時(shí)間：2023-10-13 09:42:01
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【關(guān)鍵詞】 電磁輻射 移動(dòng)通信基站 環(huán)境評(píng)價(jià) 監(jiān)測(cè)
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(dòng)產(chǎn)生的能量，而移動(dòng)通信正是依賴電磁輻射來實(shí)現(xiàn)傳播的。新疆地區(qū)地域遼闊，隨著新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)移動(dòng)通信的質(zhì)量要求也越來越高，這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)基站的大量建設(shè)。為了確定新疆地區(qū)移動(dòng)基站的輻射水平，本文在綜合以往研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)新疆地區(qū)典型基站電磁輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、總結(jié)和歸納，最終得出其輻射環(huán)境影響水平結(jié)論。
一、WCDMA移動(dòng)通信基站
1.1 WCDMA系統(tǒng)簡(jiǎn)介
WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)是第三代無線通訊技術(shù)之一，它采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，能夠支持移動(dòng)/手提設(shè)備之間的語音、圖象、數(shù)據(jù)以及視頻通信，速率可達(dá)2Mb/s（對(duì)于局域網(wǎng)而言）或者384Kb/s（對(duì)于寬帶網(wǎng)而言）。
1.2 WCDMA移動(dòng)通信基站組成
WCDMA移動(dòng)通信基站由天饋系統(tǒng)、GPS天線、傳輸設(shè)備、電源和接地等組成，主要分為室內(nèi)和室外兩個(gè)部分。室內(nèi)部分包括機(jī)架及其內(nèi)部硬件模塊，主要包括射頻收發(fā)信機(jī)單元、基帶處理單元、RNC接入控制單元及GPS時(shí)鐘控制單元；室外部分為基站天饋系統(tǒng)（AS），包括智能天線、功率放大器單元（TPA）和各種電纜。
1.3 移動(dòng)基站工作原理
基站是在一定的無線覆蓋區(qū)中由移動(dòng)交換中心（MSC）控制，與手機(jī)（移動(dòng)臺(tái)，MS）之間進(jìn)行通信所構(gòu)成的系統(tǒng)，主要由基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）組成，它是移動(dòng)通信網(wǎng)的主要組成部分。基站的作用原理是：當(dāng)小區(qū)內(nèi)任意移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）發(fā)送信息時(shí)，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(shí)將交換中心發(fā)到本小區(qū)的信息分別傳送給各個(gè)移動(dòng)臺(tái)，這個(gè)“接”和“發(fā)”的過程，就實(shí)現(xiàn)了不同地區(qū)、不同網(wǎng)際間的無線與無線或無線與有線的信息傳遞?？梢?，基站是傳送、加工和處理信息的“中轉(zhuǎn)站”。
移動(dòng)通信基站產(chǎn)生的電磁輻射強(qiáng)度主要由發(fā)射功率、天線增益、與天線的距離和與天線的相對(duì)高度等因素決定在本評(píng)價(jià)項(xiàng)目中，移動(dòng)通信基站均采用定向天線，通過定向天線傳遞的電磁信號(hào)具有一定的方向性，即在一定角度內(nèi)存在較強(qiáng)的輻射水平，其軸向上的電磁輻射強(qiáng)度最大。
二、電磁輻射評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《電磁輻射防護(hù)規(guī)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(nèi)，環(huán)境電磁輻射場(chǎng)的場(chǎng)量參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)的全身平均值應(yīng)滿足表1的要求。
根據(jù)《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則一電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T10.3-1996）規(guī)定：為使公眾受到總照射劑量小于GB8702-88的規(guī)定值，對(duì)單個(gè)項(xiàng)目的影響必須限制在GB8702-88規(guī)定的功率密度限值的1/5，移動(dòng)基站的發(fā)射頻率在900MHz～2900MHz頻段，故單個(gè)基站的電磁輻射管理值是：40/5=8uW/cO。
三、WCDMA移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境的監(jiān)測(cè)
3.1 監(jiān)測(cè)方法
本次監(jiān)測(cè)在以發(fā)射天線為中心半徑50m的范圍內(nèi)，對(duì)人員可以到達(dá)的距離天線最近處可能受到影響的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)和以基站天線的主瓣方向?yàn)檠娱L線不同距離的變化值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)量時(shí)測(cè)量儀器探頭（天線）尖端距地面（或立足點(diǎn)）1.7m，與操作人員之間距離不少于0.5m。在室內(nèi)測(cè)量，一般選取房間中央位置，點(diǎn)位與家用電器等設(shè)備之間距離不少于1m。若在窗口（陽臺(tái)）位置監(jiān)測(cè)，探頭（天線）尖端在窗框（陽臺(tái)）界面以內(nèi)。在通信基站正常工作時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。每個(gè)測(cè)點(diǎn)連續(xù)測(cè)5次，每次測(cè)量時(shí)間不小于15s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)下的最大值，若監(jiān)測(cè)讀數(shù)起伏較大時(shí)，適當(dāng)延長監(jiān)測(cè)時(shí)間。
3.2 監(jiān)測(cè)基站的選取
按照基站的不同特征及所處環(huán)境的不同狀況，分別在城市人口和基站密集區(qū)、高電磁輻射背景值區(qū)、市區(qū)、縣鄉(xiāng)，按照移動(dòng)基站不同發(fā)射頻率、單站、共站情況、不同架設(shè)方式（樓頂支架、鐵塔、美化塔等）、不同等效輻射功率（標(biāo)稱功率、天線增益）、不同最大落地點(diǎn)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(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、監(jiān)測(cè)基站。此次共選取117個(gè)具有代表性基站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
3.3 監(jiān)測(cè)參數(shù)的選取
根據(jù)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702-88）要求，結(jié)合移動(dòng)通信基站的發(fā)射頻率，確定測(cè)量因子為電場(chǎng)強(qiáng)度（V/m），再轉(zhuǎn)換為評(píng)價(jià)因子功率密度（uW/cO）。
3.4 監(jiān)測(cè)儀器
此次監(jiān)測(cè)采用的儀器主要包括：NBM-550電磁分析儀（為非選頻式輻射測(cè)量儀）、EMR-300電磁分析儀（為非選頻式輻射測(cè)量儀）、SRM3000頻譜分析儀（選頻）。
3.5 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析
此次監(jiān)測(cè)的117個(gè)基站均屬新疆聯(lián)通公司，設(shè)備為華為、中興公司產(chǎn)品，主要天線架設(shè)方式為鐵塔、樓頂支架方式。監(jiān)測(cè)結(jié)果匯總表見表2。
