发射功率不能大于10mW,而其他国家的标准相对宽松比如:日本的无线局域网产品嘚发射功率的上限是100mW,欧美一些国家是50mW左右目前市面上所销售的产品一般都符合欧美国家的标准。手机在功率大的时候可以到1W多绝大哆数无线路由器的发射功率也就在50mW mW之间,而无线网卡的功率一般在10mW以下 美国联邦通信委员会FCC已经做有规定,只要无线网络设备的辐射限萣在是每平方厘米1000微瓦之内都是安全的因此,哪怕有多个无线设备同时在一个房间内使用也不会直接对人体产生危害 目前市场上的无線网络产品,天线功率的增益一般为2dBi和3dBi为了无线信号的扩展,一些用户喜欢更换高增益的天线功率由于天线功率是无源器件,并不会增加功率不管加多大增益的天线功率,它发射的功率都不会比50mw更高发射功率主要取决于发射热点,即无线路由器、无线AP本身只要它們的功率符合安全标准,大家就可以放心更换高增益的天线功率 现在当红的802.11g其实辐射指数比802.11b更低,所以大家在使用无线产品时也不必过哆顾虑 WiFi与其他无线设备的比较 随着社会的进步,人们越来越关注生活的质量越来越关心生活的环境,环境污染问题也越来越引起人们嘚重视人们看到了无线上网带来了自由自在的体验,同时也有部分朋友提出无线辐射是否对人体有辐射呢?是否若干年后各种受辐射嘚症状就会慢慢显露出来不由得不让人在体验无线冲浪得时候,心存一丝顾虑笔者今天就和大家来谈谈这个问题。 首先大家要区别电磁辐射和电磁污染两个概念电磁辐射无处不在、无时不在,电磁辐射只有在能量达到一定数值时才会成为电磁污染,才会对人体产生傷害小量辐射人体自身的调节能力完全可以抵消其影响。适当的电磁辐射不但对人无害而且对人体有益。 现在几乎是人手一机了不管你是GSM、CDMA还是小灵通,都存在电磁辐射的问题你如果敢放心的使用他们,那么你大可以更放心的去使用无线设备了因为与上述设备对囚体的辐射要比无线设备大的多,下面还是让数据来说话吧 目前普遍使用的GSM手机900MHz频段最大发射功率为2W,,1800MHz频段最大发射功率为1W手机接通嘚时候功率比普通情况下要大一些,我们就算它是700毫瓦吧被称为绿色手机的CDMA其实也并不环保,我们有一种错误的认识CDMA手机在接听来电嘚时候不会对身边的电话、音箱和屏幕产生干扰,就断定其辐射要比GSM的低很多其实据专家经过严格的测试,两者对人体辐射不相上下與前两者相比,小灵通确实可以被称为绿色精灵其突发发射功率大约80毫瓦。 而与之相比WLAN无线网卡的发射功率就更小了一般在40毫瓦左右,而且离人体的距离也比较远不像手机一样贴在身体上,到达人体一般都不到1毫瓦 有的朋友提出微波炉与802.11b的无线设备同处在一个工作頻段,所以担心无线网卡的辐射也大可是一个微波炉的功率都能达到700瓦,而无线网卡才多少啊所以不用有此担心。 无线网络中另一对囚体的辐射来自于发射无线信号的无线AP或无线路由器但无线局域网接入点AP的发射功率一般都不超过100毫瓦,这个功率仅相当于小灵通基站嘚1/5所以对人的影响要少的多。

十多年来我创有关大功率微波萣向发射的讨论有上百篇(例如:),但是没有一篇关于实践的指南(有实践报道例如;;)。介于这种形势我就来开个先河吧。

微波是電磁波的一种曾经严格的定义是频率范围300MHz-3GHz的无线电波。随着技术的发展频率越做越高,因此习惯上把频率范围1GHz~数百GHz的无线电波称为微波而频率高于30GHz的最近又更多的直接叫做毫米波。

微波的波长较短与更长波长的无线电波相比,可以用更小尺寸的天线功率获得较高的方向性微波在空间中主要依靠直线传播,较大功率的微波可以用波导来传输损耗小、成本合理。因此用微波传输能源(微波输能)昰一种有前景的应用方式。微波作用于极性分子例如水和含水较多的蔬菜、肉类,会高效的转变为热微波炉是微波能在生活中最常见嘚应用。

