時間：2023-10-13 09:42:01
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【關鍵詞】 電磁輻射 移動通信基站 環境評價 監測
電磁輻射在人們生活中不可避免，它是由空間共同移送的電能和磁能量組成的，由電荷的移動產生的能量，而移動通信正是依賴電磁輻射來實現傳播的。新疆地區地域遼闊，隨著新疆地區經濟的快速發展，對移動通信的質量要求也越來越高，這勢必會導致移動基站的大量建設。為了確定新疆地區移動基站的輻射水平，本文在綜合以往研究成果的基礎上，對新疆地區典型基站電磁輻射監測數據進行分析、總結和歸納，最終得出其輻射環境影響水平結論。
一、WCDMA移動通信基站
1.1 WCDMA系統簡介
WCDMA移動通信系統是第三代無線通訊技術之一，它采用直接序列擴頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，能夠支持移動/手提設備之間的語音、圖象、數據以及視頻通信，速率可達2Mb/s（對于局域網而言）或者384Kb/s（對于寬帶網而言）。
1.2 WCDMA移動通信基站組成
WCDMA移動通信基站由天饋系統、GPS天線、傳輸設備、電源和接地等組成，主要分為室內和室外兩個部分。室內部分包括機架及其內部硬件模塊，主要包括射頻收發信機單元、基帶處理單元、RNC接入控制單元及GPS時鐘控制單元；室外部分為基站天饋系統（AS），包括智能天線、功率放大器單元（TPA）和各種電纜。
1.3 移動基站工作原理
基站是在一定的無線覆蓋區中由移動交換中心（MSC）控制，與手機（移動臺，MS）之間進行通信所構成的系統，主要由基站控制器（BSC）和基站收發信臺（BTS）組成，它是移動通信網的主要組成部分。基站的作用原理是：當小區內任意移動臺（手機）發送信息時，基站即開始接受，加工和整理信息，通過無線連接將信息傳送到交換中心，同時將交換中心發到本小區的信息分別傳送給各個移動臺，這個“接”和“發”的過程，就實現了不同地區、不同網際間的無線與無線或無線與有線的信息傳遞。可見，基站是傳送、加工和處理信息的“中轉站”。
移動通信基站產生的電磁輻射強度主要由發射功率、天線增益、與天線的距離和與天線的相對高度等因素決定在本評價項目中，移動通信基站均采用定向天線，通過定向天線傳遞的電磁信號具有一定的方向性，即在一定角度內存在較強的輻射水平，其軸向上的電磁輻射強度最大。
二、電磁輻射評價標準
根據《電磁輻射防護規定》（GB8702-88）的要求，公眾總的受照射劑量限值如下：公眾在一天（24h）內，環境電磁輻射場的場量參數在任意連續6min內的全身平均值應滿足表1的要求。
根據《輻射環境保護管理導則一電磁輻射環境影響評價方法與標準》（HJ/T10.3-1996）規定：為使公眾受到總照射劑量小于GB8702-88的規定值，對單個項目的影響必須限制在GB8702-88規定的功率密度限值的1/5，移動基站的發射頻率在900MHz～2900MHz頻段，故單個基站的電磁輻射管理值是：40/5=8uW/cO。
三、WCDMA移動通信基站電磁輻射環境的監測
3.1 監測方法
本次監測在以發射天線為中心半徑50m的范圍內，對人員可以到達的距離天線最近處可能受到影響的環境保護目標和以基站天線的主瓣方向為延長線不同距離的變化值進行監測。測量時測量儀器探頭（天線）尖端距地面（或立足點）1.7m，與操作人員之間距離不少于0.5m。在室內測量，一般選取房間中央位置，點位與家用電器等設備之間距離不少于1m。若在窗口（陽臺）位置監測，探頭（天線）尖端在窗框（陽臺）界面以內。在通信基站正常工作時間內進行測量。每個測點連續測5次，每次測量時間不小于15s，并讀取穩定狀態下的最大值，若監測讀數起伏較大時，適當延長監測時間。
3.2 監測基站的選取
按照基站的不同特征及所處環境的不同狀況，分別在城市人口和基站密集區、高電磁輻射背景值區、市區、縣鄉，按照移動基站不同發射頻率、單站、共站情況、不同架設方式（樓頂支架、鐵塔、美化塔等）、不同等效輻射功率（標稱功率、天線增益）、不同最大落地點的基站（天線形式、高度、傾角），分別選擇有代表性的基站作為現場調查、監測基站。此次共選取117個具有代表性基站進行監測。
3.3 監測參數的選取
根據《電磁輻射防護規定》（GB8702-88）要求，結合移動通信基站的發射頻率，確定測量因子為電場強度（V/m），再轉換為評價因子功率密度（uW/cO）。
3.4 監測儀器
此次監測采用的儀器主要包括：NBM-550電磁分析儀（為非選頻式輻射測量儀）、EMR-300電磁分析儀（為非選頻式輻射測量儀）、SRM3000頻譜分析儀（選頻）。
3.5 監測結果分析
此次監測的117個基站均屬新疆聯通公司，設備為華為、中興公司產品，主要天線架設方式為鐵塔、樓頂支架方式。監測結果匯總表見表2。
由表2監測結果可知，建成運行基站周圍環境的功率密度最大值為6.611uW/cO，出現在阿克蘇第十小學基站240°天線主瓣方向水平距離10米處，監測的117個基站其電磁輻射值均符合《電磁輻射防護規定》（GB8702-88）中公眾照射導出限值40uW/cO要求，同時滿足《輻射環境保護管理導則一電磁輻射環境影響評價方法和標準》（HI/T10.3-1996）中單個項目電磁輻射管理值8uW/cO要求?？傮w上來說，新疆WCDMA移動通信基站電磁輻射對周圍環境影響不大，符合國家標準。
四、結論與建議
4.1 結論
