4G移動(dòng)通信基站周圍電磁環(huán)境的評(píng)估與測(cè)試

蔣超 肖聲 吳建平

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4G移動(dòng)通信基站周圍電磁環(huán)境的評(píng)估與測(cè)試

蔣超1肖聲2吳建平1

1.重慶市輻射技術(shù)服務(wù)中心有限公司，重慶 401121 2.重慶市環(huán)境工程評(píng)估中心，重慶 401121

通過對(duì)重慶市典型4G移動(dòng)基站電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)，分析了其在水平和垂直部分電磁環(huán)境的衰減規(guī)律，明確了4G單基站水平方向上電磁輻射19 m以外滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，垂直方向上3 m以外滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

4G移動(dòng)通信基站；電磁輻射；電磁環(huán)境；移動(dòng)通信

引言

隨著科技的發(fā)展，手機(jī)逐漸成為現(xiàn)代生活的必需品。移動(dòng)通信已成為人們最常用的通信方式。目前我國已擁有全世界最大的移動(dòng)通信人群，移動(dòng)通信已經(jīng)滲透到人們的生活和工作中，成為人們生活和工作中必不可少的一部分。然而，關(guān)于公共手機(jī)基站電磁輻射問題的報(bào)道也逐漸增多。電磁輻射逐漸成為一個(gè)重要的環(huán)境問題，引起了人們的廣泛關(guān)注。由于多數(shù)市民對(duì)移動(dòng)基站電磁輻射知識(shí)缺乏了解，談“輻射”色變，存在較嚴(yán)重的恐懼心理，對(duì)城市移動(dòng)通信設(shè)施建設(shè)存在較嚴(yán)重的抵觸情緒。

隨著4G牌照的發(fā)放，重慶市新一輪4G基站的建設(shè)目前已基本完成。本文通過對(duì)重慶市典型4G基站周圍電磁輻射水平隨距離的衰減規(guī)律進(jìn)行實(shí)測(cè)和理論預(yù)測(cè)，分析了4G單基站周圍電磁環(huán)境分布情況以及達(dá)標(biāo)距離。

1 電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)

目前，重慶市所有主要運(yùn)營商都已建立了大量的移動(dòng)通信基站。如果對(duì)基站的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)不合理，不考慮基站衰減的情況，就極有可能引起局部區(qū)域的電磁輻射污染，即超過國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)限值。數(shù)字移動(dòng)通信基站發(fā)射頻率屬于（GB 8702—2014）中30～3000MHz頻段范圍，其標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況見表1。

2 典型4G移動(dòng)通信基站周圍電磁環(huán)境實(shí)測(cè)

2.1 監(jiān)測(cè)方法及監(jiān)測(cè)儀器

本次監(jiān)測(cè)方法執(zhí)行《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》（HJ/T 10.2—1996）和《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》（試行）（環(huán)發(fā)[2007]114號(hào)）等法定技術(shù)規(guī)范。

表1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值

表2 監(jiān)測(cè)基站基本情況表

本次監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，采用德國Narda公司生產(chǎn)的非選頻式寬帶輻射測(cè)量儀，電磁輻射分析儀類型為NBM550；測(cè)量儀器工作性能滿足待測(cè)場要求，儀器應(yīng)定期校準(zhǔn)。

2.2 監(jiān)測(cè)對(duì)象

本次分別選擇單獨(dú)建設(shè)的移動(dòng)公司兩江新區(qū)龍安路電桿-HLH基站（以下簡稱“移動(dòng)4G”）、聯(lián)通公司北新白馬新村后山LTE基站（以下簡稱“聯(lián)通4G”）、電信公司渝北康莊美地輕軌站FRRU基站（以下簡稱“電信4G”）作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，對(duì)基站周圍電磁環(huán)境進(jìn)行了測(cè)量，得到了電場強(qiáng)度、等效平面波功率密度以及磁場強(qiáng)度隨著水平距離、垂直距離增加的變化曲線。選擇測(cè)量的3個(gè)4G基站的基本情況見表2。

2.3典型4G基站電磁輻射強(qiáng)度隨水平距離衰減規(guī)律理論預(yù)測(cè)

目前在近場區(qū)，沒有明確的理論預(yù)測(cè)方法。在遠(yuǎn)區(qū)場，電場強(qiáng)度E與功率密度S的大小有確定的比例關(guān)系，即E2=（377S）（E單位為V/m，S單位為W/m2）。遠(yuǎn)場區(qū)的等效平面波功率密度由下式計(jì)算：

