IECIEEE 62704-22017AMD12025 修正案1-测定30 MHz至6 GHz无线通信设备在人体中的峰值空间平均比吸收率(SAR)-第2部分车载天线暴露的时域有限差分(FDTD)建模的具体要求标准立项发展报告

StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-DeterminingthePeakSpatial-AverageSpecificAbsorptionRate(SAR)intheHumanBodyfromWirelessCommunicationsDevices,30MHzto6GHz–Part2:SpecificRequirementsforFiniteDifferenceTimeDomain(FDTD)ModellingofExposurefromVehicleMountedAntennas摘要随着车载无线通信技术的迅猛发展，车辆-mounted天线所产生的电磁辐射对人体健康的影响日益受到国际社会关注。IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025作为国际电工委员会（IEC）正式发布的修正案，针对30MHz至6GHz频段内无线通信设备在人体中的峰值空间平均比吸收率（SAR）测定方法进行了重要更新，特别是对车载天线暴露场景下时域有限差分（FDTD）建模提出了更为具体、细化的技术要求。本报告系统梳理了该修正案的立项背景、技术演进脉络、核心修订内容及其行业影响。报告指出，该修正案有效回应了车载多天线协同工作、复杂电磁环境以及新型车辆结构对SAR评估精度提出的挑战，通过细化FDTD建模的网格剖分策略、边界条件设置和收敛判据等关键技术要求，显著提升了车载天线SAR评估的一致性与可重复性。该标准的实施将为全球车载无线设备电磁辐射合规评估提供统一的技术依据，对促进智能网联汽车产业健康发展具有重要的支撑作用。关键词：比吸收率；时域有限差分；车载天线；电磁暴露；IEC/IEEE62704；无线通信设备Keywords:SpecificAbsorptionRate(SAR);FiniteDifferenceTimeDomain(FDTD);VehicleMountedAntennas;ElectromagneticExposure;IEC/IEEE62704;WirelessCommunicationsDevices1引言1.1立项背景近年来，随着第五代（5G）及未来第六代（6G）移动通信技术的快速商用化部署，车载无线通信系统已从单一的广播接收功能演变为涵盖蜂窝通信、车对车（V2V）、车对基础设施（V2I）、卫星导航、蓝牙及Wi-Fi等多种制式在内的综合通信平台。据国际电信联盟（ITU）预测，到2030年，全球联网车辆数量将超过15亿辆，每辆智能网联汽车搭载的无线发射天线数量平均可达10至20副。这一发展趋势使得车辆乘员（包括驾驶员和乘客）在日常生活场景中长期暴露于车载天线所产生的电磁场环境中，其人体电磁暴露安全性评估已成为公众健康和行业监管的双重关注焦点。比吸收率（SpecificAbsorptionRate,SAR）作为表征人体组织吸收电磁能量速率的核心剂量学参数，是国际社会广泛采用的人体电磁暴露安全评价指标。国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）和IEEE国际电磁安全委员会分别在ICNIRP（2020）导则和IEEEStd1528™标准中规定了人体电磁暴露的基本限值，其中头部和躯干的局部SAR限值通常设定为2W/kg（取10g平均质量）。为满足上述限值的合规性评估需求，精确可靠的SAR测定方法显得尤为重要。1.2标准演进脉络2025年9月15日，IEC正式发布IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025修正案。该修正案历经工作组多轮技术论证、国际范围征求意见和最终投票表决等严格程序，凝聚了来自全球电磁兼容、计算电磁学和生物电磁学领域专家的集体智慧，标志着车载天线SAR评估技术进入了新的发展阶段。2标准立项必要性分析2.1技术发展的迫切需求当前车载天线SAR评估面临的首要技术挑战源于天线系统的复杂化。现代车辆上安装的多输入多输出（MIMO）天线系统、自适应波束赋形天线和共形天线阵列在工作频率、辐射方向图和功率动态范围等方面呈现出与传统简单单极子或偶极子天线截然不同的特性。特别是5GNR频段（如n77/n78/n79，即3.3-4.2GHz及4.4-5.0GHz频段）的引入，使得工作频率接近人体组织电磁参数色散特性变化剧烈的区域，给FDTD建模的材料参数设定带来了新挑战。此外，车辆结构本身对天线辐射特性的影响不可忽视。现代车辆大量使用金属车身、镀膜玻璃、碳纤维复合材料等具有复杂电磁特性的材料，这些结构部件与天线之间的电磁耦合效应会显著改变近场分布特征，进而影响人体内的SAR分布模式。原标准中基于简化车辆模型的建模方法已难以满足当前工程实际中对评估精度的要求。2.2行业监管与国际协调需求从国际监管视角来看，各国对车载无线设备电磁暴露的监管要求存在差异。