移动通信基站电磁环境监测浅析

陈秋遐，周立强，杨文栋

(云南省辐射环境监督站，云南 昆明 650032)

1 概述

随着社会文明进程的发展，人类进入信息社会，移动通信与人们的生活息息相关，对人类的生活和发展起到了重要作用;与此同时移动通信基站的建设也越来越进入了人类生活和生产的各个领域，客观地造成了生活环境中电磁辐射能量密度一定程度的增大。但由于电磁辐射较其他水、气、声等环境要素而言，属于一种能量流，无色无味，看不见、摸不着、闻不见、听不着，只有依靠仪器设备监测才能判别其对环境的影响情况。目前由于对电磁环境及电磁辐射影响宣传的滞后，加上人们对电磁辐射对人体影响缺乏理性、客观的认识，人们对生活环境周围的移动通信基站仍存在着排斥和恐惧的心理。因此移动通信基站的电磁环境监测成为解决移动通信基站建设的环境管理及污染投诉的重要手段。

2 移动通信网的组成

移动通信网由交换网路子系统 (移动交换中心)、无线基站子系统和操作维护子系统三大系统组成，其中交换网路子系统和操作维护子系统不涉及开路发射，从环境管理角度不存在对周围环境电磁辐射影响的问题。开路发射集中在无线基站子系统，因此监测重点应关注无线基站子系统的开路发射对环境的影响。

无线基站子系统由宏站、微站、直放站、节点站和微波中继等部分组成，其中:微站主要用于室内覆盖工程，功率低，覆盖范围小，属于电磁辐射设施豁免管理水平;直放站用于公路及远郊信号较弱地方的信号增强覆盖，环境敏感程度较低，同时存在信号稳定性差，目前逐步淘汰;微波中继也因容量小，容易受到干扰，目前也基本淘汰被光纤所替代;所以本文以单一宏站监测为重点进行探讨。

3 移动通信宏站监测范围的确定

3.1 相关辐射环境保护管理导则和监测技术规范

(1)由于移动通信无线基站使用的频率段为800MHz～3000MHz，根据《电磁辐射防护规定》(GB8702－88)规定:公众照射在1d 24h内，环境电磁辐射场的场量参数在任意连续6min内的平均值应满足0.4W/m2的要求。

(2)根据《电磁辐射环境影响评价方法和标准》(HJ/T10.3－1996)规定:评价范围以天线为中心:发射机功率P≤100kW时，评价半径为0.5km。对于有方向性天线，按照天线辐射主瓣的半功率角内评价到0.5km，如高层建筑的部分楼层进入天线辐射主瓣的半功率角以内时，选择不同高度对该楼层进行室内或室外的场强测量。公众总的受照射剂量包括各种电磁辐射对其影响的总和，即包括拟建设施可能或已经造成的影响，还要包括已有背景电磁辐射的影响。总的受照射剂量限值不应大于国家标准《电磁辐射防护规定》(GB8702－88)的要求。对单个项目的影响必须限制在GB8702－88限值的若干分之一。在评价时，对于国家环境保护总局负责审批的大型项目可取GB8702－88中功率密度限值的1/2。其他项目则取功率密度限值的1/5作为评价标准;因此本文依据上述规定和标准，确定对本项目取《电磁辐射防护规定》功率密度限值0.4W/m2的1/5，即0.08W/m2作为环境达标限值。

(3)《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)中对监测点位的选择规定:监测点位一般布设在以发射天线为中心半径50m的范围内可能受到影响的保护目标。从环境敏感性角度以社会关注区的人口密集区、文教区、党政机关集中的办公地点、疗养地、医院、学校、幼儿园等为保护目标。

3.2 移动通信宏站的天线主瓣远场水平轴向达标

距离的计算

目前移动通信宏站的设备额定发射功率通常为10W～50W，分为定向站和全向站两大类，其中定向站包括单频站和双频站两种类型，考虑到传输 (天馈系统)损耗和载频数量等因素的影响，宏基站天线口端的实际辐射功率为＜1W～18.6W左右，天线增益为11～17.5dBi。因此在一般情况下，基站的实际发射功率远小于标称功率。这主要取决于宏站所服务的地理区域的大小以及用户容量。同时为了保证站与站间的无线信号不会相互干扰，避免通话故障，基站在建设规划开始就需要严格控制发射功率。

根据国家环保行业标准《辐射环境保护管理导则－电磁辐射监测仪器和方法》 (HJ/T10.2－1996)，远场轴向功率密度S的计算公式:

式中:S－功率密度 (W/m2)

P─天线发射功率 (W)

G─天线增益 (倍数)

r─天线与预测点之间的轴向距离 (m)

本文选取较为极端的参数天线端口功率P=18.6W，天线增益为 G=17.5dBi，S=0.08W/m2(达标限值)，经计算得到宏站的天线主瓣远场水平轴向达标限值距离32.3m。

3.3 监测范围的确定

在较为极端的条件下通过对宏站的天线主瓣远场水平轴向达标限值距离计算，结果为32.3m。同时在宏站对周围电磁环境影响过程中，主瓣远场轴向水平是最大的，其它副瓣及轴向垂直影响都相对轴向水平值小;而且在预测过程考虑仅为理想状态的电磁波传播，没有考虑实际环境条件下空气吸收及其它屏蔽因素，因此预测结果具有安全冗余量。因此在对宏站监测过程中只要监测范围以发射天线为中心的50m半径范围，重点考虑主瓣轴向在范围内人员活动或居留的室内外环境即可满足环境管理监测和评价的要求，是完全可行的;也可通俗地理解为一般移动通信宏站在距天线50m范围以外的功率密度水平是满足国家限值规定的。

4 监测仪器的选择

在监测实施过程中对监测设备的选择直接影响监测结果，测量仪器根据监测目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪，进行移动通信宏站电磁辐射环境监测时，采用非选频式宽带辐射测量仪。需要了解多个电磁波发射源中各个发射源的电磁辐射贡献量时，则采用选频式辐射测量仪;同时要求测量仪器工作性能满足待测场的要求，比如响应、量程和频率范围等诸多条件和性能;而且仪器必须定期检定和校准，使用时必须确保在检定或校准的有效期内，测量必须满足相关测量规范的要求，这样才能基本保证监测结果的准确、可信。

目前社会上流行着许多号称能监测电磁辐射的设备，公众也往往相信这些所谓“设备”的监测结果，盲目地与国家标准进行比较。社会上的这些所谓“设备”都不具备电磁环境测试功能，加之公众又缺乏对测量参数判别能力，从而造成不必要的对移动通信基站的心理恐慌。

5 结论

总之，本文认为在移动通信基站建设和管理工程中，必须依托监测为基础;而监测过程中重点关注以发射天线为中心，覆盖半径50m范围内公众活动和居留的重点区域，同时选择恰当的监测仪器，才能对移动通信基站电磁环境影响给出准确的结果，为个管理部门提供明确的管理依据，给予公众科学、可信的合理解释。

［1］ GB8702－88，电磁辐射防护规定 ［S］．

［2］HJ/T10．3－1996，辐射环境保护管理导则·电磁辐射环境影响评价方法和标准［S］．

［3］HJ/T10．2－1996，辐射环境保护管理导则·电磁辐射监测仪器和方法 ［S］．