2.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與分析

為了驗(yàn)證基站電磁輻射強(qiáng)度與距離的關(guān)系，對(duì)我市主城區(qū)典型4G基站在正常工作狀態(tài)下進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)段為2017年3月2日10：00—20：00。試驗(yàn)期間天氣晴朗，環(huán)境溫度為14～19?℃，相對(duì)濕度為45%～56%，風(fēng)速為0.0～0.7?m/s。

2.4.1 天線主射方向衰減規(guī)律

針對(duì)移動(dòng)通信基站輻射的特性，選擇對(duì)天線最大輻射方向進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。在天線主射方向上，每隔1?m監(jiān)測(cè)一個(gè)數(shù)據(jù)，直至達(dá)到背景水平[4]。在水平方向上4G單基站電磁輻射對(duì)環(huán)境貢獻(xiàn)值見圖1。

由圖1數(shù)據(jù)變化曲線可以直觀地反映出：在近場區(qū)，電場強(qiáng)度、功率密度和磁場強(qiáng)度之間沒有確定的比例關(guān)系，且波動(dòng)較大。近區(qū)場衰減快于距離場。在遠(yuǎn)場區(qū)，電場強(qiáng)度（功率密度）隨距離增大而減小。功率密度隨距離增大而衰減的速度更快，與理論預(yù)言相符[3]。對(duì)4G單基站而言，電磁輻射19?m以外滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4.2天線垂直方向衰減規(guī)律

在垂直方向上，我們選擇了基站電磁輻射強(qiáng)度隨垂直距離變化選擇了兩個(gè)斷面，均垂直于天線主射方向，其中一個(gè)斷面距天線面板水平距離為1?m處，另一個(gè)斷面距天線面板水平距離為近場區(qū)分界點(diǎn)處。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)與水平距離為近遠(yuǎn)場區(qū)分界線處時(shí)（其中聯(lián)通4G、移動(dòng)4G、電信4G基站近場區(qū)距離分別為7.9?m、8.6?m、18.8?m）。

電場強(qiáng)度、功率密度和磁場強(qiáng)度隨垂直距離的增大而顯著減小，特別是在快速下降的區(qū)域內(nèi)，衰減速度的功率密度比電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度衰減快。對(duì)4G單基站而言，電磁輻射垂直距離3?m以外滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論

對(duì)重慶市主城區(qū)典型移動(dòng)通信基站電磁環(huán)境進(jìn)行了監(jiān)測(cè)與分析，我市4G移動(dòng)通信基站周圍電磁輻射情況有如下規(guī)律：電場強(qiáng)度、功率密度、磁場強(qiáng)度三者之間沒有確定的比例關(guān)系，且波動(dòng)較大；近區(qū)場要比遠(yuǎn)區(qū)場隨距離衰減得快。在遠(yuǎn)場區(qū)，場強(qiáng)（功率密度）隨距離增大而減少。功率密度隨距離增大而衰減的速度更快，與理論預(yù)言相符。對(duì)4G單基站而言，電磁輻射19?m以外滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，垂直達(dá)標(biāo)3?m以外滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

[1]電磁環(huán)境控制限值：GB 8702—2014[S].

[2]輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法：HJ/T 10.2—1996[S].

[3]移動(dòng)通信基站建設(shè)項(xiàng)目電磁環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則：DB11/T 784—2011[S].

[4]王綱，王玲. 成都地區(qū)移動(dòng)通信基站電磁輻射影響與水平[J]. 四川環(huán)境，2014，33（2）：73-77.

Evaluation and Test of Electromagnetic Environment Around 4G Mobile Communication Base Station

Jiang Chao1Xiao Sheng2Wu Jianping1

1. Chongqing Radiation Technology Service Center Co., Ltd., Chongqing 401121 2. Chongqing Environmental Engineering Assessment Center, Chongqing 401121

By monitoring the electromagnetic environment of a typical 4G mobile base station in Chongqing, the attenuation laws of the electromagnetic environment in the horizontal and vertical sections are analyzed. It is clear that the 4G single base station meets the requirements of national standards beyond 19 meters of electromagnetic radiation in the horizontal direction, and meets the requirements of national standards beyond 3 meters in the vertical direction.

4G mobile communication base station; electromagnetic radiation; electromagnetic environment; mobile communication

X820.3；TN929.53

A

重慶市主城移動(dòng)通信基站電磁環(huán)境調(diào)查（渝財(cái)建[2016]415號(hào)）。

蔣超（1982—），男，重慶人，工程師，碩士研究生，主要從事輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。