浅谈辐射安全防护距离在移动通信基站环境影响评价中的应用

杜　中

（合肥市环境监测中心站，合肥　230601）



浅谈辐射安全防护距离在移动通信基站环境影响评价中的应用

杜中

（合肥市环境监测中心站，合肥230601）

摘要：本文根据移动通信基站天线传播特征，结合天线在水平和垂直方向对周围环境的影响，通过辐射安全防护距离判定的方式，得出移动通信基站建设是否符合国家相关要求。

关键词：移动通信基站；天线主瓣；天线副瓣；辐射安全防护距离

1　引言

根据电磁辐射环境保护相关法律法规要求，移动通信基站建设纳入环境保护管理。移动通信基站环境影响评价是环境保护管理中必不可少的重要环节，环评中如何界定移动通信基站建设是否符合国家相关要求，辐射安全防护距离判定是一种可参考的判定方式。

2　辐射安全防护距离预测公式

根据《电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）中远场轴向功率密度的计算公式，推导出移动通信基站安全防护距离预测公式

式中，Pd为功率密度评价标准限值，执行《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014）中相关标准或辖地环保管理要求的标准。单位：μW/cm2；P为天线口功率，天线口功率=射频单元机顶功率-天馈损耗，单位是W；G为天线增益（倍数），增益倍数=10增益/10；r为安全防护距离，预测点至天线直线距离，单位是m。

3　移动通信基站天线分析

3.1天线的定义

天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换，在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。

3.2天线主瓣与副瓣

根据移动通信基站天线方向图特性，可把天线的波瓣定义为主瓣和副瓣两个区域。

（1）天线主瓣：定义为基站天线垂直波瓣图中天线最大垂直辐射主瓣范围角度区域ρ～ρˊ与天线水平主瓣角度区域所包含的空间区域。其中，天线水平主瓣角度区域：定义为天线水平波瓣图中水平半功率角(含-3dB)之间所包含的水平区域。

（2）天线副瓣：天线主瓣以外的区域均为天线副瓣区域（0°～180°内）。

天线ρ角、ρˊ角是指以天线中心点为圆心，以天线垂直最大副瓣为半径画圆与天线垂直最大波瓣图相交于两点，交点与天线中心点的连线与天线主轴线所形成的夹角即为ρ角、ρˊ角。天线最大垂直副瓣是指在天线垂直波瓣图中，有一个主瓣和多个副瓣，其中，某一处副瓣所对应的天线增益归一化值最大，称该副瓣为天线最大垂直副瓣，如图1所示。

图1 天线主瓣与副瓣

图1中，定义天线主轴线OD为0°，规定在主轴线OD之上角度为正值，之下角度为负值。以天线中心点O为圆心，以天线垂直最大副瓣（图中线段OA）半径画一个圆，与天线最大垂直波瓣相交于两点（即图中B点、C点）。则OD与OB所成的夹角D0B 为ρˊ角，角度为正；OD与OC所成的夹角D0C为ρ角，角度为负。

3.3天线主、副瓣安全防护距离

主瓣安全防护距离是以基站现状及规划的功率，按照天线最大增益倍数得到的辐射功率，根据保守原则计算出防护距离。

副瓣安全防护距离是以基站现状及规划的功率，按照天线最大垂直副瓣增益归一化值计算出防护距离。

4　基站安全防护距离判定

4.1主瓣安全防护距离判定

根据基站现场测量，得出基站天线周围各敏感点至天线直线距离。当基站天线周围各敏感点至天线直线距离全部大于主瓣安全防护距离，则基站建设可行。如有主瓣安全防护距离之内有敏感点，需通过敏感点与天线相对空间位置关系判定敏感点所处区域，经判定敏感点位于天线主瓣区域且至天线直线距离小于主瓣安全防护距离，则该基站不符合要求，须进行整改。当敏感点经判定处于天线副瓣区域，则按天线副瓣安全防护距离进行判定。

4.2敏感点位于副瓣区域的判定

图2 天线α与β角

根据某敏感点相对天线水平轴线的角度β是否处于α-ρ′～α+ρ区域，若β不处于α-ρ′～α+ρ区域，说明该敏感点位于天线垂直副瓣区域，如图2所示。根据某敏感点相对天线水平夹角以及天线的水平半功率角，可判断该敏感是否处于天线水平副瓣区域。

4.3副瓣安全防护距离判定

经判定敏感点位于天线副瓣区域且至天线直线距离大于副瓣安全防护距离，基站建设可行。若位于天线副瓣区域的敏感点至天线直线距离小于副瓣安全防护距离，则基站不符合要求，须进行整改。