由表2監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，建成運(yùn)行基站周圍環(huán)境的功率密度最大值為6.611uW/cO，出現(xiàn)在阿克蘇第十小學(xué)基站240°天線主瓣方向水平距離10米處，監(jiān)測(cè)的117個(gè)基站其電磁輻射值均符合《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702-88）中公眾照射導(dǎo)出限值40uW/cO要求，同時(shí)滿足《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則一電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)》（HI/T10.3-1996）中單個(gè)項(xiàng)目電磁輻射管理值8uW/cO要求?？傮w上來說，新疆WCDMA移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)周圍環(huán)境影響不大，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
四、結(jié)論與建議
4.1 結(jié)論
此次新疆地區(qū)WCDMA移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作是針對(duì)新疆地區(qū)16個(gè)地州的117個(gè)典型基站進(jìn)行電磁輻射監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明其電磁輻射值均符合相關(guān)規(guī)范要求，移動(dòng)基站引起的電磁輻射水平對(duì)環(huán)境的影響程度小，符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求。
4.2 電磁輻射防護(hù)措施建議
（1）移動(dòng)基站站址應(yīng)選在地勢(shì)相對(duì)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(yīng)有房頂設(shè)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(qū)基站應(yīng)避免天線前方近處有高大樓房而造成障礙或反射后對(duì)其周圍基站產(chǎn)生干擾；
（3）在住宅樓上建設(shè)移動(dòng)通信基站，建設(shè)前建設(shè)單位、建筑物產(chǎn)權(quán)單位或業(yè)主應(yīng)充分征求所住居民的意見：
（4）應(yīng)避免在高山上設(shè)站。在高山上架設(shè)基站干擾范圍大且易產(chǎn)生谷底“塔下黑”現(xiàn)象，如果設(shè)站應(yīng)采取相應(yīng)措施
（5）站址選擇時(shí)盡量避免附近有模擬集群系統(tǒng)或其他系統(tǒng)的基站天線，如果有，應(yīng)詳細(xì)了解其使用頻率、發(fā)射功率、天線高度等，以便頻率配置避開干擾頻點(diǎn)，防止相互干擾，不肆意污染基站附近的電磁環(huán)境；
（6）新建移動(dòng)通信基站前要預(yù)測(cè)用戶密度分布，采用最佳的頻率復(fù)用方式，合理地進(jìn)行蜂窩分裂，盡量減少基站個(gè)數(shù)；
關(guān)鍵詞：電磁輻射 移動(dòng)通信基站 環(huán)境評(píng)價(jià) 監(jiān)測(cè)
中圖分類號(hào)：TN820 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(qū)位于新疆東部，是新疆通向中國內(nèi)地的要道，自古就是絲綢之路的咽喉，近些年來隨著當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建設(shè)了一大批移動(dòng)通信基站，而通信基站的大量建設(shè)勢(shì)必會(huì)造成電磁輻射環(huán)境污染，影響人們的正常生活。為了研究新疆哈密地區(qū)移動(dòng)通信基站的電磁輻射水平，評(píng)價(jià)其危害程度和環(huán)境影響程度，本文在以往研究成果[1-11]的基礎(chǔ)上，對(duì)新疆哈密地區(qū)典型移動(dòng)基站的電磁輻射水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、總結(jié)和歸納，最終確定其對(duì)環(huán)境的影響程度。
1 移動(dòng)通信基站工作原理
移動(dòng)通信基站是連接通信網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)用戶的紐帶，負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)側(cè)的信息以無線電磁波的形式與移動(dòng)終端進(jìn)行交互，移動(dòng)通信基站天線是將傳輸線中的電磁能轉(zhuǎn)化成自由空間的電磁波，或?qū)⒖臻g電磁波轉(zhuǎn)化成傳輸線中的電磁能的專用設(shè)備。在無線通信系統(tǒng)中，天線是收發(fā)信機(jī)與外界傳播介質(zhì)之間的接口。定向GSM移動(dòng)通信基站采用三扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)天線夾角多為120°，這樣三個(gè)扇區(qū)能對(duì)四周進(jìn)行360°全覆蓋。將正北扇區(qū)標(biāo)記為A扇區(qū)，順時(shí)針方向，依次標(biāo)記為B扇區(qū)和C扇區(qū)。每個(gè)扇區(qū)有1組天線，每組有1或數(shù)根天線，其中1根為收發(fā)共用，其余天線為單收。
2 電磁輻射評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
此次監(jiān)測(cè)的依據(jù)是《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702-88），其規(guī)定的公眾照射限值如下。
（1）基本限值。
在1天24 h內(nèi)，任意連續(xù)6 min按全身平均的比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.02W/kg。
（2）導(dǎo)出限值。
在1天24 h內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場(chǎng)的參數(shù)在任意連續(xù)6 min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足表1要求。
根據(jù)《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則―電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T10.3-1996）規(guī)定：為使公眾受到總照射劑量小于GB8702-88的規(guī)定值，對(duì)單個(gè)項(xiàng)目的影響必須限制在GB8702-88規(guī)定的功率密度限值的1/5，此次監(jiān)測(cè)的移動(dòng)基站發(fā)射頻率在870-1840MHz頻段，故單個(gè)基站的電磁輻射管理值是：40/5=8μW/cm2。
3 移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)
3.1 監(jiān)測(cè)方法
本次監(jiān)測(cè)在以發(fā)射天線為中心半徑50 m的范圍內(nèi)，對(duì)人員可以到達(dá)的距離天線最近處可能受到影響的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)和以基站天線的主瓣方向?yàn)檠娱L線不同距離的變化值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)量時(shí)測(cè)量儀器探頭（天線）尖端距地面（或立足點(diǎn)）1.7 m，與操作人員之間距離不少于0.5 m。在室內(nèi)測(cè)量，一般選取房間中央位置，點(diǎn)位與家用電器等設(shè)備之間距離不少于1 m。若在窗口（陽臺(tái)）位置監(jiān)測(cè)，探頭（天線）尖端在窗框（陽臺(tái)）界面以內(nèi)。在通信基站正常工作時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。每個(gè)測(cè)點(diǎn)連續(xù)測(cè)5次，每次測(cè)量時(shí)間不小于15 s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)下的最大值，若監(jiān)測(cè)讀數(shù)起伏較大時(shí)，適當(dāng)延長監(jiān)測(cè)時(shí)間。
3.2 監(jiān)測(cè)參數(shù)的選取
