移動(dòng)通信基站電磁污染防治

歐 頻彭 崇劉慶云俞添虹岑 旭何賢文

（1.惠州市職業(yè)病防治院，廣東 惠州 516008；2.廣西壯族自治區(qū)輻射環(huán)境監(jiān)督管理站，廣西 南寧 530222；3.北京市輻射安全技術(shù)中心，北京 100089；4.深圳市瑞達(dá)檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518055）

移動(dòng)通信基站電磁污染防治

歐 頻1彭 崇2劉慶云3俞添虹4岑 旭2何賢文2

（1.惠州市職業(yè)病防治院，廣東 惠州 516008；2.廣西壯族自治區(qū)輻射環(huán)境監(jiān)督管理站，廣西 南寧 530222；3.北京市輻射安全技術(shù)中心，北京 100089；4.深圳市瑞達(dá)檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518055）

目的：防止移動(dòng)通信基站電磁污染，促進(jìn)移動(dòng)通信健康和諧發(fā)展，保障公眾身體健康。方法：通過分析研究移動(dòng)通信基站通信原理及其電磁特性獲得電磁污染防治措施。結(jié)論：移動(dòng)通信基站可通過科學(xué)選址、合理架設(shè)天線及定期檢測(cè)防治電磁污染。結(jié)果：經(jīng)移動(dòng)通信基站電磁電磁環(huán)境水平超標(biāo)防治實(shí)例驗(yàn)證，所提出的防治措施是有效的。

移動(dòng)通信基站；電磁污染；電磁特性；防治措施

隨著移動(dòng)通信事業(yè)的快速發(fā)展，移動(dòng)通信基站的建設(shè)數(shù)量越來越多。這有力地保障了移動(dòng)通信信號(hào)有效覆蓋，同時(shí)也逐漸引發(fā)了人們對(duì)移動(dòng)通信基站電磁污染越來越多的關(guān)注，因之導(dǎo)致的糾紛頻頻發(fā)生。據(jù)國(guó)家環(huán)保部統(tǒng)計(jì)，每年各省發(fā)生的移動(dòng)通信基站電磁污染糾紛數(shù)量都在近百起[1]。做好移動(dòng)通信基站電磁污染防治工作，對(duì)于防止移動(dòng)通信基站電磁污染對(duì)公眾健康造成危害，減少移動(dòng)通信基站電磁污染糾紛，促進(jìn)移動(dòng)通信事業(yè)健康和諧發(fā)展具有重要意義。

本文旨在通過結(jié)合通信基站電磁特性對(duì)其電磁污染提出防治措施并進(jìn)行實(shí)例分析研究，以為移動(dòng)通信基站電磁污染緩解工作提供借鑒與指導(dǎo)方法。

1 電磁輻射危害

移動(dòng)通信基站須向周邊環(huán)境中發(fā)射和接受一定強(qiáng)度的電磁波以實(shí)現(xiàn)無線通信。電磁輻射（電磁波）是在空間傳播的能量流，是一種污染因素，當(dāng)強(qiáng)度超過一定水平時(shí)將成為電磁污染[2]。移動(dòng)通信基站工作頻段位于微波頻段，對(duì)人體健康的影響主要是熱效應(yīng)。為保護(hù)公眾健康，環(huán)境保護(hù)部門已制訂電磁環(huán)境水平限值標(biāo)準(zhǔn)，移動(dòng)通信基站相應(yīng)的公眾曝露控制限值水平見表1[3]。

表1 移動(dòng)通信基站電磁輻射公眾曝露控制限值

2 電磁特性

2.1 電磁源

移動(dòng)通信基站的硬件設(shè)備主要由接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、天線和饋線等組成，周邊電磁環(huán)境水平來自發(fā)射機(jī)及天饋線接頭處的電磁能泄露和天線發(fā)射的電磁波。一般情況下，發(fā)射機(jī)及天饋線接頭處的電磁泄露量較小且影響范圍有限，移動(dòng)通信基站周邊電磁環(huán)境水平主要是天線輻射的電磁波貢獻(xiàn)的。

2.2 天線電磁輻射

移動(dòng)通信基站天線通常采用 3扇區(qū)制，每塊板狀定向天線向特定空間輻射電磁波，電磁輻射水平方向圖呈三葉草形狀。在典型定向天線輻射的方向圖中，通常存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的瓣，其中最大方向葉為主瓣，處于主瓣反方向位置的方向葉為后瓣，其余方向的方向葉為副瓣。定向天線方向性很強(qiáng)，主瓣方向（軸向方向）電磁輻射水平遠(yuǎn)高于非主瓣方向電磁輻射水平。

2.3 電磁場(chǎng)

根據(jù)電磁場(chǎng)與電磁源的關(guān)系，通常用式（1）將移動(dòng)通信基站電磁場(chǎng)劃分近區(qū)場(chǎng)和遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)：

R-距電磁源距離，m

D-天線最大尺寸，m

λ—波長(zhǎng)，m

與電磁源距離小于R的區(qū)域?yàn)榻鼌^(qū)場(chǎng)，大于R的區(qū)域則為遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)。

在近區(qū)場(chǎng)，電磁能儲(chǔ)存在近區(qū)場(chǎng)中，電磁強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度大，電場(chǎng)強(qiáng)度及磁場(chǎng)強(qiáng)度隨與電磁源距離增大迅速變??；在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，電磁能向外輻射，電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度隨距離的增大變化相對(duì)緩慢地減弱且存在固定的比例關(guān)系。天線遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)軸向功率密度dS可用式（2）[5]預(yù)測(cè)：

