淺析5G移動通信基站的電磁輻射環境影響

濰坊市知識產權保護中心 山東 濰坊 261100

引言

信息時代給人們的生活帶來了巨大的變革，全國5G網絡的建設推動了遠程醫療、工業控制、遠程駕駛、智慧城市、智慧家居等應用的普及，單說手機，已經能給生活帶來巨大的快捷和便捷，5G電信終端設備應用場景不僅指語音通話、短信收發、數據傳輸、視頻交互、游戲娛樂，還包括虛擬購物、智慧醫療、工業應用和車聯網場景等。因此，廣大用戶對信息時代網絡質量和速度的要求也不斷提高，移動通信基站必須提供更加全面和穩定的信號覆蓋滿足用戶需求。看著城市里布滿了通信天線和信號發射器，加上個別偏激的報道，人們對電磁輻射妄加揣測，信號發射天線架設在樓頂，實際并未投入運行，都有可能屢屢遭到投訴，周邊居民反映頭疼頭暈，甚至疾病纏身[1]。許多人的想法一直存在這樣一個誤區，認為基站數量越多，輻射強度越大，進而產生了一種矛盾的心理：一方面手機用戶希望移動通信基站越多，才能保證自己隨時隨地優質的網絡質量；另一方面又對基站的電磁輻射過分敏感，擔心影響健康。

1 基站電磁輻射標準

1.1 基站電磁輻射定義

電磁輻射是一種物理現象，是能量以電磁波形式由源發射到空間的現象，是變化的電場和變化的磁場相互作用形成的一種能量流的傳播。電磁輻射源從來源可分兩類，即天然電磁輻射源和人工電磁輻射源。

天然的電磁輻射源主要有太陽系和星際電磁輻射（包括宇宙射線）、紫外線、可見光、紅外線、地磁場、地球和大氣層電磁場等。天然電磁輻射較人工電磁設施產生的電磁輻射要小幾個數量級。人工電磁設施一般可分為廣播電視發射設施、通訊雷達及導航發射設施、高壓輸變電設施、交通系統和工、科、醫用電磁設施等，

1.2 基站電磁輻射檢測方法及標準

（1）基站電磁輻射監測方法

環境電磁場監測需要對監控點進行選擇，需要考慮如下幾個因素：

氣候條件：天氣晴朗（雨、無雪、無霧），溫度適宜（溫度0～40℃），應滿足行業標準和儀器標準中的規定使用條件；

環境條件：測試地點周圍應盡量空曠無遮擋，尤其注意高大建筑、樹木，降低地形、地物引起的不利影響；

用電設備：遠離金屬結構及高壓線等高功率用電設備，避免對電磁輻射測試結果造成影響；

測試時間：選擇在電磁設備或設施正常工作時間進行測量，讀取穩定狀態的最大值；

敏感目標：有公眾居住、工作或學習的建筑物（住宅、學校、醫院、辦公樓和工廠）等電磁輻射環境監測需重點關注；

監測范圍：以待測試基站的天線垂直投影點為圓心，監測范圍包括 r=50m(r 為底面半徑 ) 的圓柱空間在內的敏感目標；

監測設備：使用滿足待測電磁場要求的監測儀器，選擇在電磁設備或設施正常工作時間，對所監測的移動通信基站的選定發射頻率進行監測；

監測要求：對所監測的移動通信基站的選定發射頻率進行監測連續監測5次，每次不少于15秒，并讀取穩定狀態下的最大值，最后對每個監測點的監測數據進行記錄。

（2）基站電磁輻射標準[2-3]

為了保護環境，防止電磁污染，降低對人體健康的影響，我國最早發布的電磁輻射相關規定為《電磁輻射防護規定》（GB8702-88）（1988年），2014年根據電磁環境基礎研究的新進展和我國電磁環境特征的變化，同時為了適應經濟建設發展的需求，替換發布了《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）。《電磁環境控制限值》在對原標準進行修訂的基礎上，補充規定了1Hz～300GHz頻率范圍內電磁環境控制限制。新標準于2015年1月1日起實施。根據《電磁環境控制限值》提出為控制公眾暴露在電磁場、磁場、電場所受的影響，提出了公眾暴露環境中磁場、磁場、電場場量參數要求。

2 5G基站電磁輻射影響

2.1 站間距對電磁輻射的影響

5G基站由于采用更高的頻率，意味著高穿損和高密站距。就目前國內5G建設情況來說，普通的宏基站建設主要選用現有站址進行共址建設，4G與5G站間距并無明顯差別[4]。后期隨著5G立體式網絡架構的部署，更多的微站設備的普及，站間距將進一步縮小，相對基站的輸出功率也會下降。所以雖然站間距對輻射的影響很大，但是對比目前的4G網絡環境，并沒有太大的差距。

2.2 波束賦形對天線輻射的影響

5G技術中最主要的一個空口技術就是大陣列天線的波束賦形技術，即Massive MIMO。5G采用的64TR射頻設備是 Massive MIMO的硬件基礎，基于波的疊加和干涉特性形成64個原子窄波束，并通過智能天線控制波束的功率和方向[5]。

3 結束語

5G具備強大的網絡能力，在技術標準中，5G的頻段遠高于2G、3G和4G網絡，從覆蓋范圍上來看，基站覆蓋范圍越小，電磁輻射越弱，5G時代的微型基站覆蓋范圍比4G小，輻射也減小。而且，基站覆蓋越密，手機信號接收才越好，每個基站發射功率更低，用戶受到的電磁輻射反而會越小。所以，隨著通信基站越來越多，信號更好，輻射也更小，完全不必擔心影響健康。