根據(jù)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702 -88）要求，結(jié)合移動(dòng)通信基站的發(fā)射頻率，確定測(cè)量因子為電場(chǎng)強(qiáng)度（V/m），再轉(zhuǎn)換為評(píng)價(jià)因子功率密度（μw/cm2）。
3.3 監(jiān)測(cè)儀器
此次監(jiān)測(cè)采用的儀器主要包括：NBM-550電磁分析儀（為非選頻式輻射測(cè)量儀）、EMR-300電磁分析儀（為非選頻式輻射測(cè)量儀）、SRM3000 頻譜分析儀（選頻）。
3.4 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析
此次監(jiān)測(cè)共選擇8個(gè)典型基站進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果匯總表。（見表2）和（見圖1）
由表2和圖1監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，建成運(yùn)行基站周圍環(huán)境的功率密度最大值為0.446μW/cm2，出現(xiàn)在哈密市政公司基站290°主瓣方向20m處，監(jiān)測(cè)的8個(gè)基站123組數(shù)據(jù)其電磁輻射值在0.004～0.446μW/cm2之間，均符合《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702-88）中公眾照射導(dǎo)出限值40μW/cm2要求，同時(shí)滿足《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則-電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T10.3-1996）中單個(gè)項(xiàng)目電磁輻射管理值8μW/cm2要求?？傮w上來說，新疆哈密地區(qū)移動(dòng)通信基站電磁輻射值較低，對(duì)周圍環(huán)境影響不大，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)論與建議
4.1 結(jié)論
此次新疆哈密地區(qū)移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作選擇了8個(gè)具有代表性的典型基站進(jìn)行電磁輻射監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)得到的123組數(shù)據(jù)電磁輻射值均小于0.446μW/cm2，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明其電磁輻射值較低，符合相關(guān)規(guī)范要求，移動(dòng)基站引起的電磁輻射水平對(duì)環(huán)境的影響程度小。
4.2 防護(hù)措施建議
（1）做好合理規(guī)劃和合理布局，建設(shè)基站工程之前，應(yīng)進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià)工作，盡量避開環(huán)境敏感點(diǎn)，以防為主。
（2）移動(dòng)通信基站建設(shè)前應(yīng)對(duì)擬建地點(diǎn)以及周圍環(huán)境的電磁輻射水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其公眾照射導(dǎo)出限值的功率密度大于8 μW/cm2的地區(qū)不得建設(shè)移動(dòng)通信基站。
（3）合理選擇基站發(fā)射功率、載頻數(shù)、半功率角、下傾角、架設(shè)高度、方向角等參數(shù)，在滿足信號(hào)覆蓋的前提下，盡量降低基站發(fā)射功率。
（4）合理選擇新建基站的施工方式，優(yōu)化工程用地，合理布置施工區(qū)，減少鐵塔建設(shè)及站房建設(shè)施工對(duì)土地的占有，降低對(duì)生態(tài)的破壞，工程臨時(shí)占地在工程結(jié)束后積極實(shí)施植被恢復(fù)。
（5）在住宅樓上建設(shè)移動(dòng)通信基站，建設(shè)前建設(shè)單位、建筑物產(chǎn)權(quán)單位或業(yè)主應(yīng)充分征求所住居民的意見，發(fā)生糾紛時(shí)應(yīng)及時(shí)向居民做宣傳解釋工作。
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[9] 陸智新.泉州市移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境影響分析[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2014（5）：56-60.
關(guān)鍵詞：4G移動(dòng)通信基站；輻射環(huán)境；環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)
隨著人們對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)要求的提高和移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)通信技術(shù)已進(jìn)入4G時(shí)代。所謂4G，是第四代移動(dòng)通信技術(shù)的英文縮寫，是集3G和WLAN與一體，能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量音頻、視頻和圖像等的技術(shù)。其擁有以往技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)：通信速度更快、網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬、通信更加靈活、智能性能更高、兼容性能更平滑、實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信、頻率使用效率更高等。因此，為滿足人們對(duì)4G服務(wù)覆蓋的要求，4G移動(dòng)通信基站建設(shè)也如火如荼地進(jìn)行。然而，4G移動(dòng)通信基站的建設(shè)無疑會(huì)帶來輻射環(huán)境的變化，公眾對(duì)輻射環(huán)境的關(guān)注度也越來越高。4G移動(dòng)通信基站的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作以及處理基站的投訴日漸增加。電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境影響評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)，貫穿環(huán)境影響評(píng)價(jià)整個(gè)過程，其作為一門綜合性學(xué)科，運(yùn)用科學(xué)的監(jiān)測(cè)手段對(duì)移動(dòng)基站周圍電磁輻射水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過對(duì)電磁輻射環(huán)境現(xiàn)狀定量和系統(tǒng)的分析與評(píng)價(jià)，為環(huán)境影響評(píng)價(jià)或相關(guān)的技術(shù)問題提供有力的數(shù)據(jù)支撐。因此，正確的監(jiān)測(cè)方法和科學(xué)、客觀的評(píng)價(jià)是環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件結(jié)論是否正確的重要保障。
一、電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)
1監(jiān)測(cè)目的
了解基站周圍電磁環(huán)境現(xiàn)狀，為基站選址的環(huán)境合理性及環(huán)境影響預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐。
（1）對(duì)于擬建基站站址，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)基站周圍電磁環(huán)境現(xiàn)狀值，確定該站址是否具有電磁環(huán)境容量；
（2）對(duì)于已運(yùn)行基站，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)基站周圍電磁環(huán)境現(xiàn)狀值，確定基站周圍公眾活動(dòng)區(qū)域的電磁輻射環(huán)境是否滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
2監(jiān)測(cè)依據(jù)
