移动通信基站电磁辐射评估及防护研究

王丽平

（山西省核与辐射安全中心，太原 030001）

0 引言

现阶段为了保证通信信号的全面覆盖，移动通信基站建设的密集程度越来越高，在人口民密集的区域，移动通信基站只能建立在高层天台，或是在离地面较近的区域建立小型移动通信基站。在此背景下，移动通信基站所产生的电磁辐射给周边居民带来的影响，已经越广大人民群众的重点关注，也因此有关于电磁辐射的纠纷投诉常常发生，移动通信运营商在进行基站选址以及建设过程中所面临的的压力也越来越大。

1 移动通信系统

移动通信系统主要是由“移动台”、“基站”、“移动交换中心”以及“中继线”这四个方面组成。通信成立的前提下是需要通话一方始终处于移动通信收发状态下，移动通信系统负责电磁波的转播，继而实现双方通话。

2 电磁辐射

2.1 内涵

电磁辐射主要是指能量以电磁波的形式在空间内进行传播，也因此电磁辐射亦被称为电子烟雾。移动信号的传播为人们的情感传递以及时代发展带来极大的便利，但移动信号传播过程中产生的电磁辐射也会对周边环境以及周边居民的身心健康发展带来影响。

2.2 危害

（1）非热效应。电磁辐射产生的电磁污染会打破人类机体内器官与器官之间的平衡关系，同时电磁辐射也会致使人类器官受到辐射损伤，杀死机体内细胞降低人类的机体免疫力。

（2）热效应。机体内的主要组成部分就是水分，人体内的水分子一旦受到电磁辐射后，水分子的温度会相应增高，温度增高至一定条件下，将对机体内的蛋白质以及DNA结构造成影响，甚至还会激发人体内的细胞出现变异情况。

（3）累积效应。为了满足时代发展的而需求，移动通信技术会不断的改革创新，移动通信基站建设数量也会随之增加，对于周边居民的电磁辐射程度也会不断积累，处于长期辐射累积的环境下，人类的身体健康必定会出现不同的程度的损伤。

3 移动通信基站电磁辐射管理要求

（1）基站电磁辐射的豁免规定。等效辐射功率大于100W的通信基站，可对对其实行豁免管理规定，即不需要办理备案、检测和公示等手续工作。

（2）新建基站辐射达标评价管理。现如今对新建基站辐射达标情况的评价管理，仅需要对单个项目是否存在超标情况进行评价即可，不需要对整体环境进行再次评价。由于基站内产生的电磁辐射水平要远远低于广播以及电视此类大功率发射源所产生的的电磁辐射水平，因此对于电磁辐射超标地区的影响程度较小。多数区域在进行基站建设前环境内的电磁辐射已经超标，或是预留小的环境余量极小，虽然从环境保护管理角度来看，不能在该区域建立新的基站，但是该区域也有着移动通信需求，在互联网时代下这种移动通信需求是必须存在的，因此仅需根据新建基站的单个项目的限制要求进行考核。

4 影响基站电磁辐射的因素

4.1 网络制式

基站类型存在着不同因此基站所应用的网络制式也存在着极大的差异性，也因此通信技术也存在差异性，也正是因为这些差异性将会对基站电磁辐射造成影响。

（1）2G系统基站。该基站应用的网络制式大多是电路交换技术以及时分多址技术，其中由天线发射出的电磁波能力相对较小，也因此电磁辐射也相对较低。

（2）FDD-LTE系统基站。该系统基站应用的CDMA技术在极寒的功率控制中有着较为显著的应用效果，对于内部干扰因素能够有效控制，也因此基站实际发射的功率也存在变动性，可利用通信质量以及通信容量可对基站发射功率进行确定，也因此FDD-LTE系统基站常常建设于覆盖良好以及容量充足的区域。

4.2 基站技术参数

（1）天线发射功率。天线的发射功率对于基站的电磁辐射水平会产生的一定影响，而影响天线发射功率的重要影响因素就是无线设备标称功率，而系统损耗程度以及天线增益情况等多种因素也都会对天线发射功率造成影响。