此次新疆地區WCDMA移動通信基站電磁輻射環境影響評價工作是針對新疆地區16個地州的117個典型基站進行電磁輻射監測，監測結果表明其電磁輻射值均符合相關規范要求，移動基站引起的電磁輻射水平對環境的影響程度小，符合評價標準要求。
4.2 電磁輻射防護措施建議
（1）移動基站站址應選在地勢相對較高或有高層建筑、高塔利用的地方。如果高層的高度不能滿足基站天線高度要求，應有房頂設塔或地面立塔的條件，以便保證基站周圍視野開闊，附近沒有高于基站天線的高大建筑物阻擋；
（2）市區基站應避免天線前方近處有高大樓房而造成障礙或反射后對其周圍基站產生干擾；
（3）在住宅樓上建設移動通信基站，建設前建設單位、建筑物產權單位或業主應充分征求所住居民的意見：
（4）應避免在高山上設站。在高山上架設基站干擾范圍大且易產生谷底“塔下黑”現象，如果設站應采取相應措施
（5）站址選擇時盡量避免附近有模擬集群系統或其他系統的基站天線，如果有，應詳細了解其使用頻率、發射功率、天線高度等，以便頻率配置避開干擾頻點，防止相互干擾，不肆意污染基站附近的電磁環境；
（6）新建移動通信基站前要預測用戶密度分布，采用最佳的頻率復用方式，合理地進行蜂窩分裂，盡量減少基站個數；
關鍵詞：電磁輻射 移動通信基站 環境評價 監測
中圖分類號：TN820 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（a）-0128-02
Monitoring of the level of Electromagnetic Radiation of Mobile Communications Stations in Xinjiang Hami
Guo Xiaoli
（Xinjiang Radiation Environment Supervision Station，Urumqi Xinjiang，830000， China）
Abstract：In order to evaluate the impact of environment by electromagnetic radiation generated from mobile communication base station in Xinjiang Hami， according to the relevant specifications and requirements， this paper selected the typical mobile base station in Hami to monitor. The monitoring data were collected and the monitoring results show that： the maximum value of the electric magnetic radiation intensity monitoring was 0.446μW/cm2， which was far lower than the goal of environmental management a value of 8μW/cm2. They were in accordance with the relevant requirements. The overall level of electromagnetic radiation level of mobile base station in Xinjiang Hami is low.
Key words：electromagnetic radiation；mobile communication base station；environmental assessment；monitoring
哈密地區位于新疆東部，是新疆通向中國內地的要道，自古就是絲綢之路的咽喉，近些年來隨著當地國民經濟的快速發展，建設了一大批移動通信基站，而通信基站的大量建設勢必會造成電磁輻射環境污染，影響人們的正常生活。為了研究新疆哈密地區移動通信基站的電磁輻射水平，評價其危害程度和環境影響程度，本文在以往研究成果[1-11]的基礎上，對新疆哈密地區典型移動基站的電磁輻射水平進行監測，并對監測數據進行整理、分析、總結和歸納，最終確定其對環境的影響程度。
1 移動通信基站工作原理
移動通信基站是連接通信網絡與移動用戶的紐帶，負責將網絡側的信息以無線電磁波的形式與移動終端進行交互，移動通信基站天線是將傳輸線中的電磁能轉化成自由空間的電磁波，或將空間電磁波轉化成傳輸線中的電磁能的專用設備。在無線通信系統中，天線是收發信機與外界傳播介質之間的接口。定向GSM移動通信基站采用三扇區，每個扇區天線夾角多為120°，這樣三個扇區能對四周進行360°全覆蓋。將正北扇區標記為A扇區，順時針方向，依次標記為B扇區和C扇區。每個扇區有1組天線，每組有1或數根天線，其中1根為收發共用，其余天線為單收。
2 電磁輻射評價標準
此次監測的依據是《電磁輻射防護規定》（GB8702-88），其規定的公眾照射限值如下。
（1）基本限值。
在1天24 h內，任意連續6 min按全身平均的比吸收率（SAR）應小于0.02W/kg。
（2）導出限值。
在1天24 h內，環境電磁輻射場的參數在任意連續6 min內的平均值應滿足表1要求。