根據(jù)《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702-2014）、《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）、《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》（試行）制定本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)實(shí)施細(xì)則。
3監(jiān)測(cè)對(duì)象的選取原則
監(jiān)測(cè)中選取以人口集中區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)的環(huán)境敏感程度高、與周圍公眾活動(dòng)區(qū)域水平距離小、與其他運(yùn)營商共站址、架設(shè)形式對(duì)環(huán)境影響較大的美化天線和桅桿等典型基站，且各抽測(cè)基站監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布設(shè)應(yīng)涵蓋發(fā)射天線所在天面、周圍環(huán)境敏感點(diǎn)等公眾活動(dòng)區(qū)域。所選基站應(yīng)具有代表性和包絡(luò)性。
4監(jiān)測(cè)條件
4.1 監(jiān)測(cè)天氣情況
無雪、無雨的良好天氣。
4.2監(jiān)測(cè)設(shè)備
電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備有：射頻電磁輻射分析儀、電磁輻射選頻分析儀等。各種測(cè)量儀器均應(yīng)經(jīng)過國家計(jì)量認(rèn)證部門檢定、校準(zhǔn)合格，并都在合格證的有效期內(nèi)，性能滿足工作要求。
5質(zhì)量保證
（1）測(cè)量儀器和裝置每年經(jīng)國家計(jì)量認(rèn)證部門檢定/校準(zhǔn)，檢定/校準(zhǔn)合格后方可使用；每次測(cè)量前、后均檢查儀器的工作狀態(tài)是否正常；幾臺(tái)儀器間進(jìn)行比對(duì)測(cè)試。
（2）監(jiān)測(cè)所用儀器與所測(cè)對(duì)象在頻率、量程、響應(yīng)時(shí)間等方面相符合，并保證獲得真實(shí)的測(cè)量結(jié)果。
（3）監(jiān)測(cè)布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)方法均嚴(yán)格按照《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》（試行）的要求進(jìn)行。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的選取考慮使監(jiān)測(cè)結(jié)果具有代表性，合理布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，保證各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)的科學(xué)性和可比性。
（4）監(jiān)測(cè)中異常數(shù)據(jù)的取舍以及監(jiān)測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)按照統(tǒng)計(jì)學(xué)原理處理。
（5）建立完整的文件資料。儀器的校準(zhǔn)證書、監(jiān)測(cè)布點(diǎn)圖、測(cè)量原始數(shù)據(jù)等全部保留，以備復(fù)查。
（6）嚴(yán)格實(shí)行三級(jí)審核制度，經(jīng)過校對(duì)、校核，最后由質(zhì)量負(fù)責(zé)人審定。
6 測(cè)量方法
6.1基本要求
（1）工作開始前，收集被測(cè)基站的基本信息，包括：基站名稱、編號(hào)、地理位置、基站各項(xiàng)基礎(chǔ)參數(shù)、天線架設(shè)方式、天線架設(shè)高度、天線方向角、天線下傾角、半功率角等參數(shù)。
（2）測(cè)量儀器與所測(cè)基站頻率、量程、響應(yīng)時(shí)間等方面相符合，以保證監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)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(cè)量點(diǎn)位的選擇
測(cè)量布點(diǎn)參照《電磁環(huán)境控制限值》與《輻射環(huán)境管理導(dǎo)則―電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器和方法》，并根據(jù)《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》（試行）的要求進(jìn)行。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)在以發(fā)射天線為中心半徑50m的范圍內(nèi)可能受到影響的環(huán)境敏感區(qū)域公眾可到達(dá)的距離天線最近處，環(huán)境敏感區(qū)主要包括：居民區(qū)、學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院和黨政機(jī)關(guān)等，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況可對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布設(shè)原則上設(shè)在定向天線在輻射主瓣的半功率角內(nèi)。
對(duì)于發(fā)射天線架設(shè)在樓頂?shù)幕荆跇琼敼娍苫顒?dòng)范圍內(nèi)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。
測(cè)量室內(nèi)電磁輻射環(huán)境時(shí)，一般選取房間中央位置，點(diǎn)位與家用電器等設(shè)備之間距離不少于1m。在窗口或陽臺(tái)等位置監(jiān)測(cè)時(shí)，探頭（天線）尖端在窗框或陽臺(tái)界面以內(nèi)。
6.3測(cè)量時(shí)間和讀數(shù)
測(cè)量時(shí)間：根據(jù)《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》（試行）“4.4監(jiān)測(cè)時(shí)間 在移動(dòng)通信基站正常工作時(shí)間內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，建議在8：00-20：00時(shí)段進(jìn)行”，本項(xiàng)目取每日8：00～20：00為測(cè)量時(shí)段。
測(cè)量讀數(shù)：測(cè)量過程中，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)連續(xù)讀數(shù)5次，每次測(cè)量時(shí)間不小于15s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)下的最大值。若讀數(shù)起伏較大時(shí)，適當(dāng)延長測(cè)量時(shí)間。
結(jié)果記錄：根據(jù)儀器靈敏度的不同和有效數(shù)字的選取原則，射頻電磁輻射分析儀測(cè)量值均取小數(shù)點(diǎn)后兩位記錄。
6.4測(cè)量高度
測(cè)量儀器探頭距或立足點(diǎn)1.5m。根據(jù)不同目的，可調(diào)整測(cè)量高度。
6.5記錄
監(jiān)測(cè)記錄中包括基站的位置信息記錄、基本參數(shù)記錄、測(cè)量時(shí)的天氣狀況記錄、監(jiān)測(cè)儀器記錄以及測(cè)量結(jié)果的記錄（以基站發(fā)射天線為中心，50m范圍內(nèi)的四至圖以及測(cè)點(diǎn)布置示意圖、測(cè)量點(diǎn)位具體名稱和測(cè)量數(shù)據(jù)、測(cè)量點(diǎn)位與基站發(fā)射天線的水平距離和高差）。
二、電磁輻射環(huán)境評(píng)價(jià)
根據(jù)《電磁輻射防護(hù)規(guī)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(chǎng)強(qiáng)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(guān)鍵詞： 電磁輻射；輻射場(chǎng)；數(shù)據(jù)庫
Key words： electromagnetic radiation；radiation field；database
中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）07-0210-02
