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移动通信基站电磁辐射影响因子分析

发布时间:2018-08-25 12:02所属分类:理工论文浏览:1

摘要:电磁波辐射已成为噪声污染之后,又一种物理性污染,尤其是基站的辐射更令民众惊骇。基站电磁辐射强度究竟受哪些因素的影响和制约,值得深究和探讨。文章通过大量调查和专业电磁辐射测量仪的监测分析基站电磁辐射的影响因子。 关键词:通信基站,电磁辐射,

  摘要:电磁波辐射已成为噪声污染之后,又一种物理性污染,尤其是基站的辐射更令民众惊骇。基站电磁辐射强度究竟受哪些因素的影响和制约,值得深究和探讨。文章通过大量调查和专业电磁辐射测量仪的监测分析基站电磁辐射的影响因子。

  关键词:通信基站,电磁辐射,影响因子

  1概述

  据工信部报道,我国的手机用户近几年大量增加,从2014年的智能手机用户首次超过5亿,到2016年7月可移动电话用户总量达到13.04亿户,并继续向上增长。为满足移动通信的顺畅及全面性覆盖,电信运营商需要人员流动的密集区增加基站建设。基站的增加一方面满足移动信号的清晰度,另一方面,基站的电磁波辐射污染也引起民众的恐慌,甚至出现基站建设过程中被周围居民阻挠,强行拆除等行为[1-2]。

  1.1移动通讯基站

  通讯基站是无线电台站的一种形式,指在一定的覆盖区域内,通过移动通信交换中心,与移动电话终端进行信息传递的无线电收发电台[1]。一个完整的基站收发台包括无线发射/接收设备、天线和所有无线接口特有的信号处理部分。基站覆盖半径为0.5~0.8km,城市边缘地区的基站覆盖半径为2~3km,农村普通覆盖为4~6km[2]。

  1.2电磁辐射污染

  人类使用产生电磁辐射的器具而泄露的电磁能量流传播到室内外空间中,其量超出环境本底值,且其性质、频率、强度和持续时间等综合影响而引起周围人群的不适感,并使健康和生态环境受到损害。电磁辐射是一种物理现象,是能量以电磁波形式由源发射到空间的现象,不能静止地存在于空间某处,人类工作和生活的环境可以说充满电磁辐射。

  2电磁辐射对人体健康危害

  电磁辐射是否对人体有害主要取决于两个因素:一是看电磁辐射频率的高低,二是看电磁辐射功率的大小。只有当这两个因素超过一定的允许值而造成辐射污染时,才有可能会对人体带来负面影响。移动通信基站的辐射频率约为900兆赫兹,与电视的辐射频率基本相当。移动通信采取的是微蜂窝技术,无论是发出还是接收的功率都非常低,只有十几毫瓦、二十几毫瓦的能量级,只要按照标准建设和做好安全距离的防护,完全不足以造成辐射污染。当然基站的辐射强度与其发射的频率,形成电磁场强度,传播的波形,接受体离辐射源距离,照射时间,照射累计频次等有关,也与受体自身体质有关。可能会不同程度的出现头疼,头晕,乏力,多名,记忆力减退,心悸胸闷心动过缓不起,脱发,月经紊乱等现象。

  3电磁辐射影响因子分析

  通过大量问卷调查结果统计,和对有代表性基站的电磁辐射检测的数据分析,影响电磁辐射强度的因素很多,影响程度也不同。

  3.1基站类型

  基站天线包括:宽频段板状基站天线;双频段板状基站天线;三频段板状基站天线;单频段板状天线;也分为发射天线和接收天线,且有全向和定向之分,一般可有下列三种配置方式:发全向、收全向方式;发全向、收定向方式;发定向、收定向方式,功率10W或25-40W。代表的基站包括宏基站、微基站、射频拉远、直放站和室内分布系统等。宏基站覆盖距离大,一般在35Km,适用于郊区话务量比较分散的地区,全向覆盖,功率较大;微基站多用于城市内,覆盖距离小,一般1-2km,定向覆盖;微微型基站多用于市区热点补盲覆盖,一般发射功率很小,覆盖距离500m或更小。

  3.2基站安放位置

  一般情况下在某个区域内,多个子基站和收发台相互组成一个蜂窝状的网络(网络覆盖面),通过控制收发台与收发台之间的信号相互传送和接收来达到移动通信信号的传送。整个覆盖区中基站的数量、基站在蜂窝小区中的位置,基站子系统中相关组件的工作性能等因素决定了整个蜂窝系统的通信质量,也影响着受点的辐射强度大小。

图1

  3.3接受体的空间位置

  3.3.1电磁辐射数值随垂直高度变化

  距离基站不同水平位置(A、B、C点),测量不同垂直高度处基站辐射的电磁波辐射值:图1,图2。(纵:mv/m横:m)(1)距离基站水平距离30米处(A点),其基站综合辐射值大约在14米左右达到最大,之后随着高度的增大而减小,呈现递减的趋势,变化也接近呈正态分布只是峰值不够突出。(2)距离基站水平距离150米处(B点),测量的基站二辐射值有随着垂直高度增加逐渐递增的趋势,在约21米处的辐射值达到最大。主要是这个高度与所测基站高度并正对着基站发射的位置。(3)在基站垂直方向(C点),随着垂直高度的增加,基站的辐射测量值也不断增加,13米处达到最大值,之后开始有所下降。基站辐射综合值随高度变化基本接近呈正态分布[3]。(4)无论A、B、C各点测得基站Z轴辐射值变化很平缓,说明受周围构筑物的影响不大。在综合A,B,C三处的情况得知,不同种类型的基站其在垂直高度的辐射模式有所不同;而同一种基站,对其所在建筑物与周边建筑物的电磁辐射影响也有所不同。