根據《輻射環境保護管理導則―電磁輻射環境影響評價方法與標準》（HJ/T10.3-1996）規定：為使公眾受到總照射劑量小于GB8702-88的規定值，對單個項目的影響必須限制在GB8702-88規定的功率密度限值的1/5，此次監測的移動基站發射頻率在870-1840MHz頻段，故單個基站的電磁輻射管理值是：40/5=8μW/cm2。
3 移動通信基站電磁輻射環境監測
3.1 監測方法
本次監測在以發射天線為中心半徑50 m的范圍內，對人員可以到達的距離天線最近處可能受到影響的環境保護目標和以基站天線的主瓣方向為延長線不同距離的變化值進行監測。測量時測量儀器探頭（天線）尖端距地面（或立足點）1.7 m，與操作人員之間距離不少于0.5 m。在室內測量，一般選取房間中央位置，點位與家用電器等設備之間距離不少于1 m。若在窗口（陽臺）位置監測，探頭（天線）尖端在窗框（陽臺）界面以內。在通信基站正常工作時間內進行測量。每個測點連續測5次，每次測量時間不小于15 s，并讀取穩定狀態下的最大值，若監測讀數起伏較大時，適當延長監測時間。
3.2 監測參數的選取
根據《電磁輻射防護規定》（GB8702 -88）要求，結合移動通信基站的發射頻率，確定測量因子為電場強度（V/m），再轉換為評價因子功率密度（μw/cm2）。
3.3 監測儀器
此次監測采用的儀器主要包括：NBM-550電磁分析儀（為非選頻式輻射測量儀）、EMR-300電磁分析儀（為非選頻式輻射測量儀）、SRM3000 頻譜分析儀（選頻）。
3.4 監測結果分析
此次監測共選擇8個典型基站進行監測，監測結果匯總表。（見表2）和（見圖1）
由表2和圖1監測結果可知，建成運行基站周圍環境的功率密度最大值為0.446μW/cm2，出現在哈密市政公司基站290°主瓣方向20m處，監測的8個基站123組數據其電磁輻射值在0.004～0.446μW/cm2之間，均符合《電磁輻射防護規定》（GB8702-88）中公眾照射導出限值40μW/cm2要求，同時滿足《輻射環境保護管理導則-電磁輻射環境影響評價方法和標準》（HJ/T10.3-1996）中單個項目電磁輻射管理值8μW/cm2要求?？傮w上來說，新疆哈密地區移動通信基站電磁輻射值較低，對周圍環境影響不大，符合國家標準。
4 結論與建議
4.1 結論
此次新疆哈密地區移動通信基站電磁輻射環境影響評價工作選擇了8個具有代表性的典型基站進行電磁輻射監測，監測得到的123組數據電磁輻射值均小于0.446μW/cm2，監測結果表明其電磁輻射值較低，符合相關規范要求，移動基站引起的電磁輻射水平對環境的影響程度小。
4.2 防護措施建議
（1）做好合理規劃和合理布局，建設基站工程之前，應進行環境評價工作，盡量避開環境敏感點，以防為主。
（2）移動通信基站建設前應對擬建地點以及周圍環境的電磁輻射水平進行監測，其公眾照射導出限值的功率密度大于8 μW/cm2的地區不得建設移動通信基站。
（3）合理選擇基站發射功率、載頻數、半功率角、下傾角、架設高度、方向角等參數，在滿足信號覆蓋的前提下，盡量降低基站發射功率。
（4）合理選擇新建基站的施工方式，優化工程用地，合理布置施工區，減少鐵塔建設及站房建設施工對土地的占有，降低對生態的破壞，工程臨時占地在工程結束后積極實施植被恢復。
（5）在住宅樓上建設移動通信基站，建設前建設單位、建筑物產權單位或業主應充分征求所住居民的意見，發生糾紛時應及時向居民做宣傳解釋工作。
參考文獻
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關鍵詞：4G移動通信基站；輻射環境；環境現狀監測與評價
隨著人們對移動通信技術要求的提高和移動通信技術的快速發展，移動通信技術已進入4G時代。所謂4G，是第四代移動通信技術的英文縮寫，是集3G和WLAN與一體，能夠快速傳輸數據、高質量音頻、視頻和圖像等的技術。其擁有以往技術無法比擬的優勢：通信速度更快、網絡頻譜更寬、通信更加靈活、智能性能更高、兼容性能更平滑、實現更高質量的多媒體通信、頻率使用效率更高等。因此，為滿足人們對4G服務覆蓋的要求，4G移動通信基站建設也如火如荼地進行。然而，4G移動通信基站的建設無疑會帶來輻射環境的變化，公眾對輻射環境的關注度也越來越高。4G移動通信基站的環境影響評價工作以及處理基站的投訴日漸增加。電磁輻射環境監測是環境影響評價的重要環節，貫穿環境影響評價整個過程，其作為一門綜合性學科，運用科學的監測手段對移動基站周圍電磁輻射水平進行監測，通過對電磁輻射環境現狀定量和系統的分析與評價，為環境影響評價或相關的技術問題提供有力的數據支撐。因此，正確的監測方法和科學、客觀的評價是環境影響評價文件結論是否正確的重要保障。
一、電磁輻射環境監測
1監測目的
了解基站周圍電磁環境現狀，為基站選址的環境合理性及環境影響預測提供數據支撐。
（1）對于擬建基站站址，現場監測基站周圍電磁環境現狀值，確定該站址是否具有電磁環境容量；
（2）對于已運行基站，現場監測基站周圍電磁環境現狀值，確定基站周圍公眾活動區域的電磁輻射環境是否滿足國家標準。
2監測依據
根據《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）、《輻射環境保護管理導則―電磁輻射監測儀器和方法》（HJ/T 10.2-1996）、《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》（試行）制定本項目現場監測實施細則。
3監測對象的選取原則