5　结束语

本文通过各敏感点与天线的主、副瓣安全防护距离判定后，可通过敏感点与天线的相对空间位置关系，来选取相应的垂直副瓣或水平副瓣增益归一化值进行功率密度预测，进一步给出各敏感点功率密度预测值是否满足评价标准的要求。

参考文献

[1]任朗．天线理论基础．北京：人民邮电出版社，1980

[2]林昌禄．天线工程手册．北京：电子工业出版社，2002

[3]刘英．移动通信系统中的天线．北京：电子工业出版社，2011

[4]电磁辐射监测仪器和方法，HJ/T10.2-1996

澳航将使用ViaSat空中无线上网和互联网流媒体服务

2016年2月22日，ViaSat公司宣布与澳洲航空签署了一份谅解备忘录协议，该航空公司澳洲最大的国内和国际航空公司，将为国内航线旅客提供超级快速、品质非凡的空中互联网连接服务。与澳洲航空公司的协议对于ViaSat公司来说是意义重大，这代表了ViaSat公司提供宽带服务的首个亚太区域航空公司，选择使用其空中互联网服务，以及该区域的航空公司首次选择单一的及混合的Ku/ka频段天线，这将使澳洲航空的飞机连接到强大的卫星网络。这项新服务预期达到的速度是传统全球基于地面系统的空中互联网服务的十倍，且允许澳洲航空的机上旅客享受流媒体电影、电视剧、新闻和体育赛事直播。此外，通过使用ViaSat公司的混合Ku/Ka频段天线，互联网服务将在ViaSat公司的全球Ku波段网络和NBN公司的Sky Muster高容量Ka频段卫星之间切换运营，使澳洲航空的机上旅客感受到连接服务无处不在。谅解备忘录下的空中互联网试验预计在2016年底开始，首先在澳洲航空的波音737飞机上实验。澳洲航空将计划于2017年初在国内机队A330和B737上实现空中上网服务的全面部署，届时飞机上将配置客舱Wi-Fi热点，一个网络调制解调器和ViaSat公司最先进的卫星天线和天线罩技术。

ViaSat推出新型全球宽带通信平台

随着ViaSat-3号超高容量卫星平台的推出—— 由三颗ViaSat-3号卫星组成并配备最新型地面网络基础设施，美国卫讯公司日前重新定义了卫星在竞争激烈的宽带通信市场所扮演的角色。已经开始前两颗ViaSat-3号卫星的工作，且ViaSat开始进行卫星上的有效载荷工作，波音卫星系统公司则开始着手相关卫星总线平台，预计于2019年进行集成和交付。前两颗卫星将分别服务于美洲、欧洲、中东和非洲，第三颗卫星系统将计划用于亚太地区，完成美国卫讯公司覆盖全球服务的目标。

ViaSat-3平台可以通过以下方式满足更多客户需求：向家庭用户提供超过100Mb/s的互联网服务，可实现4K超高清视频流；为每架飞机提供数以百兆比特每秒的飞行连接服务，以及为民航飞机、公务机和高端政府飞机提供流媒体视频服务；为海事、海洋及其他企业应用，如石油和天然气平台，提供高达一千兆比特每秒的速度；并为新兴市场上数十亿还没有使用网络的群体，提供经济实惠的卫星Wi-Fi连接。美国卫讯公司创新的卫星地面技术在服务速度、成本和灵活性方面，提供了前所未有的能力。该平台向每颗卫星提供超过1000Gb/s或1Tb/s的网络容量以实现高速互联网，包括大规模视频流；利用动态灵活性根据客户所在地不断调整容量，无论是在家里还是外出。估计有一半的世界人口生活在仅仅1%的陆地上，另一半则广泛分散在世界各地，这种定向能力是创造一个真正的全球宽带网络的关键；利用云技术处理和操作网络。通过迁移部分网络到云端，此平台推进并简化的网络基础设施，提高了整个系统的可靠性，降低了网络资本和运营成本；并且与ViaSat-2号终端兼容操作，以扩大覆盖率，提高传输速度，将网络容量成本进一步缩减至当前的一小部分。

Discussion on the Application of Radiation Safety Protection Distance in the Environmental Impact Assessment of Mobile Communication Base Station

Du Zhong
（Hefei Environmental Monitoring Center,Hefei,230601）

Abstract:In this paper,based on the mobile communication base station antenna propagation characteristics,combined with the influence of antenna on the surrounding environment in the horizontal and vertical direction,through the determination method of the radiation safety protection distance,to conclude whether the construction of mobile communication base station is in line with the relevant national requirements.

Keywords:mobile communication base station;antenna main lobe;antenna side lobe;radiation safety protection distance

中图分类号：TN929.53，TN918文献标示码：A文章编码：1672-7274（2016）03-0026-03

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.03.008