選頻測(cè)量系統(tǒng)在電磁輻射安全防護(hù)中的應(yīng)用

摘要：選頻測(cè)量系統(tǒng)能在未知的電磁環(huán)境中，例如所謂的“公共區(qū)域”，即幾個(gè)移動(dòng)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商共同使用一個(gè)天線場(chǎng)地顯示出區(qū)域整體的暴露電平和各個(gè)服務(wù)供應(yīng)商所占的比例。通過選頻的測(cè)量可以精確地將服務(wù)供應(yīng)商分解到單獨(dú)的頻段上，并了解每一頻段對(duì)整體區(qū)域輻射的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：選頻測(cè)量；移動(dòng)通信；基站；電磁輻射

中圖分類號(hào)：X34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）06-0239-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.142

Abstract：Selective frequency measurement systems can be used in unknown electromagnetic environments， such as the so-called “public areas，” where several mobile service operators use one antenna site together to show the overall exposure level of the area and the total number of service providers. proportion. Through frequency-selective measurements， service providers can be accurately decomposed into separate frequency bands and their contribution to overall area radiation can be understood in each frequency band.

Keywords：Frequency-selective measurement；Mobile communication； Base station； Electromagnetic radiation

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們生活水平的不斷提高，移動(dòng)通訊事業(yè)飛速發(fā)展，移動(dòng)通信基站等電磁輻射設(shè)施越來越密集，有的通信基站建設(shè)在人口密集的城市中心區(qū)域，有的甚至安裝在居民樓頂。這些電磁輻射設(shè)施在為人們生活提供了極大便利的同時(shí)，移動(dòng)通信基站電磁輻射對(duì)人們的影響也同樣受到重視。由于公眾對(duì)電磁輻射的擔(dān)憂恐懼，對(duì)移動(dòng)通信基站電磁輻射的投訴日益劇增[1]。

為了掌握移動(dòng)通信基站對(duì)環(huán)境的影響，減少人們對(duì)移動(dòng)通信基站電磁輻射產(chǎn)生的不必要的恐慌，本文以由人工產(chǎn)生電磁輻射的典型電磁輻射設(shè)施移動(dòng)通信基站為例，了解區(qū)域整體輻射水平及單個(gè)運(yùn)營(yíng)商在其使用頻段上對(duì)整體區(qū)域輻射的貢獻(xiàn)。

1 移動(dòng)通信基污染源分析

移動(dòng)通信基站工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響主要來自于主體設(shè)備、傳輸線路、天線的電磁輻射。

基站室內(nèi)部分的主要設(shè)備由基站控制器、信號(hào)發(fā)射機(jī)、功率放大器、部分饋線等構(gòu)成，由于在設(shè)計(jì)、制造這些設(shè)備時(shí)已采取了較好屏蔽措施，并且設(shè)備放置在機(jī)房?jī)?nèi)，經(jīng)過墻體和機(jī)房門的屏蔽，對(duì)周圍環(huán)境造成電磁輻射影響幾乎可以忽略不計(jì)[2]。

根據(jù)基站工作原理及工作頻段可知：基站運(yùn)行時(shí)，首先基站的接收天線接收來自環(huán)境的上行頻段的電磁波信號(hào)，然后發(fā)射天線向環(huán)境發(fā)射下行頻段的電磁波信號(hào)，發(fā)射天線將饋線中的高頻電磁能轉(zhuǎn)化成自由空間的電磁波，電磁波承載著能量向周圍空間傳播，形成電磁輻射。因此，移動(dòng)通信基站對(duì)周圍環(huán)境的影響主要是由下行頻段范圍內(nèi)的電磁波輻射所產(chǎn)生的。因此，電磁輻射源是基站發(fā)射天線。

移動(dòng)通信基站大多采用三扇區(qū)定向天線，每個(gè)扇區(qū)天線夾角多為120°，每個(gè)扇區(qū)有一組天線，每組有一根或者數(shù)根天線且可實(shí)現(xiàn)不同制式基站信號(hào)收發(fā)共用。有時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小還采用全向天線，例如室內(nèi)分布系統(tǒng)。

天線的架設(shè)方式可分為：地面塔、樓面塔、樓頂單桿、落地?zé)魲U、美化樹等。

2 電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與分析

2.1 監(jiān)測(cè)依據(jù)

以《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》《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)》《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》作為監(jiān)測(cè)依據(jù)。

2.2 監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》中公眾總的受照射劑量限值規(guī)定。在每天24h內(nèi)，電磁輻射場(chǎng)的場(chǎng)量參數(shù)在任意連續(xù) 6min 內(nèi)的平均值應(yīng)滿足下列要求。頻率范圍：30～ 3000 MHz，電場(chǎng)強(qiáng)度12V/m，等效平面波功率密度0.4W/m2。