0 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁輻射廣泛應(yīng)用于廣播、電視、通迅等領(lǐng)域，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類進(jìn)步，但是電氣電子設(shè)備的大量使用使人類生存空間的電磁場(chǎng)強(qiáng)度迅速增大，過量的電磁輻射會(huì)危害人體健康，電磁輻射被認(rèn)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(duì)城市市區(qū)電磁輻射的調(diào)查研究工作。本文筆者在2012年也對(duì)延安市區(qū)公眾暴露電磁輻射進(jìn)行測(cè)量，并建立了延安市區(qū)電磁輻射數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
1 電磁輻射的測(cè)量
1.1 測(cè)量儀器 工作人員運(yùn)用先進(jìn)的PMM8053P非選頻式電磁輻射分析儀，實(shí)地測(cè)量延安市市區(qū)公眾暴露環(huán)境電磁輻射水平。具體運(yùn)行情況由PAD及相關(guān)測(cè)控軟件進(jìn)行控制，并與探頭和光電數(shù)據(jù)處理器連接，操作方便，以國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)對(duì)射頻進(jìn)行采樣測(cè)量。用PMM8053P分析儀進(jìn)行實(shí)地測(cè)量的過程中，PAD和多種頻段的測(cè)量探頭可以配合使用。采用EP2330S射頻探頭，將測(cè)量精度設(shè)定為0.3V/m，對(duì)包括手機(jī)基站、電磁爐、微波爐、電視、電臺(tái)和廣播等多種頻段進(jìn)行實(shí)測(cè)，以達(dá)到環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本要求。
1.2 測(cè)量布點(diǎn)方案及結(jié)果 本次針對(duì)延安市區(qū)公眾暴露環(huán)境的測(cè)量，依據(jù)“一般電磁環(huán)境”布點(diǎn)方法進(jìn)行布點(diǎn)[2]。延安市區(qū)的地貌環(huán)境比較復(fù)雜，長、寬布局非常特殊，城區(qū)四面環(huán)山，平均寬度大致為0.5Km，地域狹長，河流、公路并行，公路兩側(cè)人口分布比較集中。在4條公路主干線上布設(shè)測(cè)量點(diǎn)，各點(diǎn)間距設(shè)計(jì)為1Km，將城區(qū)劃分成多個(gè)小方格，測(cè)量點(diǎn)就設(shè)在每個(gè)方格的中心點(diǎn)上，更換不同探頭測(cè)量了不同頻率范圍的場(chǎng)強(qiáng)值，最后用非選頻探頭直接讀出測(cè)試點(diǎn)的綜合場(chǎng)強(qiáng)值。綜合場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量結(jié)果見表1。
2 數(shù)據(jù)庫建立
微軟公司于1998年推出了Visual Foxpro 6.0可視化數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于Windows操作系統(tǒng)而設(shè)計(jì)出的小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，它的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與使用對(duì)象的操作要求更為貼近。通過Visual Foxpro 6.0來設(shè)置數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容包括：①數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；②數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)及關(guān)系設(shè)計(jì)；③表單設(shè)計(jì)；④查詢?cè)O(shè)計(jì)；⑤菜單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；⑥主程序的編制；⑦通過項(xiàng)目管理器編寫應(yīng)用程序并建立用戶界面；⑧系統(tǒng)測(cè)試。項(xiàng)目管理器屬一種組織工具，它能按既定順序及邏輯關(guān)系來組織系統(tǒng)文件，工作人員通過它運(yùn)用可視化的方法途徑來管理數(shù)據(jù)表單及數(shù)據(jù)庫。設(shè)計(jì)該數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)時(shí)，先組建項(xiàng)目文件“dcfs.pjx”，將系統(tǒng)文件存儲(chǔ)于“dcfs”目錄中，并根據(jù)“data”“form”“class”“report”“others”等文件類型進(jìn)行分類儲(chǔ)存，直觀、明朗地展示出了整個(gè)開發(fā)流程。
在下文中，筆者將一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為分析對(duì)象，對(duì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建過程進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，建立一個(gè)項(xiàng)目文件“dcfs.pjx”在其中建立數(shù)據(jù)庫“dcfsl.dbc”并建立表“dcfssjl.dbf”、“cqypltl.dbf”，電磁輻射數(shù)據(jù)表1與場(chǎng)強(qiáng)與頻率曲線圖表1分別通過這兩個(gè)數(shù)據(jù)表表示。在表“dcfssjl.dbf”中加入字段；測(cè)量點(diǎn)，溫度，濕度，頻率范圍，輻射強(qiáng)度，備注。對(duì)字段的寬度、類型進(jìn)行設(shè)置后建立測(cè)量點(diǎn)的主關(guān)鍵字。同樣在表“cqypltl.dbf”中加入字段：測(cè)量點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)與頻率曲線，設(shè)測(cè)量點(diǎn)為主關(guān)鍵字，接下來在數(shù)據(jù)庫“dcfs1.dbc”中通過關(guān)鍵字測(cè)量點(diǎn)按照一一對(duì)應(yīng)的順序建立“dcfssjl.dbf”、“cqypltl.dbf”兩個(gè)數(shù)據(jù)表，同時(shí)按要求設(shè)置參照完整性，一個(gè)比較完整的數(shù)據(jù)庫“dcfsl.dbc”便由此產(chǎn)生。根據(jù)上述編程模式，用相同的辦法就能在項(xiàng)目文件中建立其他測(cè)量點(diǎn)的電磁輻射數(shù)據(jù)表和場(chǎng)強(qiáng)與頻率曲線圖；再參照已建成的數(shù)據(jù)庫完善數(shù)據(jù)瀏覽表、數(shù)據(jù)查詢表和數(shù)據(jù)維護(hù)表，使系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)查詢以及數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。
3 數(shù)據(jù)分析
《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 9175-88）公眾暴露導(dǎo)出限值標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一級(jí)（安全區(qū)）電場(chǎng)強(qiáng)度小于5V/m，二級(jí)（中間區(qū)）電場(chǎng)強(qiáng)度小于12V/m[3]。本次設(shè)定的測(cè)量點(diǎn)總數(shù)為38個(gè)，A4點(diǎn)測(cè)得的綜合場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)在所有測(cè)點(diǎn)中是最大的，最大值是6.458V/m。工作人員進(jìn)行實(shí)地勘察后發(fā)現(xiàn)，廣播電視轉(zhuǎn)播站、通信基站就設(shè)在A4測(cè)點(diǎn)的周邊，這是該測(cè)點(diǎn)綜合場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到最大值的主要原因。即使如此，但該點(diǎn)數(shù)值仍低于二級(jí)限值。A8、C1、D1測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值大于1小于2.3，且這三點(diǎn)都集中在延安市中心，說明延安市中心的綜合場(chǎng)強(qiáng)較其它區(qū)域高，但仍低于一級(jí)限值。此次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，目前延安城區(qū)整體的公眾暴露電磁輻射環(huán)境較為清潔。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：中心；電磁輻射；監(jiān)測(cè)；環(huán)境影響；防護(hù)；措施