監測中選取以人口集中區域為重點的環境敏感程度高、與周圍公眾活動區域水平距離小、與其他運營商共站址、架設形式對環境影響較大的美化天線和桅桿等典型基站，且各抽測基站監測點位的布設應涵蓋發射天線所在天面、周圍環境敏感點等公眾活動區域。所選基站應具有代表性和包絡性。
4監測條件
4.1 監測天氣情況
無雪、無雨的良好天氣。
4.2監測設備
電磁輻射監測儀器設備有：射頻電磁輻射分析儀、電磁輻射選頻分析儀等。各種測量儀器均應經過國家計量認證部門檢定、校準合格，并都在合格證的有效期內，性能滿足工作要求。
5質量保證
（1）測量儀器和裝置每年經國家計量認證部門檢定/校準，檢定/校準合格后方可使用；每次測量前、后均檢查儀器的工作狀態是否正常；幾臺儀器間進行比對測試。
（2）監測所用儀器與所測對象在頻率、量程、響應時間等方面相符合，并保證獲得真實的測量結果。
（3）監測布點和監測方法均嚴格按照《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》（試行）的要求進行。監測點位置的選取考慮使監測結果具有代表性，合理布設監測點位，保證各監測點位布設的科學性和可比性。
（4）監測中異常數據的取舍以及監測結果的數據按照統計學原理處理。
（5）建立完整的文件資料。儀器的校準證書、監測布點圖、測量原始數據等全部保留，以備復查。
（6）嚴格實行三級審核制度，經過校對、校核，最后由質量負責人審定。
6 測量方法
6.1基本要求
（1）工作開始前，收集被測基站的基本信息，包括：基站名稱、編號、地理位置、基站各項基礎參數、天線架設方式、天線架設高度、天線方向角、天線下傾角、半功率角等參數。
（2）測量儀器與所測基站頻率、量程、響應時間等方面相符合，以保證監測的準確。
（3）探頭（天線）尖端與操作人員之間距離不少于0.5m。
6.2測量點位的選擇
測量布點參照《電磁環境控制限值》與《輻射環境管理導則―電磁輻射監測儀器和方法》，并根據《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》（試行）的要求進行。
監測點位布設在以發射天線為中心半徑50m的范圍內可能受到影響的環境敏感區域公眾可到達的距離天線最近處，環境敏感區主要包括：居民區、學校、幼兒園、醫院和黨政機關等，根據現場環境情況可對點位進行適當調整。
監測點位的布設原則上設在定向天線在輻射主瓣的半功率角內。
對于發射天線架設在樓頂的基站，在樓頂公眾可活動范圍內布設監測點位。
測量室內電磁輻射環境時，一般選取房間中央位置，點位與家用電器等設備之間距離不少于1m。在窗口或陽臺等位置監測時，探頭（天線）尖端在窗框或陽臺界面以內。
6.3測量時間和讀數
測量時間：根據《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》（試行）“4.4監測時間 在移動通信基站正常工作時間內進行監測，建議在8：00-20：00時段進行”，本項目取每日8：00～20：00為測量時段。
測量讀數：測量過程中，每個測量點連續讀數5次，每次測量時間不小于15s，并讀取穩定狀態下的最大值。若讀數起伏較大時，適當延長測量時間。
結果記錄：根據儀器靈敏度的不同和有效數字的選取原則，射頻電磁輻射分析儀測量值均取小數點后兩位記錄。
6.4測量高度
測量儀器探頭距或立足點1.5m。根據不同目的，可調整測量高度。
6.5記錄
監測記錄中包括基站的位置信息記錄、基本參數記錄、測量時的天氣狀況記錄、監測儀器記錄以及測量結果的記錄（以基站發射天線為中心，50m范圍內的四至圖以及測點布置示意圖、測量點位具體名稱和測量數據、測量點位與基站發射天線的水平距離和高差）。
二、電磁輻射環境評價
根據《電磁輻射防護規定》（GB8702-88），在30MHz-3000MHz頻率范圍，公眾總的受照射劑量不超過功率密度40μW/cm2，電場強度12V/m。
Abstract： The measurement scheme of public exposure to environmental electromagnetic radiation of Yan'an city was designed， and the electromagnetic radiation database system was based by using Visual Foxpro 6 database software for measurement result， finally analyses the measuring data.
關鍵詞： 電磁輻射；輻射場；數據庫
Key words： electromagnetic radiation；radiation field；database
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）07-0210-02
0 引言
隨著科學技術的發展，電磁輻射廣泛應用于廣播、電視、通迅等領域，推動了科學技術的發展和人類進步，但是電氣電子設備的大量使用使人類生存空間的電磁場強度迅速增大，過量的電磁輻射會危害人體健康，電磁輻射被認定為造成公害的主要污染物之一[1]。我國許多大中城市也相繼展開了對城市市區電磁輻射的調查研究工作。本文筆者在2012年也對延安市區公眾暴露電磁輻射進行測量，并建立了延安市區電磁輻射數據庫系統。
1 電磁輻射的測量