图3

  3.3.2电磁辐射数值随水平距离变化

  在地面和与基站同一高度处,距离基站中心不同水平距离处,如图3。(1)在地面基站的正北方向,在检测范围内的30米处,基站的辐射数值随着距离的增加而呈现逐渐递增的趋势;在所测量的四个方向上,在5米范围内,基站的辐射数值变化不大,并且都小于其他测量范围内的数值。(2)位于基站同一高度处(约21米),距离基站中心不同水平距离(0.5,1,2,5米)测得的辐射值如图3。其中2米处的辐射值最大,而0.5米,1米,5米处的电磁辐射值依次增大。(3)基站辐射存在明显的灯下黑的情况。同时,在测量的过程中发现,有障碍物的阻挡(例如高大的树木),基站在此水平方向变化较小,而较为空旷的水平方向测量,则测量值会变化较为明显。

  3.3.3基站三轴电磁辐射数值随不同方向变化

  基站不同的水平距离,进行XYZ三轴电磁辐射值的测量变化规律如图4,图5。(纵:mv/m横:m)测量调查的数据显示,各个楼层的辐射值,在所测量的三个方向上,测量的辐射数值均有从一楼到六楼的逐渐递增的趋势,在X,Y,Z三个方向上,X和Y方向的辐射大小处于相近水平,而Y轴在1.5米到15米处(既1至4楼)数值波动较小,却在5楼和6楼的辐射值有比较明显的增大,Z轴方向的数值始终处于较为平缓的递增趋势。在不同的XYZ三个不同方位的测量上发现不同的基站的辐射规律存在较大的差异,同一基站在不同的水平距离或垂直高度去测量,其XYZ方位测量所得值也存在着差异,方位测量需要考虑诸多因素,受到实验条件的限制,其准确的规律仍然有待进一步探索。

图4

  3.4人流密集程度

  在调查中我们发现:不同城市级别其对基站建设满意程度有很大区别(如图6)用交叉分析不同的城市级别与基站建设的满意程度关系中发现,城市等级越高,则对于基站建设的满意程度越高,而且不同级别的城市对于满意度相差较大。在很满意和满意方面,一线城市达到68.06%,二线城市为44.94%,三线城市为42.41%,四线城市仅为24.28%。在不同的城市纵向比较发现,各个满意等级中,一线城市满意度最高为45.14%,二线和三线城市一般最高分别为48.31%,47.83%,四线城市一般最高为61.43%并且不满意达到10%。在横向分析满意程度方面,满意度一般为最高,达到45.99%,其次满意为34.94%,很满意为10.07%,而满意为7.04%。

图6

  3.5电磁辐射认知程度

  对电磁辐射认知程度上的差异,导致对基站建设及使用过程中电磁辐射污染的理解和接纳。在大量的调查问卷统计中发现:这方面与年龄,学历,知识宣传,政府重视程度有很大差别。

  4结论与建议

  (1)基站辐射强度与基站天线类型,和所在位置有直接关系,实际中应科学合理选择。

  (2)在测量电场强度时,人为影响,尤其是使用手机数较多情况下,对测量有较大的干扰,其会较无干扰下增大,移动通信基站提供信号时存在主叶瓣与副页瓣的强度差异。

图7

  (3)对于房顶基站,在所建基站的楼内,距离基站最近的顶楼楼层辐射低于其他楼层。而对于其他近距离的楼,辐射强度随着楼层的高度增加呈现递增的状态。

  (4)总体来看,目前的移动通信基站产生的电磁辐射值并没有超过标准规定值。

图8

  (5)移动通信基站的运营商需在了解基站辐射规律下,进行合理的基站规划建设,保证通信信号良好的同时,防止电场强度大于国家标准。

  (6)发现民众最关注的首先关注的是“知情权”,建议:多做些科普,加强基站的电磁辐射知识的普及,让大众了解基站辐射,消除误解,制定合理的基站建设方案后,协商进行基站建设。

图8

  (7)在安全保障方面,安全第一,效益第二的问题。把握好安全建设防护距离,远离住宅区,更贴近民意,在保证人们的安全基础上多建设基站,布局科学等建议。

  参考文献

  [1]黄云飞.移动通信基站电磁辐射对环境的影响[J].广东通信技术1999(3):42-43.

  [2]张邦俊.移动基站近距离区域电磁辐射污染分布特征[J].中国环境科学,2002,22(6):565-568.

  [3]李卓贤,范鹏飞.3G移动基站建设的危机应对[J].南京邮电大学学报(社会科学版),2009,11(4):38-42+59.

  [4]张乐乐,吴广芬,等.移动通信基站认知调查分析[J].环境与可持续发展,2017,02:120-122

  [5]王树刚.关于移动通信基站电磁辐射环境影响探讨[C].新农村建设与环境保护.华北五省市区环境科学学会第十六届学术年会优秀论文集,2009:669-676.

  [6]OwenRD.Possiblehealthrisksofradiofrequencyexposurefrommobiletelephones[J].Epidemiology,2000,11(2):99-100.

  [7]王建华.关于移动通信基站电磁辐射影响的剖析与思考[J].信息技术,2014,02:150-152.

  [8]GB8702-88.中华人民共和国国家标准电磁辐射防护规定[S].

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