《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)》規(guī)定公眾總的受照射劑量包括各種電磁輻射對(duì)其影響的總和，即包括項(xiàng)目建設(shè)可能或已經(jīng)造成的影響，還要包括已有背景電磁輻射的影響。總的受照射劑量限值不應(yīng)大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8702的要求[3]。

單個(gè)基站環(huán)境管理限值選取場(chǎng)強(qiáng)限的，即 5.4V/m；功率密度限值的 1/5，即0.08 W/m2 作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 監(jiān)測(cè)儀器

采用德國(guó) NARDA 電磁輻射測(cè)量?jī)x NBM550主機(jī)與EF0391探頭，頻率范圍為0.1～3000MHz，量程為 0.2～320V /m， 檢出限為 0. 2V /m （ 功率密度S <1.06 × 10 -4W /m2，S = E2 /377） ；德國(guó)NARDA 電磁輻射選頻分析儀SRM3006與3502/01三維全向電場(chǎng)探頭，頻率范圍為420～6000MHz，量程為0.14mv/m～160V/m，檢出限為 0.14mV /m。儀器由中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院檢定，測(cè)試時(shí)在檢定有效期內(nèi)。另配激光測(cè)距儀、GPS 等輔助儀器。

2.4 監(jiān)測(cè)方法

監(jiān)測(cè)時(shí)間選為當(dāng)日話務(wù)量高峰時(shí)段08：00～ 20：00。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)發(fā)射天線主瓣方向，且高度與天線掛高相近的建筑物的室內(nèi)外及地面人群活動(dòng)場(chǎng)所。點(diǎn)位布設(shè)遵循最不利原則即距離基站最近處、可到達(dá)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2.5 監(jiān)測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

本次驗(yàn)收現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)首先采用的NBM550/EF0391綜合場(chǎng)強(qiáng)儀頻率響應(yīng)為0.1～3000MHz，可將一個(gè)點(diǎn)位的由基站、廣播、電視及其他工作在這個(gè)頻段內(nèi)的電磁輻射體產(chǎn)生的電磁輻射全部涵蓋在內(nèi)；SRM-3006磁輻射選頻分析儀頻率響應(yīng)為420MHz～6GHz，可監(jiān)測(cè)一個(gè)點(diǎn)位的某個(gè)頻點(diǎn)或某一頻段范圍內(nèi)電磁輻射體產(chǎn)生的電磁輻射[4]。

在實(shí)際監(jiān)測(cè)過程中，如遇到利用綜合場(chǎng)強(qiáng)儀監(jiān)測(cè)結(jié)果大于5.4 V /m 或等效平面波功率密度大于0.08W/m2的情況，也不能直接下結(jié)論監(jiān)測(cè)結(jié)果超標(biāo)，還應(yīng)利用SRM-3006電磁輻射選頻分析儀進(jìn)行復(fù)核：如復(fù)核監(jiān)測(cè)結(jié)果綜合場(chǎng)強(qiáng)小于5.4 V /m或等效平面波功率密度小于0.08W/m2，則說明該點(diǎn)位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)。如復(fù)核監(jiān)測(cè)結(jié)果大于0.08W/m2，則說明該點(diǎn)位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)，建設(shè)單位應(yīng)對(duì)該基站進(jìn)行整改。

因此，本次監(jiān)測(cè)基站電磁輻射現(xiàn)狀的方法是保守、安全、可行的。也可以得出電磁輻射寬帶測(cè)量只能得到一個(gè)測(cè)量結(jié)果，即包含所有服務(wù)的總場(chǎng)強(qiáng)。如果測(cè)得的場(chǎng)強(qiáng)超過了限值，則寬頻測(cè)量?jī)x不能進(jìn)行頻譜分析。而選頻測(cè)量是完全不同的，每一個(gè)服務(wù)所對(duì)應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)大小都可以獲取到，在以后的電磁輻射現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)與監(jiān)管中選頻測(cè)量已是不可或缺的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳秋遐，周立強(qiáng)，楊文棟.移動(dòng)通信基站電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)淺析[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2012，（7）：10.

[4]程小蘭，胡軍武.電磁輻射的污染與防護(hù)[J].放射學(xué)實(shí)踐，2014，29（06）：711-714.

收稿日期：2018-05-30

作者簡(jiǎn)介：呂映賦（1989-），男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)檩椛洵h(huán)境監(jiān)測(cè)方面。