電磁場（EMF，Electric Magnetic Fields）防護(hù)用物理量，涉及到電磁場的物理量和電磁防護(hù)用的物理量。這里主要依據(jù)國際非電離輻射防護(hù)委員會（ICNIRP）發(fā)布的相關(guān)電磁場暴露安全導(dǎo)則給以介紹，以供通信人了解。

欲具體了解ICNIRP發(fā)布的相關(guān)電磁場暴露安全導(dǎo)則介紹的請進(jìn)入。

一、相關(guān)電磁場的物理量

1、基本量綱

電磁場包含振蕩電場（Electric Fields）和磁場（Magnetic Fields）；每秒的振蕩次數(shù)被稱為“頻率f”，用單位赫茲（Hz）表示。場從源傳輸能量，且隨著遠(yuǎn)離源的方向傳播，用單位瓦特（W），相當(dāng)于單位時(shí)間（t）的焦耳量（J，能量的度量）。電場只與電荷的存在相關(guān)，而磁場則是電荷發(fā)生物理運(yùn)動（電流）的結(jié)果。電場強(qiáng)度E對電荷施加作用力，單位以伏特每米（V m^-1）表示。與此類似，磁場也可以對電荷產(chǎn)生力，但只是在這些電荷運(yùn)動的情況下。電場和磁場都是既有大小又有方向的（也就是說，它們是矢量）。磁場可以通過兩種方式來表示：一種是磁通量密度B，單位是特斯拉（T）；另外一種是磁場強(qiáng)度H，單位是安培每米（A m^-1）。這兩個(gè)物理量的關(guān)系式如下：

B = μH

式中，μ是比例常數(shù)（磁導(dǎo)率），在真空和空氣以及非磁性（包括生物的）材料中，μ的值為4πⅹ10^-7，單位是亨利每米（H m^-1）。因此，出于防護(hù)目的而描述磁場時(shí)，只需用B或H中的一個(gè)物理量來說明。

在遠(yuǎn)場區(qū)域，平面波模型是一種表示電磁場傳播的很好的近似模型，如下圖1所示。平面波的特性是：一是波前是平面的。二是電場E、磁場H矢量和傳播方向都是相互垂直的。三是E和H的相位相同，在整個(gè)空間兩者的振幅比保持不變。在自由空間兩者的振幅比E/H = 377 Ω，這是自由空間的特性阻抗。四是功率密度S，即與傳播方向垂直的單位面積上的功率（單位為瓦特每平方米W m^-2），以下公式顯示了S與電場E和磁場H間的關(guān)系：

S = E H = E²/377 = 377 H² 

圖 1-1：遠(yuǎn)場電磁波傳播模型示意圖

暴露于時(shí)變EMF會使體內(nèi)產(chǎn)生電流和組織吸收能量，具體與耦合機(jī)制和涉及的頻率有關(guān)。可以用歐姆定律表示內(nèi)部電場E與電流密度J之間的關(guān)系，如下式，式中，σ表示介質(zhì)的導(dǎo)電率：

J = σ E

下表1-1給出了電場、磁場、電磁場物理量以及相應(yīng)的國際單位制（SI）單位。

表 1-1：電場、磁場、電磁場物理量以及相應(yīng)的SI單位

2、防護(hù)限值用量綱

根據(jù)ICNIRP2020年版電磁場暴露限制導(dǎo)則，其電磁場頻率范圍為100kHz~300GHz（稱為射頻）的導(dǎo)出限值，使用了電磁場基本物理量的可測量量綱。這些便于評估和測量的量綱是：入射電場強(qiáng)度（E _inc）、入射磁場強(qiáng)度（H _inc）、入射功率密度（S _inc）、平面波等效入射功率密度（S_eq）、入射能量密度（U_inc）和平面波等效入射能量密度（U_eq）等。這些量綱物理量及相應(yīng)的SI單位詳見下表1-2中。

表 1-2：導(dǎo)出限值用物理量及相應(yīng)的SI單位

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二、相關(guān)電磁場防護(hù)的物理量

1、基本量綱

在近場區(qū)域的情況相對而言比較復(fù)雜，因?yàn)檠刂鴤鞑シ较?/span>，E和H的最大值和最小值并不象在遠(yuǎn)場區(qū)域那樣出現(xiàn)在同一點(diǎn)。在近場區(qū)域，電磁場的結(jié)構(gòu)可能很不均勻，與377歐姆的平面波阻抗相比可能有很大的變化，也就是說，可能在某些區(qū)域幾乎是純粹的電場，而其它區(qū)域則幾乎是純粹的磁場。在近場區(qū)域的暴露描述起來更為困難，因?yàn)?/span>E和H都必須測量出來，而且場的模式也比較復(fù)雜；在此情況下，功率密度S就不再是用來描述暴露限值的恰當(dāng)物理量了（如在遠(yuǎn)場區(qū)域）。

考慮到不同的頻率范圍和波形，電磁防護(hù)中所用的劑量測定物理量有：電流I（安倍A）；電流密度J（安倍每平方米A m^-2）；比吸收率SAR（瓦特每千克W kg^-1）；比吸收能SA（焦耳每千克J kg^-1）及功率密度S。下表2-1給出了劑量測定物理量適用的頻率范圍。

表 2-1：劑量測定物理量（符號、單位）及適用的頻率范圍

2、防護(hù)限值用量綱

根據(jù)ICNIRP 2020年版電磁場暴露限制導(dǎo)則，其電磁場頻率范圍為100kHz~300GHz（稱為射頻）的基本限值中，使用了下述劑量測定物理量：SAR、吸收功率密度（S_ab）、SA、吸收能量密度（U_ab）、感應(yīng)電場強(qiáng)度（U_ind）。下表2-2給出了這些物理量（符號、單位）及相應(yīng)的SI單位。基本限值用的物理量的量值可能難以測量。

表2-2：基本限值用物理量及相應(yīng)的SI單位

三、相關(guān)物理量間的換算

在我國軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 5313A-2017《電磁輻射暴露限值和測量方法》的附錄B中，給出了相關(guān)電磁場的幾個(gè)物理量間的換算。如：電場強(qiáng)度E與功率密度S間、磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場強(qiáng)度H間的換算，具體詳見下表3-1。另外還有，在用測試儀表（如場強(qiáng)儀）測出的dB μV/m讀數(shù)與電場強(qiáng)度E之間的換算，包括：連續(xù)波的dB μV/m讀數(shù)、脈沖波的dB μV/m讀數(shù)和機(jī)械掃描雷達(dá)的dB μV/m讀數(shù)，具體詳見下表3-2。

表 3-1：電場強(qiáng)度E與功率密度S間和磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場強(qiáng)度H間的換算

表 3-2：測試儀表測出的dB μV/m讀數(shù)與電場強(qiáng)度E之間的換算

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四、相關(guān)物理量的單位間的換算

在我國環(huán)境行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ/T 10.2-1996《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則 電磁輻射監(jiān)測儀器和方法》的附錄C中，給出了相關(guān)物理量的單位間的換算（自首空間條件），如功率密度S的單位（mW/cm²）與單位（W/m²）間換算等。具體詳見下表4。

表 4：相關(guān)物理量的單位間的換算（自首空間條件）

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