欧盟在RED指令（2014/53/EU）框架下要求无线设备满足电磁场暴露基本限值；美国联邦通信委员会（FCC）依据47CFRPart2.1093对便携式和车载设备的RF暴露进行评估；中国则依据《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）和《移动通信终端空间比吸收率（SAR）测量要求》（GB21288-2022）实施监管。标准体系的协调统一对于消除技术性贸易壁垒、促进全球汽车产业健康发展具有重要的现实意义。IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025修正案的发布，通过细化和完善FDTD建模技术要求，为各国监管机构提供了统一的SAR评估方法论基础，有助于推动全球范围内车载无线设备电磁暴露评价结果的可比性和互认性。3标准核心技术内容分析3.1修订的主要技术要点IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025修正案在保持原标准总体框架的基础上，围绕以下几个关键技术维度进行了系统性修订与完善：第一，FDTD建模网格剖分策略的优化。修正案对车载天线近场区域的网格剖分提出了更为精细的要求，明确规定了天线馈电点附近、天线辐射体表面及人体体表区域的最小网格尺寸和最大网格长宽比。特别是在30MHz至6GHz全频段范围内，修正案引入了基于频率自适应的网格剖分准则，要求在每个频点对应的最小波长内至少划分10个网格单元，确保数值色散误差控制在可接受范围内。第二，吸收边界条件与截断策略的细化。针对车载天线场景中开放空间辐射问题的建模需求，修正案对完美匹配层（PML）的设置提出了一系列技术规定，包括PML层数、反射系数目标值以及PML与散射体之间的最小间距等。同时，修正案还补充了针对车辆底部地面反射效应的处理方式，规定了地面建模的介电参数推荐值和粗糙度处理方案。第三，人体模型与组织电磁参数的更新。修正案采用了最新版的人体解剖学模型库（如IT‘ISFoundation的VirtualPopulation系列），并对30MHz至6GHz频段内各主要组织（如皮肤、脂肪、肌肉、骨骼、脑组织等）的介电常数和电导率参数进行了校核更新，确保与测量数据的最佳拟合。特别是在5G新频段下，修正案补充了原先缺失的频点数据。第四，后处理与SAR计算方法的统一。修正案对空间平均SAR的计算方法进行了精细化调整，明确了10g立方体平均质量的具体实施步骤，包括质量平均算法、边界体素处理规则以及对非连续组织界面的处理方法。此外，修正案还引入了不确定度评估的扩展指南，要求最终评估报告中必须包含完整的测量不确定度预算。3.2与其他标准的关系IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025与IEC/IEEE62704系列其他部分保持高度协调。其中，与第1部分（通用要求）构成“总-分”关系，本修正案中的具体技术要求不违背第1部分的总体框架；与第3部分（天线近场扫描测量方法）形成“仿真-测量”互补验证关系，为车载天线SAR的测量法提供了交叉验证的数值基准。此外，该修正案在技术内容上与IEEEStd1528™（手持无线设备SAR评估）、IEC62209-1/-2（SAR测量方法）、ICNIRP(2020)导则以及ITU-TK.52建议书等国际文件保持术语体系一致性，在暴露限值引用方面严格遵循ICNIRP2020导则和IEEEC95.1-2019标准的相关规定。4标准实施预期影响4.1对行业技术发展的促进作用IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025修正案的发布实施，将深刻影响车载无线通信设备和整车制造行业的技术研发流程。首先，该修正案为FDTD仿真工具的验证与确认提供了明确的技术基准，鼓励仿真软件开发商针对标准中规定的验证算例进行系统测试，从而提升商业电磁仿真软件在车载天线SAR评估中的可靠性和可信度。其次，修正案中对复杂车载天线系统协同评估的要求将推动整车企业建立更高精度的全车电磁暴露仿真平台，将SAR评估前移至概念设计阶段，降低后期设计变更成本。4.2对测试认证体系的影响在第三方检测认证领域，该修正案的发布将促使实验室同步更新其SAR评估能力。具体而言，实验室需要针对新的FDTD建模要求进行软件工具升级、计算平台扩容以及人员技能培训。与此同时，由于修正案对仿真不确定度评估提出了更高要求，实验室的质控体系和质量手册也需相应调整。在中国市场，中国合格评定国家认可委员会（CNAS）和中国计量认证（CMA）体系下的电磁兼容和SAR检测实验室将面临新一轮的能力确认和标准变更备案工作。4.3对标准化工作的贡献从国际标准化工作视角来看，该修正案的成功发布是IEC和IEEE两大国际标准化组织在电磁安全领域持续深化合作的重要成果。其技术路线和修订经验将直接为IEC/IEEE62704系列中其他部分的修订（如第1部分通用要求的修订和第3部分的更新）提供有价值的参考范式。同时，该修正案中关于5G频段SAR评估的技术方案，也为未来6G频段（如7-24GHz）相关SAR标准的制定提供了方法论基础。5主要参与单位介绍5.1标准制定机构概览本修正案由IEC下设的TC106（人体电磁暴露评估方法技术委员会）与IEEE标准协会相关工作组联合制定。IECTC106的秘书处由法国AFNOR承担，其工作范围涵盖频率范围从0Hz至300GHz的人体电磁场暴露评估方法。