1 項(xiàng)目概況
新疆區(qū)域管制中心（下文簡(jiǎn)稱新疆中心）主要任務(wù)是提供航行情報(bào)，空中交通管制服務(wù)和航空器的告警服務(wù)及搜尋救援等服務(wù)，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(gè)民用機(jī)場(chǎng)以及20余個(gè)臺(tái)站?，F(xiàn)有發(fā)射設(shè)備包括VHF臺(tái)、VOR、DME導(dǎo)航臺(tái)及衛(wèi)星地面站四類（遙控臺(tái)）組成。
新疆中心空管設(shè)施大多數(shù)是在“八五”、“九五”時(shí)期配置的，設(shè)備先進(jìn)程度不高，自動(dòng)化處理能力低，擴(kuò)容能力差。難以實(shí)現(xiàn)信息的全國性聯(lián)網(wǎng)。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(xiàn)有空管設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，難以實(shí)現(xiàn)大區(qū)域信息聯(lián)網(wǎng)。⑶管制區(qū)內(nèi)VHF覆蓋存在盲區(qū)。
總之，現(xiàn)有空域的劃分方式、管理模式不合理及空管設(shè)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(duì)保證飛行安全極為不利。為此，國家有關(guān)部門決定在“十一五”期間對(duì)該中心進(jìn)行大規(guī)模技術(shù)改造。
2 電磁污染源分析與電磁輻射環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)
2.1 電磁污染源分析
項(xiàng)目建成后，新疆中心范圍內(nèi)的電磁輻射源主要由雷達(dá)、微波通信、遙控臺(tái)和衛(wèi)星地面站等組成，各電磁輻射源的基本參數(shù)見表1.3-表1.9。
2.2 電磁輻射環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)
（1）監(jiān)測(cè)儀器
對(duì)新疆中心范圍內(nèi)的雷達(dá)站、遙控臺(tái)等電磁環(huán)境進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，采用的儀器設(shè)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(qū)域電磁輻射環(huán)境背景監(jiān)測(cè)布點(diǎn)見表1.4-表1.16。
3 監(jiān)測(cè)結(jié)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(tái)站開展監(jiān)測(cè)，其結(jié)果見表1.10～1表1.19。
3.1 烏魯木齊區(qū)域管制中心擬選場(chǎng)址
【1】注：“L”表示監(jiān)測(cè)結(jié)果低于儀器靈敏度，監(jiān)測(cè)結(jié)果低于0.6V/m，未檢出，用0.6L表示，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算功率密度的靈敏度為0.1μW/cm2（以下同）。
根據(jù)區(qū)管中心電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，各點(diǎn)位綜合場(chǎng)強(qiáng)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(qū)域電磁環(huán)境良好。
3.2 庫爾勒VHF臺(tái)
庫爾勒VHF臺(tái)環(huán)境敏感點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果和典型輻射體環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果分別見表1.11和表1.19。
根據(jù)庫爾勒VHF臺(tái)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，各點(diǎn)位綜合場(chǎng)強(qiáng)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(tái)位于城市遠(yuǎn)郊機(jī)場(chǎng)內(nèi)。場(chǎng)址東側(cè)為機(jī)場(chǎng)跑道，南、北兩側(cè)均有環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，西側(cè)為進(jìn)站道路，因此選擇以衛(wèi)星地面站為中心，沿西方位作等值線監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，其最大值出現(xiàn)在衛(wèi)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(jiān)測(cè)距離的增加，距衛(wèi)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(shì)。但是總體看來，監(jiān)測(cè)結(jié)果很低，這因?yàn)樾l(wèi)星地面站以仰角49.2°面向機(jī)場(chǎng)跑道向天空發(fā)射電磁波，功率較低，這類設(shè)備電磁波傳播方向上一般不會(huì)有居民區(qū)等敏感目標(biāo)。
3.3 庫車VHF臺(tái)
庫車VHF臺(tái)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1.13。
3.4 塔中VHF臺(tái)
塔中VHF臺(tái)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1.14
3.5 且末VHF臺(tái)
且末VHF臺(tái)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1.15。
3.6 若羌VHF臺(tái)
若羌VHF臺(tái)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1.16。
根據(jù)表上述庫車、塔中、且末和若羌等4個(gè)VHF臺(tái)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，各點(diǎn)位綜合場(chǎng)強(qiáng)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(qū)域電磁環(huán)境良好。
4 電磁輻射防護(hù)措施
本著可合理達(dá)到盡量低的原則，做好新疆中心的電磁輻射防護(hù)措施，主要的措施是：
4.1 合理選址、優(yōu)化布局
本工程區(qū)管中心擬建場(chǎng)址選在空曠、偏遠(yuǎn)以及地廣人稀地段，電磁環(huán)境良好，利于管控，工作環(huán)境適宜，具備長遠(yuǎn)發(fā)展的潛力。各臺(tái)站選址符合機(jī)場(chǎng)、航路的發(fā)展規(guī)劃，大部分在交通方便，靠近水源、電源的地點(diǎn)，有人值守的臺(tái)站具備臺(tái)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(fā)揮。
4.2 合理避讓、搬遷措施
本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)和選址階段避開了鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)及密集村莊，對(duì)周圍地方規(guī)劃、設(shè)施的影響甚微，同時(shí)避開了風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、電臺(tái)、水源地、軍事設(shè)施、文物保護(hù)單位等，對(duì)居民生活影響較小。
4.3 管理措施
新疆中心在整個(gè)航空系統(tǒng)中的管理制度是比較完善的。投入運(yùn)行后，對(duì)通信維護(hù)人員、氣象情報(bào)等其他專業(yè)人員需求，將通過對(duì)空管局相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行調(diào)劑使用，并輔以少量接收相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生等手段，基本滿足中心運(yùn)行后的人員需求，在此基礎(chǔ)上，引進(jìn)中心管制員，進(jìn)一步加強(qiáng)管理。
參考文獻(xiàn)