P—發(fā)射功率，W

G—天線增益，倍數(shù)

d—關(guān)注點(diǎn)與天線軸向距離，m

發(fā)射機(jī)及天饋線接頭處電磁能泄露處的附近區(qū)域通常為近區(qū)場(chǎng)。

3 防治措施

基于工作原理及電磁特性，在移動(dòng)通信基站建設(shè)各階段采取下列措施防治電磁污染。

3.1 科學(xué)選址

移動(dòng)通信基站建設(shè)應(yīng)科學(xué)選址以便從源頭上防止電磁污染。首先選址盡可能地避開中小學(xué)校、幼兒園、居民密集區(qū)域等敏感目標(biāo)。對(duì)于擬計(jì)劃在中小學(xué)、幼兒園、居民區(qū)等敏感區(qū)域建設(shè)的移動(dòng)通信基站，應(yīng)另行選址建設(shè)，確實(shí)因移動(dòng)通信需要而無法避免時(shí)，則應(yīng)優(yōu)化調(diào)整移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，盡可能地降低對(duì)敏感目標(biāo)的影響；其次，做好電磁環(huán)境水平現(xiàn)狀調(diào)查工作，避免在高水平區(qū)域建設(shè)移動(dòng)通信基站，確實(shí)因移動(dòng)通信需要而無法避免時(shí)，須采取各種措施確保電磁環(huán)境容量不超過限值水平。

3.2 合理架設(shè)天線

移動(dòng)通信基站周邊環(huán)境電磁環(huán)境水平主要是天線輻射貢獻(xiàn)的，合理架設(shè)天線可顯著降低周邊電磁環(huán)境水平。合理架設(shè)天線首先要合理則選擇架設(shè)位置，盡量避免對(duì)周邊保護(hù)目標(biāo)產(chǎn)生不必要的影響；其次劃定好保護(hù)區(qū)。從偏安全角度考慮，周邊所有保護(hù)目標(biāo)均應(yīng)位于移動(dòng)通信基站水平保護(hù)距離和垂直保護(hù)距離所劃定的保護(hù)區(qū)之外，保護(hù)區(qū)可按式（3）、（4）及（5）預(yù)測(cè)：

Sd—電磁環(huán)境管理目標(biāo)值，8μW/cm2

L—水平約束距離，m

H—垂直約束距離，m

α—天線下傾角，度

θ—垂直半功率角，度

另外，盡量避免天線主瓣方向直接照射保護(hù)目標(biāo)，若不能避免，則應(yīng)選擇功率小的發(fā)射機(jī)、增益較小的天線及增加天線高度等措施以盡可能合理低地降低對(duì)保護(hù)目標(biāo)的影響。

3.3 定期檢測(cè)

對(duì)投入運(yùn)行的移動(dòng)通信基站，應(yīng)將電磁環(huán)境水平監(jiān)測(cè)納入日常工作，實(shí)施定期檢測(cè)，對(duì)人口密集區(qū)的移動(dòng)通信基站加大檢測(cè)頻次。對(duì)電磁環(huán)境水平超標(biāo)的移動(dòng)通信基站加以分析研究，找出導(dǎo)致電磁環(huán)境水平過高的原因，在確保通信質(zhì)量的前提下，采取有效的防治措施，如改變天線架設(shè)位置、增加天線掛高、降低發(fā)射功率、調(diào)整天線方位角、屏蔽發(fā)射機(jī)及天饋線接頭處的電磁泄露等多種措施，將電磁環(huán)境水平降至盡可能合理低水平。

4 防治實(shí)例

某GSM900移動(dòng)通信基站位于一民房5樓頂，四周為民房，標(biāo)稱發(fā)射功率為40W，實(shí)際發(fā)射功率為20W。天線高度3.5m，方位角為15°/100°/210°，增益G為15dBi，下傾角α為2°，垂直半功率角度θ為9°，水平半功率角φ為65°。天饋系統(tǒng)損耗約為2.25dBi。周邊無其他電磁源。

按《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》（試行），對(duì)周邊保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行電磁環(huán)境水平檢測(cè)，見圖1。檢測(cè)結(jié)果表明北側(cè)相鄰民房電磁環(huán)境水平超過單個(gè)移動(dòng)通信基站建設(shè)項(xiàng)目的電磁環(huán)境管理目標(biāo)值。由式（3）、（4）、（5）及該移動(dòng)通信基站給定的參數(shù)，可知其水平保護(hù)距離為19.4m，垂直保護(hù)距離為2.2m，北側(cè)相鄰民位于保護(hù)區(qū)內(nèi)。為防治這一情況，在確保通信質(zhì)量的前提下，結(jié)合周邊保護(hù)目標(biāo)情況，將板狀定向天線方位角調(diào)整為120°/210°/300°，再次進(jìn)行檢測(cè)。調(diào)整前后的檢測(cè)結(jié)果見表2。

Prevention measures for electromagnetic pollution caused by mobile communication base station

In order to prevent electromagnetic pollution caused by mobile communication base station, promote healthy and harmonious development of mobile communication and protect the public health, prevention measures are obtained in this paper by analyzing and researching principle of mobile communication and its electromagnetic characteristics. Electromagnetic pollution can be prevented by scientific location, reasonably setting up the antenna and regular detection. The measures are proved to be effective by alleviating the case of electromagnetic environment level exceeding the standard.

Mobile communication base station; electromagnetic pollution; electromagnetic characteristics; prevention measures

圖1 某移動(dòng)通信基站周邊保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行電磁環(huán)境水平檢測(cè)示意圖

X505

A

1008-1151(2016)07-0041-02

2016-06-11

歐頻（1983－），男，供職于惠州市職業(yè)病防治院，從事輻射檢測(cè)與評(píng)價(jià)工作。