1.1 測量儀器 工作人員運用先進的PMM8053P非選頻式電磁輻射分析儀，實地測量延安市市區公眾暴露環境電磁輻射水平。具體運行情況由PAD及相關測控軟件進行控制，并與探頭和光電數據處理器連接，操作方便，以國內相關標準為依據對射頻進行采樣測量。用PMM8053P分析儀進行實地測量的過程中，PAD和多種頻段的測量探頭可以配合使用。采用EP2330S射頻探頭，將測量精度設定為0.3V/m，對包括手機基站、電磁爐、微波爐、電視、電臺和廣播等多種頻段進行實測，以達到環境監測的基本要求。
1.2 測量布點方案及結果 本次針對延安市區公眾暴露環境的測量，依據“一般電磁環境”布點方法進行布點[2]。延安市區的地貌環境比較復雜，長、寬布局非常特殊，城區四面環山，平均寬度大致為0.5Km，地域狹長，河流、公路并行，公路兩側人口分布比較集中。在4條公路主干線上布設測量點，各點間距設計為1Km，將城區劃分成多個小方格，測量點就設在每個方格的中心點上，更換不同探頭測量了不同頻率范圍的場強值，最后用非選頻探頭直接讀出測試點的綜合場強值。綜合場強測量結果見表1。
2 數據庫建立
微軟公司于1998年推出了Visual Foxpro 6.0可視化數據庫管理系統。該系統是基于Windows操作系統而設計出的小型數據庫應用系統，它的面向對象程序設計與使用對象的操作要求更為貼近。通過Visual Foxpro 6.0來設置數據庫結構，具體內容包括：①數據庫結構設計；②數據表結構及關系設計；③表單設計；④查詢設計；⑤菜單結構設計；⑥主程序的編制；⑦通過項目管理器編寫應用程序并建立用戶界面；⑧系統測試。項目管理器屬一種組織工具，它能按既定順序及邏輯關系來組織系統文件，工作人員通過它運用可視化的方法途徑來管理數據表單及數據庫。設計該數據庫結構時，先組建項目文件“dcfs.pjx”，將系統文件存儲于“dcfs”目錄中，并根據“data”“form”“class”“report”“others”等文件類型進行分類儲存，直觀、明朗地展示出了整個開發流程。
在下文中，筆者將一個測量點的實測數據作為分析對象，對數據庫結構及其構建過程進行詳細說明。首先，建立一個項目文件“dcfs.pjx”在其中建立數據庫“dcfsl.dbc”并建立表“dcfssjl.dbf”、“cqypltl.dbf”，電磁輻射數據表1與場強與頻率曲線圖表1分別通過這兩個數據表表示。在表“dcfssjl.dbf”中加入字段；測量點，溫度，濕度，頻率范圍，輻射強度，備注。對字段的寬度、類型進行設置后建立測量點的主關鍵字。同樣在表“cqypltl.dbf”中加入字段：測量點，場強與頻率曲線，設測量點為主關鍵字，接下來在數據庫“dcfs1.dbc”中通過關鍵字測量點按照一一對應的順序建立“dcfssjl.dbf”、“cqypltl.dbf”兩個數據表，同時按要求設置參照完整性，一個比較完整的數據庫“dcfsl.dbc”便由此產生。根據上述編程模式，用相同的辦法就能在項目文件中建立其他測量點的電磁輻射數據表和場強與頻率曲線圖；再參照已建成的數據庫完善數據瀏覽表、數據查詢表和數據維護表，使系統具有數據顯示、數據更新、數據查詢以及數據維護等功能。
3 數據分析
《環境電磁波衛生標準》（GB 9175-88）公眾暴露導出限值標準規定，一級（安全區）電場強度小于5V/m，二級（中間區）電場強度小于12V/m[3]。本次設定的測量點總數為38個，A4點測得的綜合場強數據在所有測點中是最大的，最大值是6.458V/m。工作人員進行實地勘察后發現，廣播電視轉播站、通信基站就設在A4測點的周邊，這是該測點綜合場強達到最大值的主要原因。即使如此，但該點數值仍低于二級限值。A8、C1、D1測量點的測量值大于1小于2.3，且這三點都集中在延安市中心，說明延安市中心的綜合場強較其它區域高，但仍低于一級限值。此次實測數據表明，目前延安城區整體的公眾暴露電磁輻射環境較為清潔。
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關鍵詞：中心；電磁輻射；監測；環境影響；防護；措施
1 項目概況
新疆區域管制中心（下文簡稱新疆中心）主要任務是提供航行情報，空中交通管制服務和航空器的告警服務及搜尋救援等服務，保證空中交通安全、有序、快捷。新疆中心由烏魯木齊、吐魯番、和田等16個民用機場以及20余個臺站?，F有發射設備包括VHF臺、VOR、DME導航臺及衛星地面站四類（遙控臺）組成。
新疆中心空管設施大多數是在“八五”、“九五”時期配置的，設備先進程度不高，自動化處理能力低，擴容能力差。難以實現信息的全國性聯網。存在的主要問題是：⑴空域分布不合理，管制手段較落后。⑵現有空管設施技術標準不統一，難以實現大區域信息聯網。⑶管制區內VHF覆蓋存在盲區。
總之，現有空域的劃分方式、管理模式不合理及空管設施落后等問題直接影響了飛行流量的增加，不利于提高空域利用率和管制工作的效率，對保證飛行安全極為不利。為此，國家有關部門決定在“十一五”期間對該中心進行大規模技術改造。
2 電磁污染源分析與電磁輻射環境質量評價
2.1 電磁污染源分析
項目建成后，新疆中心范圍內的電磁輻射源主要由雷達、微波通信、遙控臺和衛星地面站等組成，各電磁輻射源的基本參數見表1.3-表1.9。
2.2 電磁輻射環境質量評價
（1）監測儀器
對新疆中心范圍內的雷達站、遙控臺等電磁環境進行了監測，采用的儀器設備是EMR300高頻電磁輻射分析儀。
（2）新疆中心
新疆中心擬選廠址區域電磁輻射環境背景監測布點見表1.4-表1.16。
3 監測結果及分析
為了解不同條件下電磁輻射水平，選取有代表性的臺站開展監測，其結果見表1.10～1表1.19。