（2）天线方向图。利用天线水平方向与天线垂直方向能够确定基站电磁辐射的安全防护范围，同时也可以利用函数对基站电磁辐射的预期辐射值进行确定。

5 移动通信基站电磁辐射的评估

5.1 等效全向辐射功率

等效全向辐射功率中的P是指输入天线的“发射功率”，G是指发射天线的“绝对增益（倍数）”，而G是指“相对天线增益（dBi）”。其主要是指无线电发射机的天线功率与固定方向天线绝对值增益的乘积，即：

5.2 基站电磁辐射场区划分

移动通信基站周边的空间电磁场可根据特性的不同分为感应场、辐射近场以及辐射原场，而这个三个区域的划分是根据不同天线的距离来规划，三个不同区域电磁场特性是存在着极大的差异。由于辐射近场的电磁场强度要高于辐射远场的电磁场强度，因此管理人员需要加强对辐射近场电磁场辐射的防护力度，避免基站天线假设过程中，需要避免辐射近场位于人类常常活动的区域。对于辐射远场，管理人员需要根据天线基站的运行参数确定安全防护近距离，避免在辐射远场区域内有居民生产生活的开展。

图1 三个不同区域的电磁场划分

（1）感应场。感应场的位置是三个电磁波辐射场区中离天线距离最近的区域，在联通通信移动基站中感应近场的距离范围在1m左右，在该区域内电磁场的能量是震荡式的，但并不具备电磁辐射，电场强度以及磁场强度极高，但由于普通群众并不会到达该区域，因此并不需要考虑该区域的防护。

（2）辐射近场。辐射近场的位置如图1所示，由于该区域位于其他电磁波辐射场区的中间位置，因此该区域的电磁磁场变化形式极为复杂，管理人员难以有效计算出电磁磁场的变化规律。辐射近场的电磁场强度要高于辐射源场区，最高值的电磁场强度在距离天线的一定范围之内，以A形出现。

（3）辐射远场。辐射远场是天线的实际使用电磁场区域，起始边界线限定为： 。该区域内的电磁场的强度与距离天线范围是反比例关系。

6 移动通信基站电磁辐射的防护

6.1 风险管控流程

为了保证移动通信基站在建设运行过程中不会出现电磁辐射超标的问题，有效管理运行风险，管理人员在基站建设过程中需要按照图2进行管理。

6.2 防护措施

（1）源头防护。第一，从基站功率发射出发，在基站系统中纳入动态功率调整功能，在满足信号覆盖标准的基础上，最大限度的降低基站的发射功率，最大化的实现辐射防护原则。第二，在施工技术以及施工成本充足的前提下，保证移动通信的通信效率以及通信质量的同时最大限度的加高天线，降低天线基站对于周边群众的身心健康影响。

（2）距离防护。有效防止人民群众被电磁辐射所影响的防护措施就是让人民群众远离移动通信基站，人民群众离天线基站越远，受到的电磁辐射水平越低，造成的影响伤害也就越低。为此需要避免移动通信基站的电磁安全防护区域内并未有常住居民。

图2 基站电磁辐射风险管控流程图

（3）选址防护。天线基站建设在楼顶上时，楼内的居民以及周边的低矮建筑居民的身心健康是不会受到影响，但天线基站正对较近的高于天线高度的大型建筑时，该区域极易出现电磁辐射超标问题，因此在天线基站建设选址过程中需要尽可能避免天线主瓣方向在高层建筑周边。

7 结束语

总而言之，移动通信基站作为互联网时代下人与人交流以及群众获取信息的主要传输设备，移动通信基站建设的覆盖面积，对于城市经济经济发展以及对人们日常生活所带着的影响有着极为重要的价值。为此，需要在移动通信基站建设过程中采取有效措施加大对电磁辐射的评估力度以及防护力度，在确保移动通信基站覆盖范围的同时还要最大限度的降低电磁辐射对周边群众机体造成的伤害，此外还要加大对电磁辐射影响程度的正面宣传力度，保证移动通信基站的有效建设。