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

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一、相關電磁場的物理量

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，且隨著遠離源的方向傳播，用單位瓦特（W），相當于單位時間（t）的焦耳量（J，能量的度量）。電場只與電荷的存在相關，而磁場則是電荷發生物理運動（電流）的結果。電場強度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生力，但只是在這些電荷運動的情況下。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）；另外一種是磁場強度H，單位是安培每米（A m^-1）。這兩個物理量的關系式如下：

B = μH

式中，μ是比例常數（磁導率），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，出于防護目的而描述磁場時，只需用B或H中的一個物理量來說明。

在遠場區域，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間的關系：

S = E H = E²/377 = 377 H² 

圖 1-1：遠場電磁波傳播模型示意圖

暴露于時變EMF會使體內產生電流和組織吸收能量，具體與耦合機制和涉及的頻率有關。可以用歐姆定律表示內部電場E與電流密度J之間的關系，如下式，式中，σ表示介質的導電率：

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的SI單位

2、防護限值用量綱

根據ICNIRP2020年版電磁場暴露限制導則，其電磁場頻率范圍為100kHz~300GHz（稱為射頻）的導出限值，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：入射電場強度（E _inc）、入射磁場強度（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的SI單位詳見下表1-2中。

表 1-2：導出限值用物理量及相應的SI單位

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二、相關電磁場防護的物理量

1、基本量綱

在近場區域的情況相對而言比較復雜，因為沿著傳播方向，E和H的最大值和最小值并不象在遠場區域那樣出現在同一點。在近場區域，電磁場的結構可能很不均勻，與377歐姆的平面波阻抗相比可能有很大的變化，也就是說，可能在某些區域幾乎是純粹的電場，而其它區域則幾乎是純粹的磁場。在近場區域的暴露描述起來更為困難，因為E和H都必須測量出來，而且場的模式也比較復雜；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物理量了（如在遠場區域）。

考慮到不同的頻率范圍和波形，電磁防護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、防護限值用量綱

根據ICNIRP 2020年版電磁場暴露限制導則，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）、感應電場強度（U_ind）。下表2-2給出了這些物理量（符號、單位）及相應的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的SI單位

三、相關物理量間的換算

在我國軍用標準GJB 5313A-2017《電磁輻射暴露限值和測量方法》的附錄B中，給出了相關電磁場的幾個物理量間的換算。如：電場強度E與功率密度S間、磁感應強度B與磁場強度H間的換算，具體詳見下表3-1。另外還有，在用測試儀表（如場強儀）測出的dB μV/m讀數與電場強度E之間的換算，包括：連續波的dB μV/m讀數、脈沖波的dB μV/m讀數和機械掃描雷達的dB μV/m讀數，具體詳見下表3-2。

表 3-1：電場強度E與功率密度S間和磁感應強度B與磁場強度H間的換算

表 3-2：測試儀表測出的dB μV/m讀數與電場強度E之間的換算

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四、相關物理量的單位間的換算

在我國環境行業標準HJ/T 10.2-1996《輻射環境保護管理導則 電磁輻射監測儀器和方法》的附錄C中，給出了相關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：相關物理量的單位間的換算（自首空間條件）

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