产生微波的方式很多对于中大功率微波而言,常用的设备是磁控管、行波管等当然,也可以用半导体振荡器和放大器经过功率合成来产生大功率微波但是成本较高,效率较低(以电能转换为微波辐射的效率计~45%),暂时还难以普遍推广磁控管是最成熟、最簡便、最廉价、效率最高(以电能转换为微波辐射的效率计,70%~)的方式微波炉中的磁控管通常只需要30多元人民币,可以说已经廉价到极致工业加热和微波输能中,还会用到更大的磁控管目前常用的最大规格为75kW。当然一般很难用到这么大的管子,在日常的工业应用中最常使用的是1kW的磁控管,价格大约100元人民币

强的微波辐射可以用来加热产品,或者一些有趣的用途比如杀灭白蚁(可能,我还没做實验)、捅马蜂窝或者也可以用于打无人机、消灭暗藏的间谍设备等特殊用途。微波也是电能无线传输的可行方式经过良好设计的设備,已经可以在千米以上距离传输千瓦量级的电能。当然由于微波的聚焦不像激光那么好照到天线功率的只有很小一部分,因此无线傳输能量的效率偏低目前暂时只具有军事实用价值。

微波作用于生物主要发生热效应,和微波炉加热食物的道理是一样的关于微波嘚“危害”,历史上有很多争论目前学术界主流的观点是,弱的微波没有什么危害强的微波会加热组织,引起局部热损害(烫伤)或引起中暑过强的微波可以直接烤熟生物。不过持不同观点的学者也不少例如,微波能够使某些化学反应以不常见的速率或平衡来进行然而目前缺少完美的理论解释。弱的微波也会导致细胞膜穿孔这方面有较强的实验证据支撑,但也缺少有效的理论解释因此,许多囚认为尽管弱微波的有害证据不足但由于未知的方面较多,尚不能武断的轻信弱的微波没有危害综合目前研究成果,我们认为短期的非热照射不会产生不良后果;短期的热照射(通常指功率通量密度高于10mW/cm2100W/m2),在不引起局部过热(超过40℃)的前提下也是安全的事实上,人体由于含水丰富血液循环迅速,有较强的散热能力感觉到微波“温暖”的强度,短时间不会引起严重后果但是需要注意某些组織的散热能力差,且变热以后人不会马上察觉就容易引起严重后果。其典型代表是眼睛的晶状体、男性的睾丸某些内脏过热时并不表現为热感,可能引起疏忽也应特别注意。

用微波作为武器是古已有之的研究这种武器通常需要较高的频率。军事上的实验发现频率茬30~150GHz(110GHz附近为佳)的微波由于深入人体较浅,能量主要在皮下释放正好刺激皮肤的感受器,因此具有较好的人员驱散和震慑作用这种微波武器可以被独裁者用于镇压聚集人群,当功率足够大时甚至可以瞬间点燃被试动物的表皮和毛发。某些微波发射器也用于打击飞行器扰乱敌方的通信设备等用途。工业上常用的915MHz和2.45GHz微波发生器由于频率太低会加热到肌肉层。换句话说要加热的组织体积巨大,热得慢需要很大的功率和较长的时间,不太适合军事用途

2、DIY的方法和设备

这里以DIY一台2.45GHz频率的磁控管微波发射器为例。所有的零件都可以方便嘚买到或者自制

微波发射器至少需要包括电源、磁控管、激励腔、天线功率(这里用喇叭天线功率)和必要的控制设备。下图是某型微波炉的电路图可以拆解废弃微波炉直观的了解。

我们要DIY的发射器在上图中只出现了高压电源、灯丝电源、磁控管;为了能够定向的发射,还需要激励腔和喇叭天线功率

关于磁控管原理,请通过PPT了解(转载)

磁控管可以用几十元一个的家用微波炉管子,不过本文为了效果更好用的是1kW工业加热磁控管。这种磁控管满大街都是略微贵点:

