幻灯二

无人机的电磁辐射会伤人吗为什么(无人机的电磁辐射会伤人吗?)

(首发时间:2023年5月3日)

2023年3月中旬,收到一位网友的私信,咨询如何对无人机的电磁辐射进行取证,参见图1所示。

图1 网友的咨询

经过了解,大致情况是:网友发现其老家院子上方频繁有柴油动力的民用作业无人机飞过,于是买来电磁辐射测量仪器对家中的电磁辐射情况进行测量,发现仪器频繁报警,数值明显超过国家允许的正常范围,由此想到要对无人机的电磁辐射进行取证。

一、对民用作业无人机电磁辐射水平的估算

无人机大致可以分为专业用途的无人机和普通民用无人机两大类,参见图2所示。网友谈到的柴油动力的民用作业无人机,应该属于专业用途的无人机范畴,一般具有较强的负重能力,如达到十几公斤至几十公斤的水平。

图2 无人机的分类

根据作者近30年的工作经验,判断民用的作业无人机难以提供如此大的电磁辐射功率,更不可能导致网友有触电感,于是进一步询问详情。在对网友提供的大量取证视频、照片和截屏进行分析之后,对网友的关切进行解答,参见图3所示。

图3 给网友的解答

之所以能如此自信地解答,缘于多年的工作经验积累,如:

(1)用一根环形导线连接在小LED的引脚两端,靠近发射功率100瓦左右的发射天线(20-50厘米距离上),从天线中感应的电磁辐射能量会让LED点亮,此时的电磁辐射是超标的,人不宜长时间处于该天线附近。

(2)电磁波是能量守恒的。相同发射功率的电磁波,距离发射天线越远,由于电磁波能量的分布范围也越大,因此电磁波分布在单位面积中的能量也越少,其辐射对人体的危害也越小。一般地,对于十几瓦几十瓦的发射功率,距离(全向)发射天线5米以上时,电磁辐射就已经处于安全水平了;对于几百瓦上千瓦的发射功率,距离(全向)发射天线10米(三层楼)以上时,电磁辐射就已经处于安全水平了。

(3)从网友拍摄的视频来看,无人机确实肉眼可见,但估计距离至少在50米以上,而民用的作业无人机,即使有大功率发射,一般在几十上百瓦的水平,难以达到千瓦级的水平(因为这样要求无人机上有10千瓦级的供电能力和百公斤以上的负载能力),并且大多采用的是全向发射天线。

换言之,当民用的作业无人机在高于10米(三层楼)以上的空中飞行时,其电磁辐射是不会影响到地面上人们的身体健康的,更何况无人机不可能长时间(如23小时)悬停在某处不动呢?所以基本上不用担心此类无人机的电磁辐射安全问题!

二、进一步的技术分析

然而,网友测量的电磁辐射数据值是客观存在的,这又作何解释呢?原来,是网友使用的简易测量仪器惹的祸!原因解释如下:

(1)网友使用的简易测量仪器,使用的是一根短鞭状天线,估计5-6厘米长。该天线,接收700MHz以上电磁波时的效率应该还可以,如达到25%50%;但是,接收100MHz以下电磁波时的效率会很低(如低于5%),而低至6Hz时的接收效率会极低(至少会低于0.1%)。也就是说,使用这样的天线来测量6Hz9GHz这么宽频率范围的电磁波,毫无科学性可言,显然不能测得准确结果,更不能用这样的测量结果作为证据。

(2)网友使用的简易测量仪器是网购的,580元,这其中保守估计含有商家的200-300元的销售利润。虽然厂家提供的营业执照真假难辨,但其标注的技术参数显然是带有虚假成分的;尤其是那个6Hz,实在是有些充满了非科学!

不过,有一个参考。专门用来测量宽带电磁波的频谱仪,其最低频率一般为9KHz,频率再低就无法支持了,而最高频率达到9GHz频谱仪,最便宜的,其价格也要在几万元的水平。试想想,中国人民再怎么能把贵东西做成白菜价,也难以将经过20多年的市场竞争降价至几万元的东东再降价至几百元吧!且体积更小,重量更轻、频率范围更宽!

(3)使用这种简易的测量仪器进行测量时,使用的是全向天线,将环境中的所有电磁波均测量进去了,如周围家用电器的电磁辐射、家用WIFI接入点的电磁辐射、附近基站的电磁波辐射、随身携带的手机的电磁辐射、周围人手机的电磁辐射等。因此,不能将该测量结果作为是无人机电磁辐射的证据,或者专业地说,该测量结果不能满足作为证据时的排除合理怀疑要求。

(4)网购的简易测量仪器,虽然标有型号,但没有检验报告(不过伪造一个也不难,被骗之后也难以找厂家维权),这种性能超好且价格极低的测量仪器的性能如何证明呢?那些让人揪心的发出警报声时的测量结果,其准确性其实是无从谈起的!是否存在,厂商在设计时故障压低报警门限的可能性呢?因为这样可以引起人们的警觉,让人误以为灵敏度很高,产品可以更好卖!

三、简明建议

无人机确实是有电磁辐射的,因为其飞控需要用电磁波作为传输介质,而且现在的飞控大多是双向发射的,流行采用TDD(时分双工)制式,少量采用FDD(频分双工)制式。

但是,无人机飞控的发射功率一般在几百毫瓦至几瓦量级,距离米级以上就妥妥地处于电磁辐射安全水平了。对于大型的民用作业无人机,即使有大功率发射,一般在十几瓦、几十至上百瓦的水平,难以达到千瓦级的水平,距离10米(三层楼的高度)以上就妥妥地处于电磁辐射安全水平了。

换言之,对于小型无人机,不用担心其电磁辐射会影响地面上的人的身体健康;对于大型的有几十瓦至几百瓦大功率发射的民用作业无人机,如果距离地面10米(三层楼的高度)以上,或不是长期悬停在头顶上方或身体附近,也不会影响地面上的人的身体健康。

不过,长时间手持无人机遥控器,倒是有可能对飞手的身体健康有一定的影响!所以,飞手工作时,不宜喝大量的水;而且,操控飞了一段之后,要注意休息一下,要多吃胡萝卜之类的蔬菜!如果准备要宝宝的话,提前停飞2-3个月,还是有必要的。

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