达州市124个电信4G LTE基站电磁辐射监测及分析

宗志龙，朱 杰，吕映赋，粟琨璞，胥海亮

(四川省辐射环境管理监测中心站，成都 611139)

1 前 言

在当今社会，移动通信已经成为人们日常生活中必不可少的联系方式。随着人民生活水平的日益提高，公众的环境意识不断增强，越来越多人关心移动通信基站对周围电磁辐射环境的影响。本文通过对达州市124个电信4GLTE基站电磁辐射的监测数据分析、研究，提出有针对性减少移动通信基站对周围居民电磁辐射影响的环境保护措施。

2 研究方法

2.1 监测方法及评价标准

本次监测按照《电磁辐射环境保护管理办法》[1](原国家环境保护局第18号令)中的要求执行；监测技术方法按照《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)[2]、《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)[3]和《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)[4]的规范要求执行。

2.2 监测仪器

本次监测选用经年检合格的监测仪器，主要设备见表1。

表1 监测仪器一览表Tab.1 List of monitoring instrument

中国电信股份有限公司LTE移动通信网使用的频率见表2[5],其中上行频率为用户(手机)发射的频率，下行频率为基站天线发射电磁波频率。本次监测主要针对电信LTE下行频率(1 860～1 875MHz)，监测采用的仪器为NBM550/EF0391综合场强仪(频率响应为0.1～3 000MHz)，可将一个点位的由基站、广播、电视及其他工作在这个频段内的电磁辐射体产生的电磁辐射全部涵盖在内。

表2 基站工作频率情况一览表Tab.2 List of base station working frequency

注：下行频率为基站天线发射频率。

2.3 监测实施

2.3.1 监测日期：2016年11月17日～2016年12月4日；2016年12月13日～2016年12月14日。

2.3.2 测量条件：A.气候条件：环境温度13.7℃～18.9℃；环境湿度：42.7%～70.2%；天气状况：晴、阴；测量地点相对空旷；B.测量高度：取仪器探头离地面1.7米高度。C.测量项目：射频电场强度。D.测量时间：10∶00～18∶00。

2.3.3 工程运行工况：监测过程中，基站正常运行。

3 监测结果评价

3.1 监测布点

3.1.1 天线架设方式

天线塔架方式主要分为两种类型，一种为落地塔(景观塔、角钢塔、三管塔等)，一种为楼面塔(抱杆、楼面增高架、楼面美化塔、拉线塔等)，天线塔架主要表现形式见图1[5]。

图1 天线塔架示意图Fig.1 Diagram of antenna tower

3.1.2 监测布点

基站监测点位选取主要以电磁环境最不利位置为依据，同时适当考虑公众关注位置。根据基站天线架设位置在楼面或地面有不同的布点原则。

3.1.2.1 楼面基站天线

楼面基站天线监测布点见图2。

图2 楼面基站监测布点示意图Fig.2 Sketch diagram of roof base station monitoring

图2中①基站所在楼顶，基站天线3个主射投影方向，各找到一个最大值记录，3个点；这3个点位的设置主要考虑在公众可到达基站楼顶面，公众可能受到的最大电磁辐射值。若基站主射投影方向在楼顶上已无法测试，居民可到达的位置通常为基站天线的后向位置，基站所在楼顶的监测点位变化为在基站天线面板背后，找到一个最大值记录;

②在基站顶层楼道内监测1个点；该点位的设置，主要反映出基站正下方住户活动区域电磁辐射现状;

③在3个主射方向临近建筑楼顶或顶楼住户或楼梯间(可见天线处)各测一个点，3个点。这3个点位的设置主要反映出和天线直线距离最近，高度差最小位置处公众受到的电磁辐射大小。如果某主射投影方向上没有居民点，在评价范围内，距离基站最近处、可到达的地面测1个点;

④地面1个点位。同样，由于不了解电磁波的传播特性，公众在基站周边地面活动时也有对电磁辐射的担心。本次监测选取基站周边地面点位进行测试来说明地面电磁辐射大小。

3.1.2.2 地面基站天线

地面基站天线监测布点见图3。

图3 地面基站监测布点示意图Fig.3 Sketch diagram of ground base station monitoring

基站天线3个主射投影方向最近居民点布设监测点位。

3.2 测量数据

3.2.1 读取数据

每个测点连续测5次，每次测量时间不少于15秒，并读取稳定状态最大值。

3.2.2 数据处理

求出每个测点功率密度的平均值。

Pi—功率密度第i次测值

N—测量总次数

3.3 监测结果

根据《中国电信股份有限公司达州分公司2015年移动通信基站工程》(川辐环监字[2016]第EM0081号)[6]监测数据，基站监测结果如下：

本次监测了124个基站，其中地面基站57个，测得临近建筑物数据46个、基站附近地面数据218个；楼面基站67个，测得临近建筑物数据101个、基站附近地面数据196个、基站所在楼顶数据136个、基站所在楼内65个。

3.3.1 地面基站

3.3.1.1 基站临近建筑物测值

根据监测数据，绘制了数据排列图(见图4)及监测数据分布区间表(见表3)，可以看出，地面基站临近建筑物测得的最大值为5.214×10-2W/m2，出现在“宣汉新胖儿餐厅”基站5号点位。地面临近建筑测值都处于10-3数量级和10-2数量级，所有测值低于0.08W/m2和0.4 W/m2的限值。

