移動通信基站電磁輻射評估及防護研究

王麗平

（山西省核與輻射安全中心，太原 030001）

0 引言

現階段為了保證通信信號的全面覆蓋，移動通信基站建設的密集程度越來越高，在人口民密集的區域，移動通信基站只能建立在高層天臺，或是在離地面較近的區域建立小型移動通信基站。在此背景下，移動通信基站所產生的電磁輻射給周邊居民帶來的影響，已經越廣大人民群眾的重點關注，也因此有關于電磁輻射的糾紛投訴常常發生，移動通信運營商在進行基站選址以及建設過程中所面臨的的壓力也越來越大。

1 移動通信系統

移動通信系統主要是由“移動臺”、“基站”、“移動交換中心”以及“中繼線”這四個方面組成。通信成立的前提下是需要通話一方始終處于移動通信收發狀態下，移動通信系統負責電磁波的轉播，繼而實現雙方通話。

2 電磁輻射

2.1 內涵

電磁輻射主要是指能量以電磁波的形式在空間內進行傳播，也因此電磁輻射亦被稱為電子煙霧。移動信號的傳播為人們的情感傳遞以及時代發展帶來極大的便利，但移動信號傳播過程中產生的電磁輻射也會對周邊環境以及周邊居民的身心健康發展帶來影響。

2.2 危害

（1）非熱效應。電磁輻射產生的電磁污染會打破人類機體內器官與器官之間的平衡關系，同時電磁輻射也會致使人類器官受到輻射損傷，殺死機體內細胞降低人類的機體免疫力。

（2）熱效應。機體內的主要組成部分就是水分，人體內的水分子一旦受到電磁輻射后，水分子的溫度會相應增高，溫度增高至一定條件下，將對機體內的蛋白質以及DNA結構造成影響，甚至還會激發人體內的細胞出現變異情況。

（3）累積效應。為了滿足時代發展的而需求，移動通信技術會不斷的改革創新，移動通信基站建設數量也會隨之增加，對于周邊居民的電磁輻射程度也會不斷積累，處于長期輻射累積的環境下，人類的身體健康必定會出現不同的程度的損傷。

3 移動通信基站電磁輻射管理要求

（1）基站電磁輻射的豁免規定。等效輻射功率大于100W的通信基站，可對對其實行豁免管理規定，即不需要辦理備案、檢測和公示等手續工作。

（2）新建基站輻射達標評價管理。現如今對新建基站輻射達標情況的評價管理，僅需要對單個項目是否存在超標情況進行評價即可，不需要對整體環境進行再次評價。由于基站內產生的電磁輻射水平要遠遠低于廣播以及電視此類大功率發射源所產生的的電磁輻射水平，因此對于電磁輻射超標地區的影響程度較小。多數區域在進行基站建設前環境內的電磁輻射已經超標，或是預留小的環境余量極小，雖然從環境保護管理角度來看，不能在該區域建立新的基站，但是該區域也有著移動通信需求，在互聯網時代下這種移動通信需求是必須存在的，因此僅需根據新建基站的單個項目的限制要求進行考核。

4 影響基站電磁輻射的因素

4.1 網絡制式

基站類型存在著不同因此基站所應用的網絡制式也存在著極大的差異性，也因此通信技術也存在差異性，也正是因為這些差異性將會對基站電磁輻射造成影響。

（1）2G系統基站。該基站應用的網絡制式大多是電路交換技術以及時分多址技術，其中由天線發射出的電磁波能力相對較小，也因此電磁輻射也相對較低。

（2）FDD-LTE系統基站。該系統基站應用的CDMA技術在極寒的功率控制中有著較為顯著的應用效果，對于內部干擾因素能夠有效控制，也因此基站實際發射的功率也存在變動性，可利用通信質量以及通信容量可對基站發射功率進行確定，也因此FDD-LTE系統基站常常建設于覆蓋良好以及容量充足的區域。

4.2 基站技術參數

（1）天線發射功率。天線的發射功率對于基站的電磁輻射水平會產生的一定影響，而影響天線發射功率的重要影響因素就是無線設備標稱功率，而系統損耗程度以及天線增益情況等多種因素也都會對天線發射功率造成影響。

