济南市移动通讯基站周围电磁辐射污染监测方法

李红翠+李常国

摘 要：为了解济南市移动通讯基站周围的电磁污染状况，本论文收集了济南市基站的基本信息，分析研究了基站的工作原理以及基站电磁辐射污染的规律。在此基础上，结合济南市的实际状况，选取合适的基站用于监测，确定监测的基本原则和监测的具体方法。最后按照设计的方案，进行了实际测量，整理分析实测数据，得出结论。

关键词：电磁辐射；移动基站；监测方法

1 通讯基站电磁辐射污染研究

移动通讯体系发展至今，前后经历过了四个体系（如GSM，CDMA，LTE等）的演进。移动通讯的普及必然需要越来越多的基站，尽管基站大大提高了通讯水平，但是基站产生的电磁辐射也成为人们越来越关注的话题[1]。

天线是移动基站中最重要的一部分，主要作用是按照一定的方向来发射和接收无线电波。按照架设方式，天线基本上可分为落地塔、楼上塔、街区覆盖等几种情况，楼上塔又可以分为楼顶增高架和楼顶抱杆两种类型。在本论文要监测的基站中，天线架设方式主要有增高架、楼顶抱杆和地面铁塔三种，所占比例情况见表1-1。

基站的电磁辐射主要是由三个方面造成的：一个是发射机的电磁辐射泄漏，二是发射天线的信号发射时产生的电磁辐射，三是高频电缆以及接头的地方有辐射泄漏。一般发射机和高频线电缆接头产生的电磁辐射都可以得到很好的防护和屏蔽，基站天线发射的电磁波辐射是造成移动通讯基站的周围能监测到电磁辐射强度的主要原因[2]。移动通讯基站的电磁辐射污染具有以下两个特点。

1）基站的发射天线发射的电磁辐射是对环境造成辐射污染的主要来源。

2）基站对周边的电磁辐射随时间有规律变化。

2 济南市移动通讯基站周围电磁辐射监测方法

2.1 基站空间分布特点

济南市移动通讯基站众多，分布多集中在商业中心，郊区或风景区等分布密度较小。选取济南市基站共39944个，其中移动基站21532个，联通基站14382个，电信4030个，三种主要运营商的基站具体分布图如图2-1（a、b、c）所示。

根据上图容易得出，济南市基站分布具有以下特点。

1）空间分布不平衡；

2）不同行政区划之间差别大，不同类型基站差距也较大。

2.2 典型基站的选取

按照济南基站整体分布情况，本论文在基站电磁辐射污染最为严重的历下区中选取对周边环境影响大、有代表性的38个基站作为典型基站进行了布点监测。所选基站主要位于市区绝大多数在文化东路和经十路附近，少数位于历山路和泉城路。周边环境保护目标主要有住宅小区、商业店铺区、学校办公地点区、医院地区、农村人口居住聚集地区、工业园区以及风景区。监测的基站涉及到大部分的环境功能区，具有代表性、典型性。

2.3 电磁辐射监测方案

1）监测环境

监测时的环境条件不仅要符合行业标准还要满足仪器的使用环境条件，单就天气条件而言，必须是在没有雨、雪，天气情况良好的条件下监测。

2）监测设备

在监测中使用的是Narda Safety Test Solutions生产的电磁辐射分析仪，满足测量性能基本要求。NBM-550电磁辐射分析仪、EMR-300电磁辐射分析仪均经中国计量科学研究院校准合格，符合国家标准和监测规范要求的射频监测设备。

3）监测时间

监测必须要在移动通讯基站正常工作的时间段内进行，即早8：00到晚20：00时间段内进行。

4）监测参数

根据移动通讯基站的发射频率，测量基站的电场强度和功率密度，《电磁环境控制限值》中公布了公众曝露控制限值。对于移动通讯电磁环频段30MHz～3000MHz，测量参数选择电场强度E时，其最大值不能超过12V/m，当测量参数选择功率密度Seq的时候，其最大值不能超过0.4W/m2。

5）监测点选取

济南基站基本都属于定向天线，根据天线发射原理可知，天线主瓣发射的辐射量较其余方向是最多的，所以原则上天线主瓣方向上必须布置点位进行监测。为了避免人体本身对基站辐射造成反射或者其他影响，要求探头尖端与操作人员之间距离不少于0.5m。依据基站电磁辐射的空间特点以及周边环境的现状、敏感度等条件，再结合基站本身的实际情况，选择不同的监测线路以及不同的监测点，尤其要测出主瓣辐射方向的辐射最高值[3]。

在水平方向上，以发射天线地面投影点（如图2-1）为中心，按基站天线主瓣方向布设监测线。（全向天线按3个方向，3个主瓣的布设三条监测线，2个主瓣的布设二条监测线、1个主瓣的布设一条监测线，多于3个主瓣的则选择周围有敏感点的3个主瓣方向布设三条监测线[4]）每条监测线上选取离天线在地面投影点分别为1m、2m、3m、5m、10m、15m、20m、25m......50m、60m、70m，多个个不同距离定点监测。根据布点原则，共布设1496个监测点监测38个基站。

3 本文小节

以济南市某医院楼顶基站为例，介绍监测结果。济南市位于解放路某医院住院楼，楼层共6层，天线架设在该楼楼顶设备间上。基站正西25m是门诊楼，楼高15层，正东是商业楼6层，其后50m左右是家属楼，其他方向50m内无高层敏感建筑。监测结果如表3-1和表3-2所示。

架设有楼顶抱杆基站的住院楼以及离基站最近的门诊楼和商业楼的电磁敏感点电场强度和功率密度监测值均未检出超标。可得出结论：该医院基站电磁敏感点的电场强度和功率密度监测值均小于国家控制限值，符合国家标准即《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）。

参考文献

[1] 胡景森.电磁辐射的生物效应及其防护标准[J].安全与电磁兼容，995，3：20-26.

[2] 赵锋.城市电磁辐射污染现状分析及其防治对策[J].城市环境与城市生态. 2011，11，24（5）：39-42

[3] 减瑞华，孙全红.北京市移动通信台（基）站電磁辐射的监测与思考.环境保护.2001，（8）：27-28

[4] 朱丹，戴继伟.移动通信基站的环境电磁辐射测量与分析.上海环境科学，1997，11：32-34

作者简介

李红翠（1989-），女，山东泰安市，硕士研究生，教师，助教，电磁辐射污染。

李常国（1990-），男，山东泰安市，学士，硕士研究生在读，智能信息处理。