3.1 烏魯木齊區域管制中心擬選場址
【1】注：“L”表示監測結果低于儀器靈敏度，監測結果低于0.6V/m，未檢出，用0.6L表示，根據電場強度計算功率密度的靈敏度為0.1μW/cm2（以下同）。
根據區管中心電磁環境監測結果統計，各點位綜合場強值均低于儀器靈敏度，符合國家公眾限值40μW/cm2和影響限值20μW/cm2。該區域電磁環境良好。
3.2 庫爾勒VHF臺
庫爾勒VHF臺環境敏感點監測結果和典型輻射體環境監測結果分別見表1.11和表1.19。
根據庫爾勒VHF臺電磁環境監測結果統計，各點位綜合場強值均低于儀器靈敏度，符合國家公眾限值40μW/cm2和影響限值20μW/cm2。
庫爾勒VHF臺位于城市遠郊機場內。場址東側為機場跑道，南、北兩側均有環境保護目標，西側為進站道路，因此選擇以衛星地面站為中心，沿西方位作等值線監測，根據監測結果的統計，其最大值出現在衛星地面站的表面，為11.07μW/cm2，符合國家公眾限值40μW/cm2和影響限值20μW/cm2。
隨著監測距離的增加，距衛星地面站表面1m開始，功率密度的大小隨著距離的增大呈明顯衰減趨勢。但是總體看來，監測結果很低，這因為衛星地面站以仰角49.2°面向機場跑道向天空發射電磁波，功率較低，這類設備電磁波傳播方向上一般不會有居民區等敏感目標。
3.3 庫車VHF臺
庫車VHF臺電磁環境監測結果見表1.13。
3.4 塔中VHF臺
塔中VHF臺電磁環境監測結果見表1.14
3.5 且末VHF臺
且末VHF臺電磁環境監測結果見表1.15。
3.6 若羌VHF臺
若羌VHF臺電磁環境監測結果見表1.16。
根據表上述庫車、塔中、且末和若羌等4個VHF臺電磁環境監測結果統計，各點位綜合場強值均低于儀器靈敏度，符合國家公眾限值40μW/cm2和影響限值20μW/cm2。這些區域電磁環境良好。
4 電磁輻射防護措施
本著可合理達到盡量低的原則，做好新疆中心的電磁輻射防護措施，主要的措施是：
4.1 合理選址、優化布局
本工程區管中心擬建場址選在空曠、偏遠以及地廣人稀地段，電磁環境良好，利于管控，工作環境適宜，具備長遠發展的潛力。各臺站選址符合機場、航路的發展規劃，大部分在交通方便，靠近水源、電源的地點，有人值守的臺站具備臺站值班人員所需的工作和生活條件，也有利于自身工作性能的充分發揮。
4.2 合理避讓、搬遷措施
本項目在設計和選址階段避開了鄉鎮規劃區及密集村莊，對周圍地方規劃、設施的影響甚微，同時避開了風景名勝區、自然保護區、電臺、水源地、軍事設施、文物保護單位等，對居民生活影響較小。
4.3 管理措施
新疆中心在整個航空系統中的管理制度是比較完善的。投入運行后，對通信維護人員、氣象情報等其他專業人員需求，將通過對空管局相關專業人員進行調劑使用，并輔以少量接收相關專業畢業生等手段，基本滿足中心運行后的人員需求，在此基礎上，引進中心管制員，進一步加強管理。
參考文獻
[1]高水生，蔡意等，饒丹. 成都區域管制中心電磁輻射環境影響分析與防護措施. 環境科學與管理，2010，35（10），190～194
[2]環境保護部環境工程評估中心編. 交通運輸類環境影響評價（下）. 北京：中國環境科學出版社，2010
作者簡介
關鍵詞：汽車； 電磁干擾； 無線通信; 干擾強度
中圖分類號：TN92-34
文獻標識碼：A
文章編號：1004-373X(2011)09-0206-03
Disturbance Effect of Electromagnetic Wave Emitted by
Automobiles on 2.4 GHz Wireless Communication
HUANG Ru-quan，La En-li
(College of Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)
Abstract： In order to analyze the disturbance effect of electromagnetic wave emitted by autos on 2.4 GHz wireless communication,several radiated electromagnetic interference sources are discussed,and the spectrum analyzer is applied to mea-sure the relative disturbance intensity of radiated electromagnetic interference in 2.4 GHz on two different autos. The mea-surement results indicate that there is little disturbance effect on 2.4 GHz wireless communication,from which it concludes that autos can not disturb the 2.4 GHz wireless communication.
Keywords： automobile； electromagnetic interference; wireless communication; disturbance intensity
0 引 言