[1]高水生，蔡意等，饒丹. 成都區(qū)域管制中心電磁輻射環(huán)境影響分析與防護(hù)措施. 環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35（10），190～194
[2]環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心編. 交通運(yùn)輸類環(huán)境影響評(píng)價(jià)（下）. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2010
作者簡(jiǎn)介
關(guān)鍵詞：汽車； 電磁干擾； 無線通信; 干擾強(qiáng)度
中圖分類號(hào)：TN92-34
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：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(shù)發(fā)展的主要方向?，F(xiàn)代汽車裝載了大量電子設(shè)備，如高性能微處理器，電子變速器、自動(dòng)巡行控制器、電子燃油噴射系統(tǒng)、車載通信娛樂及導(dǎo)航系統(tǒng)。這些電子設(shè)備工作時(shí)會(huì)向空間發(fā)射高頻電磁波，進(jìn)而對(duì)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(chǎn)生的電磁干擾不但會(huì)影響其他電子設(shè)備正常工作,也會(huì)影響汽車電氣系統(tǒng)本身的正常工作［1］。
ISM是工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療頻段，國際電信聯(lián)盟無線通信委員會(huì)規(guī)定，只要設(shè)備的發(fā)射功率低于一定值且不對(duì)其他頻段造成干擾，即可免費(fèi)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(wǎng)、藍(lán)牙、ZigBee、WirelessUSB等無線設(shè)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(duì)汽車產(chǎn)生的電磁干擾加以限制，點(diǎn)火系統(tǒng)作為主要的電磁干擾源，成為研究的重點(diǎn)［3］。本實(shí)驗(yàn)主要目的是通過分析汽車上的電磁干擾源和實(shí)測(cè)汽車在2.4 GHz頻段產(chǎn)生的輻射性電磁干擾的相對(duì)強(qiáng)度，推斷其對(duì)部署在汽車上的2.4 GHz無線通信設(shè)備的干擾作用。
1 汽車的電磁干擾源
電磁干擾產(chǎn)生于干擾源，它是一種來自外部的、并有損于有用信號(hào)的電磁現(xiàn)象［4］。汽車對(duì)車載電氣設(shè)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(shè)備，并激勵(lì)設(shè)備內(nèi)部的電路，在電路上產(chǎn)生相應(yīng)的干擾能量，使與電路發(fā)生邏輯性錯(cuò)誤，足夠強(qiáng)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(dǎo)干擾，干擾源通過電源線、信號(hào)線等線纜把干擾信號(hào)耦合到其他設(shè)備，對(duì)其他設(shè)備的正常工作造成危害。對(duì)于獨(dú)立供電的車載2.4 GHz通信設(shè)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(cè)量汽車的輻射性電磁源。
按照電磁波產(chǎn)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(huì)出現(xiàn)交替的等量異號(hào)電荷，這樣的電路就會(huì)向空間發(fā)射電磁波。電磁波在單位時(shí)間內(nèi)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(fā)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(tǒng)內(nèi)最強(qiáng)的電磁干擾源是點(diǎn)火系［6］。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，點(diǎn)火線圈次級(jí)的瞬變電壓很高，能在50 μs內(nèi)上升至35 kV?；鸹ㄈ姌O放電時(shí)，會(huì)形成強(qiáng)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(fù)載，比如各種電動(dòng)機(jī)和電磁閥。電磁閥的線圈在開路瞬間，會(huì)產(chǎn)生幾十倍于其工作電壓的反向電壓。這個(gè)反向電壓在由電感與分布電容形成的一個(gè)LC串聯(lián)振蕩電路中繼續(xù)諧振，從而產(chǎn)生諧波非常豐富的電磁輻射。這也是一個(gè)非常重要的電磁干擾源。
汽車上還存在許多觸點(diǎn)開關(guān)，由于觸點(diǎn)存在接觸電阻的原因，開關(guān)在開合時(shí)往往會(huì)產(chǎn)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(shè)備。直流電機(jī)工作時(shí)，炭刷和整流子也會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的火花，在很寬的頻率范圍內(nèi)引起輻射性電磁干擾。汽車的雨刮電機(jī)普遍用直流電機(jī)，對(duì)外產(chǎn)生的干擾也較強(qiáng)［8］。
2 汽車的輻射性電磁干擾的測(cè)定與分析
2.1 測(cè)量方法
在2.4 GHz頻段上，分別測(cè)量汽車所處環(huán)境的電磁波功率和汽車在同一環(huán)境工作時(shí)的電磁波功率。通過對(duì)比這兩個(gè)值，可得到汽車在2.4 GHz頻段產(chǎn)生電磁干擾的相對(duì)強(qiáng)度。
2.2 測(cè)量過程
測(cè)量過程如下：
(1) 安裝頻譜分析儀。頻譜分析儀有一個(gè)運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)的記錄軟件和驅(qū)動(dòng)程序。首先啟動(dòng)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(tǒng)提示找到新硬件后安裝頻譜分析儀的驅(qū)動(dòng)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(cè)量環(huán)境噪聲。將頻譜分析儀的天線放在副駕駛位置上，啟動(dòng)筆記本電腦并運(yùn)行頻譜分析儀的記錄軟件，在記錄軟件上設(shè)置頻譜分析儀的各項(xiàng)參數(shù)，開啟頻譜分析儀的峰值保持功能，關(guān)閉汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和所有車載電器設(shè)備，連續(xù)測(cè)量3 min，將測(cè)量結(jié)果記錄為“環(huán)境噪聲”。
關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信基站；電磁輻射；環(huán)境影響
0 引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及社會(huì)的不斷進(jìn)步，手機(jī)的使用越來越普遍，給人們的生活帶來了極大便利。當(dāng)前，為了提高接收單元的靈敏度，滿足人們對(duì)手機(jī)信號(hào)的需求，移動(dòng)通信基站的建設(shè)越來越多，其產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)周圍環(huán)境的影響越來越受人們的重視。因此，必須要對(duì)移動(dòng)通信基站的電磁輻射環(huán)境影響進(jìn)行分析。基于此，本文展開了研究和介B。
1 研究對(duì)象與方法
1.1 研究對(duì)象
