移動基站電磁輻射對環(huán)境影響的建模仿真及分析研究

【摘要】本文利用電磁波傳播理論以及《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射環(huán)境影響評價方法與標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T 10.3———1996），建立了兩個移動基站電磁輻射模型，以基站天線發(fā)射功率20w為例，分別計算出了符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)的安全距離。將兩個計算結(jié)果對比分析，我們得到當(dāng)基站與測量點距離大于14.63m時，電磁輻射值符合《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175———88）。根據(jù)理論模型作成專用于計算移動基站電磁輻射的軟件，便于基站建設(shè)者使用。同時，依照理論數(shù)據(jù)對移動基站電磁輻射對傳播環(huán)境的影響進(jìn)行了分析，并給出一些建議。

【關(guān)鍵詞】移動基站環(huán)境安全電磁輻射模型軟件仿真

一、引言

隨著通信需求量的增加，為保證整個網(wǎng)絡(luò)的信號覆蓋和通信質(zhì)量，興建了大量的基站，這同時增加了環(huán)境中電磁輻射水平，引起了社會對電磁輻射對公眾健康的影響的廣泛關(guān)注。因此，探究基站電磁輻射對環(huán)境及公眾健康的影響意義重大。對于處于不同的地形地貌、環(huán)境、地區(qū)等的不同類型的基站天線，電磁輻射也各不相同，實地測量費時費力，需要對于具體移動通信基站天線輻射的電磁場值的大小和分布情況，才能研究電磁污染程度，從而確定通信基站選址是否合適。本文從理論數(shù)值計算方面分析和研究，模擬基站天線電磁輻射過程。實用軟件進(jìn)行仿真，節(jié)省更多的人力，物力，財力。更高效，合理，全面的建立基站。此模型的建立與推廣應(yīng)用對通信基站的輻射環(huán)境管理，設(shè)計建設(shè)，環(huán)境影響預(yù)測和評估具有重要指導(dǎo)意義，對誠城市可持續(xù)發(fā)展，城市電磁輻射環(huán)境規(guī)劃和保護(hù)具有現(xiàn)實意義和深刻影響。

二、國家頒布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

國家環(huán)境保護(hù)局、衛(wèi)生部頒發(fā)了《公眾照射導(dǎo)出限值》（GB8702-88）與《環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度分級標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175-88）兩個主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并頒布了《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》、《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》兩項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1997年3月，又發(fā)布國家環(huán)境保護(hù)18號令及《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》等。

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)“電磁輻射防護(hù)規(guī)定”（GB8702-88）規(guī)定：在一天24小時內(nèi)，電磁輻射場量在任意連續(xù)6 min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足（30～3000MHz）：

職業(yè)照射≤2W/m2=200滋w/cm2

公眾照射≤0.4W/m2=40滋w/cm2

三、模型建立

3.1電磁輻射模型一：理論預(yù)測模型

自由空間是指一種理想、均勻的、各項同性的介質(zhì)空間，當(dāng)電磁波在該介質(zhì)中傳播時，不發(fā)生反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象，只存在電磁波能量擴(kuò)散而引起的傳播損耗。

電磁波在自由空間中的傳播損耗公式為：

Ls=32.45+20lgr（Km）+20lgf（MHz）

式中：Ls———電磁波在自由空間的損耗；r———天線軸向與被測點的直線距離；f———電磁波的頻率；

測試點實際接收的電磁波接受功率為：

從表四的預(yù)測結(jié)果中看出，當(dāng)遠(yuǎn)場軸向距離為14.63m時，符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)，功率密度已下降到0.08W/m2以下。

兩個模型得到的安全距離大致吻合，也就是說，當(dāng)場點距離大于14.63m以后，都符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)，移動基站的電磁輻射不會對環(huán)境造成危害。

四、軟件仿真

在實際操作中，模型的計算比較繁瑣，而將理論模型導(dǎo)入軟件，制出專門分析移動基站電磁輻射的軟件，便于我們對移動基站的選址、估算。

我們利用VC++中MFC應(yīng)用程序框架制作軟件進(jìn)行仿真，將上述兩個模型導(dǎo)入軟件中，系統(tǒng)自動計算，只有當(dāng)兩個模型的求解值都滿足國家一級標(biāo)準(zhǔn)時才輸出可以建立基站。

在圖3中輸入相應(yīng)參數(shù)。

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