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十八届五中全会宣告允许普遍二孩政策,我同事笑言“我们大概要成为中国历史上唯一的一代独生子女了”,我们可以想象的是淘宝上的孕妇防辐射服一定会大卖,某公司鼓噪了好久的“孕妇路由器”也会重现曙光。

我老婆怀孕的时候,我也上天猫给她买了一款小S代言的孕妇防辐射服,对于我来说,这是买个安心——让老婆安心。

其实我有很专业的防辐射服(以前研究所用的那种),还有防辐射眼镜(也是研究所用的)。为啥研究所要用这些个呢?我入行的时候跟老前辈聊天,他说以前做长波雷达,功率“1500kW起”——注意是“起”哦!不过我师傅也是研究所出身,他的名言是“这玩意儿穿着碍事,也就是个心理安慰”,然后闷下头去继续调那个100W的GSM功放;他儿子今年上小学了,淘气的很。

像我们这样做射频功放出身的人,我们的实验台经常是被人避而远之的——因为有辐射,大家都害怕。

这里澄清一下,我们常说的辐射分两种:电磁辐射和电离辐射,前者包括各种波长的电磁波,后者包括α/β/γ射线、X射线等。区别在于电磁辐射不具备轰击不带电粒子产生带电粒子的的能力(也就是电离)。我们平时说的太阳光其实就是电离辐射的一种,本底辐射也是;而手机、无线路由器之类产生的辐射,则是电磁辐射。所以你拿个盖革计数器放在你家WIFI路由器旁边,它断然是不会咔嗒作响的。

淘宝上买得到的防辐射服目标是电磁辐射(电离辐射防护你得靠铅板,像照X光时候穿的那种)。电磁辐射的辐射源遍地都是,比较扎眼招人恨的有基站、手机和WIFI路由器,天天用但是就是不招人恨的有微波炉。

电磁辐射有个特点就是传播路径复杂,它可以视距传播,可以衍射(回忆一下高中物理学的波的衍射),然后在障碍物上发生散射,使得我们四周遍布电磁波。如图就是从一台WIF路由器发射出来的信号如何布满所有房间的(图片是百度图片搜的,来自网络):

WIFI路由器辐射图

可以看到多厚的墙都是阻挡不了WIFI的电磁波的 。

为什么高墙壁垒阻挡不了电磁波?因为它有衍射、散射,它也具备穿墙而过的能力(当然会有衰减)。所以你即便抱着一块铁板站在你家WIFI路由器前面,对屏蔽电磁波效果也非常有限。

防辐射服的原型是法拉第笼,也就是我们电磁屏蔽室的老祖宗。但是显然防辐射服不能把你包成个包子,所以它只是个距离理想形态还差的很远的法拉第笼。跟刚才讲的道理一样,电磁波无孔不入,防不胜防。

另一个问题是屏蔽服的厚度和金属密度(缝隙宽度),因为我对屏蔽服实际金属厚度以及编织密度不了解,所以不能作具体的计算和判断,只能按照趋肤深度大概算一下:如果用银线(都是镀银的而已),无限密集编织(教科书上的计算都是以“无限大金属平面”来指导,这你懂的),趋肤深度近似计算公式是:

其中f是信号频率,我们用2.4G的WIFI信号来参考,趋肤深度大概0.005mm。趋肤深度表征的是金属表面电流向金属内部逐渐衰减至1/e时的金属厚度。以一般防辐射服用的线,假设镀银也就到千分之几毫米的厚度,约等于一倍趋肤深度,电流衰减大约为表面电流的1/3,功率衰减不超过10dB。

说实话,在自由空间要将信号衰减10dB,办法多的是。如果从上图看,最直观的就是:距离波源越远,信号强度剧烈减弱,比墙壁都管用。

我这里继续用“大概估算法”来试试:常用的WIFI路由器就算按照最大功率配置发射20dBm,离开15m开外恐怕就没信号了,这时候按照802.11b接收机灵敏度大概-100dBm计算,衰减了120dBc。我们用电磁波衰减的近似计算,空间损耗与距离的对数呈正斜率的一次函数关系,要得到10dB的衰减,只要把到波源的距离拉大15/(120/10)=1.25m就ok。