電子化和智能化已成為汽車技術發展的主要方向。現代汽車裝載了大量電子設備，如高性能微處理器，電子變速器、自動巡行控制器、電子燃油噴射系統、車載通信娛樂及導航系統。這些電子設備工作時會向空間發射高頻電磁波，進而對其他電路的正常工作造成干擾而形成所謂的電磁干擾。汽車產生的電磁干擾不但會影響其他電子設備正常工作,也會影響汽車電氣系統本身的正常工作［1］。
ISM是工業、科學和醫療頻段，國際電信聯盟無線通信委員會規定，只要設備的發射功率低于一定值且不對其他頻段造成干擾，即可免費使用此頻段。國際上最常用的ISM頻段是433 MHz,915 MHz和2.4 GHz。其中，2.4 GHz為各國共同的ISM頻段［2］。目前，無線局域網、藍牙、ZigBee、WirelessUSB等無線設備均工作在2.4 GHz頻段上。
電磁干擾問題由來已久，從1906年開始，人們就提出對汽車產生的電磁干擾加以限制，點火系統作為主要的電磁干擾源，成為研究的重點［3］。本實驗主要目的是通過分析汽車上的電磁干擾源和實測汽車在2.4 GHz頻段產生的輻射性電磁干擾的相對強度，推斷其對部署在汽車上的2.4 GHz無線通信設備的干擾作用。
1 汽車的電磁干擾源
電磁干擾產生于干擾源，它是一種來自外部的、并有損于有用信號的電磁現象［4］。汽車對車載電氣設備的干擾分為兩種。第一種是輻射干擾，電磁波通過自由空間直接透入電子設備，并激勵設備內部的電路，在電路上產生相應的干擾能量，使與電路發生邏輯性錯誤，足夠強的電磁干擾甚至可以直接損壞敏感的電子器件；第二種是傳導干擾，干擾源通過電源線、信號線等線纜把干擾信號耦合到其他設備，對其他設備的正常工作造成危害。對于獨立供電的車載2.4 GHz通信設備而言，它主要受到汽車的輻射性電磁干擾，所以本文主要分析、測量汽車的輻射性電磁源。
按照電磁波產生與傳播理論，只要在直線形的電路上引起電磁振蕩，直線形電路的兩端就會出現交替的等量異號電荷，這樣的電路就會向空間發射電磁波。電磁波在單位時間內輻射的能量與頻率的四次方成正比，即電路的振蕩頻率越高就越容易向外輻射電磁波。汽車上有許多符合此條件的電路，因此汽車可以發出各種頻率的電磁干擾。交通密度每增加一倍，干擾噪聲功率頻譜密度便增加［5］3~6 dB(A)。
汽車電氣系統內最強的電磁干擾源是點火系［6］。汽車發動機正常運行時，點火線圈次級的瞬變電壓很高，能在50 μs內上升至35 kV?；鸹ㄈ姌O放電時，會形成強烈的電磁輻射向周圍的自由空間傳播。這種輻射電磁噪聲包含很高的頻率成分，是電視廣播的主要干擾源［7］。
汽車上有著許多的感性負載，比如各種電動機和電磁閥。電磁閥的線圈在開路瞬間，會產生幾十倍于其工作電壓的反向電壓。這個反向電壓在由電感與分布電容形成的一個LC串聯振蕩電路中繼續諧振，從而產生諧波非常豐富的電磁輻射。這也是一個非常重要的電磁干擾源。
汽車上還存在許多觸點開關，由于觸點存在接觸電阻的原因，開關在開合時往往會產生電火花。如果電路中的電流比較大，這種電火花引起的電磁輻射也能夠干擾其他電器設備。直流電機工作時，炭刷和整流子也會產生較強的火花，在很寬的頻率范圍內引起輻射性電磁干擾。汽車的雨刮電機普遍用直流電機，對外產生的干擾也較強［8］。
2 汽車的輻射性電磁干擾的測定與分析
2.1 測量方法
在2.4 GHz頻段上，分別測量汽車所處環境的電磁波功率和汽車在同一環境工作時的電磁波功率。通過對比這兩個值，可得到汽車在2.4 GHz頻段產生電磁干擾的相對強度。
2.2 測量過程
測量過程如下：
(1) 安裝頻譜分析儀。頻譜分析儀有一個運行在Windows操作系統的記錄軟件和驅動程序。首先啟動筆記本電腦，用USB線將頻譜分析儀FR24-SAU與筆記本電腦相連接，在操作系統提示找到新硬件后安裝頻譜分析儀的驅動程序，最后在筆記本電腦上安裝頻譜分析儀的記錄軟件FRMT。
(2) 測量環境噪聲。將頻譜分析儀的天線放在副駕駛位置上，啟動筆記本電腦并運行頻譜分析儀的記錄軟件，在記錄軟件上設置頻譜分析儀的各項參數，開啟頻譜分析儀的峰值保持功能，關閉汽車的發動機和所有車載電器設備，連續測量3 min，將測量結果記錄為“環境噪聲”。
關鍵詞：移動通信基站；電磁輻射；環境影響
0 引言
隨著我國經濟的快速發展及社會的不斷進步，手機的使用越來越普遍，給人們的生活帶來了極大便利。當前，為了提高接收單元的靈敏度，滿足人們對手機信號的需求，移動通信基站的建設越來越多，其產生的電磁輻射對周圍環境的影響越來越受人們的重視。因此，必須要對移動通信基站的電磁輻射環境影響進行分析?；诖?，本文展開了研究和介B。
1 研究對象與方法
1.1 研究對象
結合某市移動通信基站的實際建設情況，選取具有代表性的樓頂抱桿等9種不同類型共504個典型基站現場實測，基站塔形以樓頂塔居多，占比82.9%，其中樓頂抱桿塔和樓頂美化天線，分別為177座和132座，占總數的61.2%；樓頂四角塔、樓頂角鋼塔和樓頂井字塔多為舊站改造，占比較少，為總數的4.7%；樓頂拉線塔、樓頂景觀塔和樓頂集束天線分別占比7.7%、4.9%和4.4%；落地塔占比17.1%。所測基站均為定向天線，有單一站，也有共址站，發射頻率涵蓋目前電信、移動、聯通所有2G、3G網絡（基站功率為15W/扇區～20W/扇區，天線高度為9m～80m，天線增益為12dBi～18dBi，垂直半功率角為7°～14°，水平半功率角為65°～90°）。
1.2 儀器與方法
