移動(dòng)基站電磁輻射對(duì)環(huán)境影響的建模仿真及分析研究

【摘要】本文利用電磁波傳播理論以及《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/T 10.3———1996），建立了兩個(gè)移動(dòng)基站電磁輻射模型，以基站天線發(fā)射功率20w為例，分別計(jì)算出了符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的安全距離。將兩個(gè)計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析，我們得到當(dāng)基站與測(cè)量點(diǎn)距離大于14.63m時(shí)，電磁輻射值符合《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175———88）。根據(jù)理論模型作成專(zhuān)用于計(jì)算移動(dòng)基站電磁輻射的軟件，便于基站建設(shè)者使用。同時(shí)，依照理論數(shù)據(jù)對(duì)移動(dòng)基站電磁輻射對(duì)傳播環(huán)境的影響進(jìn)行了分析，并給出一些建議。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)基站環(huán)境安全電磁輻射模型軟件仿真

一、引言

隨著通信需求量的增加，為保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)覆蓋和通信質(zhì)量，興建了大量的基站，這同時(shí)增加了環(huán)境中電磁輻射水平，引起了社會(huì)對(duì)電磁輻射對(duì)公眾健康的影響的廣泛關(guān)注。因此，探究基站電磁輻射對(duì)環(huán)境及公眾健康的影響意義重大。對(duì)于處于不同的地形地貌、環(huán)境、地區(qū)等的不同類(lèi)型的基站天線，電磁輻射也各不相同，實(shí)地測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要對(duì)于具體移動(dòng)通信基站天線輻射的電磁場(chǎng)值的大小和分布情況，才能研究電磁污染程度，從而確定通信基站選址是否合適。本文從理論數(shù)值計(jì)算方面分析和研究，模擬基站天線電磁輻射過(guò)程。實(shí)用軟件進(jìn)行仿真，節(jié)省更多的人力，物力，財(cái)力。更高效，合理，全面的建立基站。此模型的建立與推廣應(yīng)用對(duì)通信基站的輻射環(huán)境管理，設(shè)計(jì)建設(shè)，環(huán)境影響預(yù)測(cè)和評(píng)估具有重要指導(dǎo)意義，對(duì)誠(chéng)城市可持續(xù)發(fā)展，城市電磁輻射環(huán)境規(guī)劃和保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)意義和深刻影響。

二、國(guó)家頒布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家環(huán)境保護(hù)局、衛(wèi)生部頒發(fā)了《公眾照射導(dǎo)出限值》（GB8702-88）與《環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175-88）兩個(gè)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并頒布了《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》、《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》兩項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1997年3月，又發(fā)布國(guó)家環(huán)境保護(hù)18號(hào)令及《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》等。

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“電磁輻射防護(hù)規(guī)定”（GB8702-88）規(guī)定：在一天24小時(shí)內(nèi)，電磁輻射場(chǎng)量在任意連續(xù)6 min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足（30～3000MHz）：

職業(yè)照射≤2W/m2=200滋w/cm2

公眾照射≤0.4W/m2=40滋w/cm2

三、模型建立

3.1電磁輻射模型一：理論預(yù)測(cè)模型

自由空間是指一種理想、均勻的、各項(xiàng)同性的介質(zhì)空間，當(dāng)電磁波在該介質(zhì)中傳播時(shí)，不發(fā)生反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象，只存在電磁波能量擴(kuò)散而引起的傳播損耗。

電磁波在自由空間中的傳播損耗公式為：

Ls=32.45+20lgr（Km）+20lgf（MHz）

式中：Ls———電磁波在自由空間的損耗；r———天線軸向與被測(cè)點(diǎn)的直線距離；f———電磁波的頻率；

測(cè)試點(diǎn)實(shí)際接收的電磁波接受功率為：

從表四的預(yù)測(cè)結(jié)果中看出，當(dāng)遠(yuǎn)場(chǎng)軸向距離為14.63m時(shí)，符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，功率密度已下降到0.08W/m2以下。

兩個(gè)模型得到的安全距離大致吻合，也就是說(shuō)，當(dāng)場(chǎng)點(diǎn)距離大于14.63m以后，都符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，移動(dòng)基站的電磁輻射不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。

四、軟件仿真

在實(shí)際操作中，模型的計(jì)算比較繁瑣，而將理論模型導(dǎo)入軟件，制出專(zhuān)門(mén)分析移動(dòng)基站電磁輻射的軟件，便于我們對(duì)移動(dòng)基站的選址、估算。

我們利用VC++中MFC應(yīng)用程序框架制作軟件進(jìn)行仿真，將上述兩個(gè)模型導(dǎo)入軟件中，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算，只有當(dāng)兩個(gè)模型的求解值都滿足國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才輸出可以建立基站。

在圖3中輸入相應(yīng)參數(shù)。

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