这上面的计算都是把防辐射服近似成一个平面波场中的理想法拉第笼 ,但是如果考虑到“四面漏风”的情况,那么防得了前后防不了其他,按照趋肤深度算出来的功率衰减肯定达不到理想的10dB,性能还得打折扣了。

当然,3dB屏蔽就可以让电磁波功率衰减到原来的1/2,如此算来总还是能够屏蔽掉很一部分辐射功率的,所以也可以说聊胜于无——别的不说,至少老婆穿着能安心不少。

 

猪头有话要说:

其实按照现代人玩手机的频率,我真心不觉得他们是真的把辐射当回事(我们做RF的不把它当回事那是死猪不怕开水烫)。我在公众号“猪头是头猪”上写过一篇喷网上假砖家的文章,里面算过GSM和WCDMA的辐射,仅仅是从发射功率看,WCDMA按照24dBm的发射功率,就是0.25W,比WIFI路由器强大多了,而且是连续发射——可是抱着手机煲电话粥的孕妇也不要太多,没见她们怕过!

 

再来说说前一段时间热闹得沸沸扬扬(是不是又该趁东风拿出来炒一阵子了)的“孕妇路由器”——我只能说虽然我是的有点儿看不下去,但是真有人愿意信那也没办法。

WIFI这个标准(IEEE 802.11系列)发展到今天,基本链路控制的策略就是:信号质量差了就降速率来补。对应较低速率,接收机灵敏度更低而发射机最大功率更高。所以我们就可能出现这样一幕:孕妇坐在距离“孕妇路由器”五米的地方,拿着pad用65Mbps的速率看网页;然而觉得不对,怕辐射啊,赶紧把“孕妇模式”打开(我能理解的“孕妇模式”只能是降低路由器发射功率,你总不能开了“孕妇模式”还提升发射功率吧);这下pad发现解调不了路由器的下行信号了,灵敏度到了极限了;没办法,降速,从65Mbps一气儿降到11Mbps,终于恢复通信了,大家相安无事。

然而网页图片刷新速度马上就低了,刷一个网页要等半天,本来两分钟看完的网页整整等了十分钟才一卡一顿的刷完。

这个过程里,孕妇原本暴露在正常状态路由器下的两分钟,变成了暴露在“孕妇模式”下的十分钟,可真不好说是赚是赔。但是其实有个更重要的我们漏掉了——孕妇手里的pad,它的发射功率绝对不比路由器差,孕妇拿着它的时间可是凭空增长了五倍,这笔账找谁算去?

反正我宁可把路由器关掉,也不愿意用什么“孕妇模式”。

 

其实,这上面的计算也好推演也好,都是我用各种近似和等效做出来的,俗话说就是“毛估估”。真正量化标准化手机辐射对人体的影响,现有唯一的标准就是SAR。SAR表征的是单位质量人体组织吸收的电磁波能量,这其实是个比较符合实际的考量方法,电磁辐射是以场的形式存在的,那么以吸收能量的高低来衡量可能造成的影响应该也是基本靠谱的。

据我所知,凡具备无线信号发射的终端(包括手机、pad、笔记本路由器等等)在认证测试的时候都要测SAR,只是测试项目不同,像手机这样可能手持用在耳边的还要加测头手模型的SAR,其他的测试自由空间SAR就ok。

 

所有的工程标准都有其适用对象和检测标的,譬如3GPP那是定义通信系统软硬件及协议一致性的,CISPR(EMC标准)那是定义设备与设备之间干扰和抗扰的,SAR才是定义电磁辐射对人体影响的。拿不着边际的功率指标(3GPP/IEEE之类)或者场强指标(CISPR之类)来大谈特谈“电磁辐射对人体的影响”,基本上可以认定是一种拿无知当个性的耍流氓行为。

 

话说回来,作为老公+老爸,我的观点是孕妇防辐射服这东西,买得起就给你老婆买,老婆既安心也高兴,何乐而不为?至于路由器, 正规厂家的产品那么多,选哪个不好?反正我是不会去买那些个标志人类底线的货色的。

 

作者简介:猪头是头猪,80年代人,射频攻城狮,闲时爱好码字儿,喜欢即兴发挥,也擅命题作文。现为FindRF特约专栏作者,自己也经营着一个低产微信公众号“猪头是头猪”(没错,正着念倒着念是一样的),公众号ID:Huey-Dewey-Louie(没错,就是唐老鸭的那三个侄子)。