（2）天線方向圖。利用天線水平方向與天線垂直方向能夠確定基站電磁輻射的安全防護范圍，同時也可以利用函數對基站電磁輻射的預期輻射值進行確定。

5 移動通信基站電磁輻射的評估

5.1 等效全向輻射功率

等效全向輻射功率中的P是指輸入天線的“發射功率”，G是指發射天線的“絕對增益（倍數）”，而G是指“相對天線增益（dBi）”。其主要是指無線電發射機的天線功率與固定方向天線絕對值增益的乘積，即：

5.2 基站電磁輻射場區劃分

移動通信基站周邊的空間電磁場可根據特性的不同分為感應場、輻射近場以及輻射原場，而這個三個區域的劃分是根據不同天線的距離來規劃，三個不同區域電磁場特性是存在著極大的差異。由于輻射近場的電磁場強度要高于輻射遠場的電磁場強度，因此管理人員需要加強對輻射近場電磁場輻射的防護力度，避免基站天線假設過程中，需要避免輻射近場位于人類常常活動的區域。對于輻射遠場，管理人員需要根據天線基站的運行參數確定安全防護近距離，避免在輻射遠場區域內有居民生產生活的開展。

圖1 三個不同區域的電磁場劃分

（1）感應場。感應場的位置是三個電磁波輻射場區中離天線距離最近的區域，在聯通通信移動基站中感應近場的距離范圍在1m左右，在該區域內電磁場的能量是震蕩式的，但并不具備電磁輻射，電場強度以及磁場強度極高，但由于普通群眾并不會到達該區域，因此并不需要考慮該區域的防護。

（2）輻射近場。輻射近場的位置如圖1所示，由于該區域位于其他電磁波輻射場區的中間位置，因此該區域的電磁磁場變化形式極為復雜，管理人員難以有效計算出電磁磁場的變化規律。輻射近場的電磁場強度要高于輻射源場區，最高值的電磁場強度在距離天線的一定范圍之內，以A形出現。

（3）輻射遠場。輻射遠場是天線的實際使用電磁場區域，起始邊界線限定為： 。該區域內的電磁場的強度與距離天線范圍是反比例關系。

6 移動通信基站電磁輻射的防護

6.1 風險管控流程

為了保證移動通信基站在建設運行過程中不會出現電磁輻射超標的問題，有效管理運行風險，管理人員在基站建設過程中需要按照圖2進行管理。

6.2 防護措施

（1）源頭防護。第一，從基站功率發射出發，在基站系統中納入動態功率調整功能，在滿足信號覆蓋標準的基礎上，最大限度的降低基站的發射功率，最大化的實現輻射防護原則。第二，在施工技術以及施工成本充足的前提下，保證移動通信的通信效率以及通信質量的同時最大限度的加高天線，降低天線基站對于周邊群眾的身心健康影響。

（2）距離防護。有效防止人民群眾被電磁輻射所影響的防護措施就是讓人民群眾遠離移動通信基站，人民群眾離天線基站越遠，受到的電磁輻射水平越低，造成的影響傷害也就越低。為此需要避免移動通信基站的電磁安全防護區域內并未有常住居民。

圖2 基站電磁輻射風險管控流程圖

（3）選址防護。天線基站建設在樓頂上時，樓內的居民以及周邊的低矮建筑居民的身心健康是不會受到影響，但天線基站正對較近的高于天線高度的大型建筑時，該區域極易出現電磁輻射超標問題，因此在天線基站建設選址過程中需要盡可能避免天線主瓣方向在高層建筑周邊。

7 結束語

總而言之，移動通信基站作為互聯網時代下人與人交流以及群眾獲取信息的主要傳輸設備，移動通信基站建設的覆蓋面積，對于城市經濟經濟發展以及對人們日常生活所帶著的影響有著極為重要的價值。為此，需要在移動通信基站建設過程中采取有效措施加大對電磁輻射的評估力度以及防護力度，在確保移動通信基站覆蓋范圍的同時還要最大限度的降低電磁輻射對周邊群眾機體造成的傷害，此外還要加大對電磁輻射影響程度的正面宣傳力度，保證移動通信基站的有效建設。