測定儀器采用德國Narda公司生產的非選頻式NBM-550型電磁分析儀，選用ProbeEF-0391型探頭，為各向同性響應寬帶探頭，量程0.01V/m～800V/m，響應頻率100kHz～3GHz。測定方法嚴格按照《移動通信基站電磁輻射環境監測方法（試行）》（環發[2007]114號），選擇在移動基站話務量較高的8：00～20：00時段。
1.3 布點方法
監測點位布設在天線主瓣方向上，距天線所在樓底或塔底50m范圍內（特殊研究除外）。由于基站近場區范圍內一般無人活動，且天線架設高度較高，有一定下傾角。因此，不考慮近場影響，重點研究電磁輻射對公眾活動較多的地面遠場輻射影響。監測點位布設見圖1。
圖1 監測點位布設
1.4 數據統計與分析
采用IBMSPSS22.0軟件。經正態性、方差齊性檢驗，所得測量結果非正態、方差不齊，故均以中位數表示，組與組之間的比較采用Mann-Whitney和Kruskal-WallisH檢驗，選取a=0.05為檢驗水準。
2 結果與討論
2.1 地面電磁輻射總體強度分析
選取的504個典型基站現場實測結果表明，地面50m范圍內電磁輻射最大功率密度值為4.5μW/cm2，遠低于40μW/cm2，符合《電磁環境控制限值》（GB8702―2014）中公眾曝露控制限值。監測結果見表1。
表1 移動通信基站功率密度監測結果μW/cm2
天線架設方式不同，地面測得的電磁輻射值有一定差異。由表1可知，50m范圍內功率密度平均值依次是：樓頂抱桿>樓頂井字塔>樓頂角鋼塔>樓頂景觀塔>樓頂集束天線>樓頂拉線塔>樓頂四角塔>樓頂美化天線>落地塔。落地塔功率密度平均值（0.043μW/cm2），明顯低于樓頂抱桿塔（0.118μW/cm2）。這可能與天線架設高度有關，根據電磁波衰減理論，天線掛高越高，到達地面電磁輻射功率密度值隨距離增加成平方降低。這為今后選擇基站架設類型提供了技術依據，在能夠滿足信號覆蓋要求的基礎上，應盡可能選擇落地塔為主要架設方式，可以最大限度減少基站電磁輻射對地面的影響。同時正與某市政府在《市政府關于進一步加快信息基礎設施建設的意見》中“合理預留公眾通信基站（含廣播電視設施）建設場地，結合道路改造，充分利用綠化帶建設基站”的要求相吻合，盡可能從源頭上解決基站選址問題，將落地塔建設納入到各類設施建設規劃中。
2.2 50m范圍內地面電磁輻射水平方向分布特征
總體來看，基站電磁輻射地面水平方向分布隨距離增大呈現先增加后逐漸減小的趨勢，這與很多研究學者結論基本一致。然而對于不同塔型而言，受天線架設高度、下傾角等因素的影響，分布特征也有所不同。
由表1可知，樓頂抱桿塔，測試比例35%，電磁輻射地面水平分布呈現隨距離增加功率密度值先增大后趨于背景水平，30m處達到最大值0.126μW/cm2，而后降低趨于0.1μW/cm2。樓頂美化天線，測量比例26%，地面電磁輻射功率密度隨距離增加不斷增大，由0.039μW/cm2逐漸升高至0.084μW/cm2，測試50m范圍內未見峰值。樓頂景觀塔、樓頂角鋼塔和樓頂四角塔變化趨勢與樓頂美化天線相似。樓頂拉線塔，測試比例占8%，水平分布特征同井字塔、集束天線相似，先升高后降低，而后趨于穩定。
由于基站天線為板狀構造，只能向一定角度范圍輻射，在樓下近距離處形成輻射的陰影，天線輻射能量不能直達。因此，樓（塔）底功率密度最低，一般處于環境本底水平。然而由表1可知，樓頂抱桿和樓頂四角塔樓底處測試結果顯示出相反特征，均出現了一個相對較大值，分別為0.127μW/cm2和0.093μW/cm2。這2種架設方式0m處功率密度SD值（標準偏差，用以衡量數據值偏離算術平均值的程度）為0.145～0.383，較其他SD值明顯偏大，說明測試結果間離散程度較大，易受周邊環境影響。
2.3 50m范圍外地面電磁輻射水平方向分布特征
有研究發現在一定距離，如100m監測范圍內會出現2個峰值，與上文所述樓頂美化天線等4種特征表現相似。因此，為進一步研究基站電磁輻射在地面50m范圍外的水平分布特征，選取樓頂塔兩種塔形即美化天線和角鋼塔的典型基站分析，相關技術參數表見表2。根據現場監測條件，點位布設距離基站增設至100m。
表2 典型基站技術參數表
由表2可知，2個典型基站電磁輻射強度最大投射點均在50m外，在地面100m范圍內水平分布趨勢呈先上升后下降的趨勢，基本符合電磁波衰減規律，然而在規范要求的50m監測范圍內未達到最大值，基站在距離70m處出現最大值0.51μW/cm2，基站B在距離60m處出現最大值0.81μW/cm2，之后隨著距離的增加功率密度迅速衰減至本底水平。2個典型基站中基站A天線相對高度較高，電磁輻射地面強度則較低，與之前得出的結論也一致?；綛電磁輻射分布出現兩個峰值，在距離10m處出現功率密度值0.16μW/cm2，明顯低于70m處功率密度值。原因可能是在10m處受副瓣的影響，出現個別相對較高值點，之后受塔高、天線俯角等共同作用，主瓣區域覆蓋到地面，出現覆蓋高值。
3 結語
綜上所述，當前，城市移動通信基站的建設越來越密集，其電磁輻射對環境及人們的身體健康具有極大的影響。為了使公眾對基站電磁輻射有更深入正確的認識，避免引起不必要的恐慌，基站的電磁輻射強度和特點的研究顯得尤為重要。通過實例表明：（1）天線架設方式不同，地面電磁輻射強度有一定差異，樓頂抱桿>樓頂井字塔>樓頂角鋼塔>樓頂景觀塔>樓頂集束天線>樓頂拉線塔>樓頂四角塔>樓頂美化天線>落地塔。落地塔測值整體低于樓頂塔，可作為主要基站選型。
（2）水平方向上，基站電磁輻射強度分布隨距離增大呈現先增加后逐漸減小的趨勢。部分基站受天線塔高、俯角等共同作用，主瓣區域在地面的最大投射點會在50 m 范圍外。
參考文獻