表3 地面基站临近建筑物监测数据分布区间个数及比率Tab.3 The number and ratio of monitoring data distribution in buildings near ground base stations

图4 地面基站临近建筑物监测数据排列图Fig.4 Monitoring data of buildings adjacent to ground base stations

3.3.1.2 地面基站附近地面测值

根据监测数据，绘制了数据排列图(见图5)及监测数据分布区间表(见表4)，可以看出，地面基站附近地面测得的最大值为7.866×10-2W/m2，出现在“石家湾”基站3号点位。地面基站附近地面测值大多处于10-3及更小数量级，所有测值均低于0.08W/m2和0.4 W/m2的限值。

表4 地面基站附近地面监测数据分布区间个数及比率Tab.4 The number and ratio of ground monitoring data distrbution near ground base stations

图5 地面基站附近地面监测数据排列图Fig.5 Monitoring data of ground adjacent to ground base stations

3.3.2 楼面基站

3.3.2.1 楼面基站临近建筑物测值

根据监测数据，绘制了数据排列图(见图6)及监测数据分布区间表(见表5)，可以看出，楼面基站临近建筑物测得的最大值为7.842×10-2W/m2，出现在“大竹周家中学”基站6号点位。楼面基站临近建筑测值都处于10-3数量级和10-2数量级，所有测值低于0.08W/m2和0.4 W/m2的限值。

表5 楼面基站临近建筑物监测数据分布区间个数及比率Tab.5 The number and ratio of monitoring data for building adjacent to floor base stations

图6 楼面基站临近建筑物监测数据排列图Fig.6 Monitoring data of buildings adjacent to floor base stations

3.3.2.2 基站附近地面测值

根据监测数据，绘制了数据排列图(见图7)及监测数据分布区间表(见表6)，可以看出，基站附近地面测得的最大值为3.06×10-2W/m2，出现在“基站西北侧地面1楼库房门口”基站5号点位。基站附近地面测值绝大多处于10-3及更小数量级，所有测值均低于0.08W/m2和0.4 W/m2的限值。

表6 基站附近地面监测数据分布区间个数及比率Tab.6 The number and ratio of graund monitioring data distrbuition near the base station

图7 基站附近地面监测数据排列图Fig.7 Monitoring data of ground adjacent to floor base stations

3.3.2.3 楼面基站所在楼顶测值

根据监测数据，绘制了数据排列图(见图8)及监测数据分布区间表(见表7)，可以看出，楼面基站所在楼顶测得的最大值为0.570 7W/m2，出现在“通川区达二中”基站2号点位。有9个测量值高于0.08W/m2的限值，分别为“大竹周家中学”基站的1、2、3、7号点位，测量值分别为0.367 72W/m2、0.109 98W/m2、0.528 16W/m2、0.181 74W/m2； “通川区达二中”基站的1、2号点位，测量值分别为0.541 04W/m2、0.570 7W/m2；“达州达川_万顺家园”基站的1、2、3号点位，测量值分别为0.130 9W/m2、0.328 1W/m2、0.098 4W/m2。

表7 楼面基站所在楼顶监测数据分布区间个数及比率Tab.7 The number and ratio of ground monitioring data distrbution on the roof of the base station

图8 楼面基站所在楼顶监测数据排列图Fig.8 Monitoring data of the roof of floor base stations

3.3.2.4 楼面基站所在楼内测值

根据监测数据，绘制了数据排列图(见图9)及监测数据分布区间表(见表8)，可以看出，楼面基站所在楼内测得的最大值为0.010 04W/m2，出现在“通川区达一中”基站3号点位。楼面基站所在楼内测值大多处于10-3及更小数量级，所有测值均低于0.08W/m2和0.4 W/m2的限值。

图9 楼面基站所在楼内监测数据排列图Fig.9 Monitoring data map within the building where the floor base station located

区间数量级(W/m2)数据个数比率(%)低于10-35076.92位于10-31421.54高于10-3低于于8×10-211.54高于8×10-2低于4×10-100高于4×10-100

3.4 监测结果评价

3.4.1 基站所在楼内测值绝大多数(楼面基站98.46%)处于10-3及更小数量级，即基站所架设楼内的电磁辐射值小，电磁环境安全。

3.4.2 基站附近地面测值绝大多数(地面基站84.86%，楼面基站98.47%)处于10-3及更小数量级，若基站天线架设时把握好天线的倾斜角，天线方向尽量偏离公众活动区域，电磁环境较为安全。

3.4.3 基站临近建筑测值都处于10-3数量级和10-2数量级，要求建设单位在架设基站之前合理评估其对临近建筑的影响，科学设计基站天线倾斜角，天线主射方向尽量避开临近建筑(尤其是临近建筑高度与基站天线相近时)，适当提高基站天线的架设高度，严格控制基站天线的发射功率。临近建筑中的居民要有自我保护意识，避免基站天线长期直接照射。

3.4.4 基站所在楼顶测值大多数(78.77%)处于10-2数量级及更高数量级，有部分(6.61%)测值大于0.08 W/m2(其中大于0.4W/m2测值出现的比率为2.20%)；建设单位应该协商好小区物业及基站架设楼业主，争取锁闭楼顶门，避免居民到楼顶晒衣服、种花种菜等活动的出现。