该技术委员会汇聚了来自全球约30个参与成员国和20余个观察成员国的技术专家，设有多个工作组分别负责人体模型、测量方法、计算方法等不同技术方向的标准制定工作。5.2重点参与单位——瑞士IT’IS基金会在IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025修正案的制定过程中，瑞士IT‘IS基金会（FoundationforResearchonInformationTechnologiesinSociety）发挥了不可替代的核心技术支撑作用。该机构位于苏黎世联邦理工学院（ETHZurich）创新园区，是国际生物电磁学研究领域的权威机构之一。IT’IS基金会长期致力于计算电磁学、人体电磁剂量学和实验生物电磁学研究，其拥有的VirtualPopulation（ViP）高精度人体解剖学模型库目前包含超过300个器官和组织的高分辨率三维模型，模型精度可达0.5mm体素分辨率，代表了当前国际人体数值模型领域的最高水平。在本次修正案制定过程中，IT‘IS基金会主要负责以下关键工作：一是提供并验证了最新版人体组织电磁参数数据库（并覆盖30MHz至6GHz全频段）、为修正案中人体的头部、躯干和四肢组织介电特性参数提供数据支撑；二是设计了FDTD建模验证基准案例集（包含车载天线近场暴露的典型测试场景）、为不同软件工具间的交叉比对提供了统一的参照基准；三是参与了不确定度评估方法框架的制定工作；四是主导了修正案中关于人体模型选择和应用的技术论述、为标准的科学性提供了权威依据。此外，德国联邦辐射防护署（BfS）、美国FoodandDrugAdministration（FDA）下属的器械与放射健康中心（CDRH）、日本国立信息与通信技术研究所（NICT）以及中国信息通信研究院（CAICT）等机构也在标准制定过程中贡献了各自的领域专长。中国信息通信研究院作为IECTC106的积极参与方，在车载天线SAR评估的本土化应用验证和测试方法对比研究方面提供了重要的中国场景数据。6结论与展望IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025修正案的正式发布，是国际电磁暴露标准化领域的一项具有里程碑意义的技术成果。该修正案立足车载无线通信技术发展的最前沿，以科学严谨的态度对FDTD建模方法进行了全方位的技术升级，有效回应了30MHz至6GHz频段内车载复杂天线系统SAR评估面临的新挑战。其发布不仅填补了现有标准在车载多天线协同评估、复杂车辆环境建模及5G新频段SAR评估等方面的技术空白，而且为全球范围内车载无线设备电磁辐射合规评估构建了更为科学、统一的技术框架。从更宏观的视角来看，本修正案所确立的技术方法论和评估框架将对未来标准化工作产生深远影响。一方面，其关于FDTD建模验证与不确定度评估的系统方法论将直接惠及IEC/IEEE62704系列其他部分的同步修订；另一方面，随着6G通信技术研发的加速和太赫兹频段的逐步开发，车载场景下人体电磁暴露评估将面临更高频率、更大带宽和更复杂调制方式的新挑战，本修正案所积累的技术经验和标准制定范式将为此提供重要参考。与此同时，人工智能等新兴技术在电磁仿真领域的应用也将为下一代SAR评估标准的制定开辟新的技术路径。可以预见，随着智能网联汽车产业的持续演进和全球电磁暴露安全监管体系的不断完善，IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025修正案所倡导的科学化、规范化和国际化的SAR评估理念将在实践中得到更广泛的推广和应用，为保障公众电磁健康安全、促进无线通信技术与汽车产业的融合发展发挥日益重要的作用。参考文献[1]IEC/IEEE62704-2:2017/AMD1:2025,Amendment1-Determiningthepeakspatial-averagespecificabsorptionrate(SAR)inthehumanbodyfromwirelesscommunicationsdevices,30MHzto6GHz–Part2:Specificrequirementsforfinitedifferencetimedomain(FDTD)modellingofexposurefromvehiclemountedantennas[S].Geneva:IEC,2025.[2]IEC/IEEE62704-1:2017,Determiningthepeakspatial-averagespecificabsorptionrate(SAR)inthehumanbodyfromwirelesscommunicationsdevices,30MHzto6GHz–Part1:Generalrequirementsforusingthefinite-differencetime-domain(FDTD)methodforSARcalculation[S].Geneva:IEC,2017.[3]ICNIRP.Guidelinesforlimitingexposuretoelectromagneticfields(100kHzto300GHz)[J].HealthPhysics,2020,118(5):483-524.[4]IEEEStd15