結(jié)合某市移動(dòng)通信基站的實(shí)際建設(shè)情況，選取具有代表性的樓頂抱桿等9種不同類型共504個(gè)典型基站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，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(shù)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(shù)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(cè)基站均為定向天線，有單一站，也有共址站，發(fā)射頻率涵蓋目前電信、移動(dòng)、聯(lián)通所有2G、3G網(wǎng)絡(luò)（基站功率為15W/扇區(qū)～20W/扇區(qū)，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(cè)定儀器采用德國Narda公司生產(chǎn)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(yīng)寬帶探頭，量程0.01V/m～800V/m，響應(yīng)頻率100kHz～3GHz。測(cè)定方法嚴(yán)格按照《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)），選擇在移動(dòng)基站話務(wù)量較高的8：00～20：00時(shí)段。
1.3 布點(diǎn)方法
監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)在天線主瓣方向上，距天線所在樓底或塔底50m范圍內(nèi)（特殊研究除外）。由于基站近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)一般無人活動(dòng)，且天線架設(shè)高度較高，有一定下傾角。因此，不考慮近場(chǎng)影響，重點(diǎn)研究電磁輻射對(duì)公眾活動(dòng)較多的地面遠(yuǎn)場(chǎng)輻射影響。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)見圖1。
圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
采用IBMSPSS22.0軟件。經(jīng)正態(tài)性、方差齊性檢驗(yàn)，所得測(cè)量結(jié)果非正態(tài)、方差不齊，故均以中位數(shù)表示，組與組之間的比較采用Mann-Whitney和Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，選取a=0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn)。
2 結(jié)果與討論
2.1 地面電磁輻射總體強(qiáng)度分析
選取的504個(gè)典型基站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果表明，地面50m范圍內(nèi)電磁輻射最大功率密度值為4.5μW/cm2，遠(yuǎn)低于40μW/cm2，符合《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702―2014）中公眾曝露控制限值。監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1。
表1 移動(dòng)通信基站功率密度監(jiān)測(cè)結(jié)果μW/cm2
天線架設(shè)方式不同，地面測(cè)得的電磁輻射值有一定差異。由表1可知，50m范圍內(nèi)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(shè)高度有關(guān)，根據(jù)電磁波衰減理論，天線掛高越高，到達(dá)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(shè)類型提供了技術(shù)依據(jù)，在能夠滿足信號(hào)覆蓋要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能選擇落地塔為主要架設(shè)方式，可以最大限度減少基站電磁輻射對(duì)地面的影響。同時(shí)正與某市政府在《市政府關(guān)于進(jìn)一步加快信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》中“合理預(yù)留公眾通信基站（含廣播電視設(shè)施）建設(shè)場(chǎng)地，結(jié)合道路改造，充分利用綠化帶建設(shè)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(shè)納入到各類設(shè)施建設(shè)規(guī)劃中。
2.2 50m范圍內(nèi)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(xiàn)先增加后逐漸減小的趨勢(shì)，這與很多研究學(xué)者結(jié)論基本一致。然而對(duì)于不同塔型而言，受天線架設(shè)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(cè)試比例35%，電磁輻射地面水平分布呈現(xiàn)隨距離增加功率密度值先增大后趨于背景水平，30m處達(dá)到最大值0.126μW/cm2，而后降低趨于0.1μW/cm2。樓頂美化天線，測(cè)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(cè)試50m范圍內(nèi)未見峰值。樓頂景觀塔、樓頂角鋼塔和樓頂四角塔變化趨勢(shì)與樓頂美化天線相似。樓頂拉線塔，測(cè)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(wěn)定。
由于基站天線為板狀構(gòu)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(dá)。因此，樓（塔）底功率密度最低，一般處于環(huán)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(cè)試結(jié)果顯示出相反特征，均出現(xiàn)了一個(gè)相對(duì)較大值，分別為0.127μW/cm2和0.093μW/cm2。這2種架設(shè)方式0m處功率密度SD值（標(biāo)準(zhǔn)偏差，用以衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度）為0.145～0.383，較其他SD值明顯偏大，說明測(cè)試結(jié)果間離散程度較大，易受周邊環(huán)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(fā)現(xiàn)在一定距離，如100m監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)2個(gè)峰值，與上文所述樓頂美化天線等4種特征表現(xiàn)相似。因此，為進(jìn)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(guān)技術(shù)參數(shù)表見表2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)條件，點(diǎn)位布設(shè)距離基站增設(shè)至100m。
表2 典型基站技術(shù)參數(shù)表
由表2可知，2個(gè)典型基站電磁輻射強(qiáng)度最大投射點(diǎn)均在50m外，在地面100m范圍內(nèi)水平分布趨勢(shì)呈先上升后下降的趨勢(shì)，基本符合電磁波衰減規(guī)律，然而在規(guī)范要求的50m監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)未達(dá)到最大值，基站在距離70m處出現(xiàn)最大值0.51μW/cm2，基站B在距離60m處出現(xiàn)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(gè)典型基站中基站A天線相對(duì)高度較高，電磁輻射地面強(qiáng)度則較低，與之前得出的結(jié)論也一致?；綛電磁輻射分布出現(xiàn)兩個(gè)峰值，在距離10m處出現(xiàn)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(xiàn)個(gè)別相對(duì)較高值點(diǎn)，之后受塔高、天線俯角等共同作用，主瓣區(qū)域覆蓋到地面，出現(xiàn)覆蓋高值。
3 結(jié)語
綜上所述，當(dāng)前，城市移動(dòng)通信基站的建設(shè)越來越密集，其電磁輻射對(duì)環(huán)境及人們的身體健康具有極大的影響。為了使公眾對(duì)基站電磁輻射有更深入正確的認(rèn)識(shí)，避免引起不必要的恐慌，基站的電磁輻射強(qiáng)度和特點(diǎn)的研究顯得尤為重要。通過實(shí)例表明：（1）天線架設(shè)方式不同，地面電磁輻射強(qiáng)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(cè)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(qiáng)度分布隨距離增大呈現(xiàn)先增加后逐漸減小的趨勢(shì)。部分基站受天線塔高、俯角等共同作用，主瓣區(qū)域在地面的最大投射點(diǎn)會(huì)在50 m 范圍外。
參考文獻(xiàn)