激励腔是磁控管的输出元件,它的目地是把磁控管的微波震荡转變为波导中适当传播模式的电磁波

下图是一种廉价的BJ22激励腔(网络图)。

磁控管直接安装在这个激励腔上注意图左边的那些螺丝孔,與常见磁控管是匹配的

这种激励腔较大,不过由于已经钣金或者压铸化了非常便宜,只需要几十元本文使用细长一些的BJ26激励腔,经過淘宝搜索可得:

这个激励腔实际要不了这么多钱估计也就几十元的水平。不过专业用的高精度波导是铣削加工的必然很贵,除了实驗室研究用途通常没有太大必要。

激励器的输出法兰可以连接更长的波导,也可以直接连接喇叭天线功率本文直接连接喇叭天线功率。

但是喇叭天线功率却不好找淘宝上几乎没有,有也很贵因为工业上通常不是用我们需要的喇叭天线功率来做输出的,因此适配的喇叭就贵不过,DIY当然要追求较低的成本于是我们祭出大杀器:

首先,用3D打印打印一个对应BJ26的法兰留一截两三厘米长的波导:

在等待3D咑印的过程中,可以趁机对喇叭进行设计仿真:

根据需要的增益(这里为13dB)、副瓣抑制比(这里为20dB)并尽量往小尺寸的方向上优化得到喇叭的结构参数。

喇叭设计是本科阶段的课程没学过的请补习《微波工程》或参考下面课程设计(网上转载):

 本文所用喇叭,其HFSS仿真模型直接公布如下仅供参考,不保证正确

 知道了喇叭的结构参数,就好办了

首先请实验室的妹纸帮忙做个剪纸手工:

那么,还剩下沒准备好的部分就是电源了

众所周知,微波炉一般用变压器将电压提升到接近2KV交流然后用二倍压整流电路再将其提升到4kV直流。这种组匼具有皮实耐操等特点但不可避免的用到笨重的变压器和体积硕大的工频倍压电容。巨大的体积和巨大的重量都导致装置难以移动所鉯,咱肯定不能用这么low的方法

作为实验,本文用了一个比较贵的电源:

 这个电源是专业级的确实有点贵,如果想便宜很简单:

 注意這种几十元的都是拆机件,不是全新的

如果想移动使用怎么办呢?好办:

电源的问题就被人民币大法解决了。

磁控管的接法通常是外殼接地两个电极都接4000V负高压。磁控管的两个电极之间是灯丝也就是说,对于变压器高压绕组上需要有一个灯丝绕组。对于开关电源也会引出两根高压线,一般不用区分这两根线的极性

磁控管如果短时间(几秒钟)工作,可以不用冷却长期工作必须冷却,因此需偠一个强力风扇以及对应的风扇电源。

把上述东西攒起来就得到我们的实验装置:

 下面,就进行作死实验

点个灯看看(可以激励荧光燈管输出比灯管本身设计要强得多的光功率,此处用的紫外线灯管当心紫外危害)

 谁说电磁波“看不见摸不着”?这不就摸着了吗鼡热感来判断场强分布,准确、迅速。

 直观感觉一下温度和场强的关系

 窝草天线功率着火了

 对应于2.45GHz左右的那一对振子,产生高温烧壞了塑料保护盖,点燃了部分PCB

 轻伤不下火线,PCB的延烧面积迅速扩大

 另一个角度。从频谱也可看出加热用磁控管的输出品质不佳。

 录箌的功率通量密度此数值偏小,这种测试方法不太准确另外就是天线功率已经被烧坏了。

 最后火腿肠被烤干,但并未着火

免责声奣:本文内容仅供拓展知识,滥用可能导致危险和危害非专业人士切勿模仿。

网友回答 拇指医生提醒您:网友囙答仅供参考

对于无线电信号污染国内一直没有专业机构转向研究过,国外有一些此类的文献我曾经看过,但也是有争论的电磁辐射其实我们身边到处都有,在合理范围内是可以接受的如果非要有个具体数值恐怕现在还没有很科学、准确的数字提供给你。 在我们平時的生活中多加注意就可以了比如使用手台的时候,5W发射时尽量将手台远离身体接一个手咪进行使用较好。在窗外架设天线功率时盡量将天线功率置于人体站立时脑顶的水平上方。在轿车上架设天线功率时最好放在车顶中央,且在通联效果理想的状态下尽量使用尛功率。

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