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第1篇：電磁輻射選頻分析儀范文

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信基站；電磁輻射；環(huán)境影響

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及社會(huì)的不斷進(jìn)步，手機(jī)的使用越來(lái)越普遍，給人們的生活帶來(lái)了極大便利。當(dāng)前，為了提高接收單元的靈敏度，滿足人們對(duì)手機(jī)信號(hào)的需求，移動(dòng)通信基站的建設(shè)越來(lái)越多，其產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)周?chē)h(huán)境的影響越來(lái)越受人們的重視。因此，必須要對(duì)移動(dòng)通信基站的電磁輻射環(huán)境影響進(jìn)行分析?；诖?，本文展開(kāi)了研究和介B。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

結(jié)合某市移動(dòng)通信基站的實(shí)際建設(shè)情況，選取具有代表性的樓頂抱桿等9種不同類型共504個(gè)典型基站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，基站塔形以樓頂塔居多，占比82.9%，其中樓頂抱桿塔和樓頂美化天線，分別為177座和132座，占總數(shù)的61.2%；樓頂四角塔、樓頂角鋼塔和樓頂井字塔多為舊站改造，占比較少，為總數(shù)的4.7%；樓頂拉線塔、樓頂景觀塔和樓頂集束天線分別占比7.7%、4.9%和4.4%；落地塔占比17.1%。所測(cè)基站均為定向天線，有單一站，也有共址站，發(fā)射頻率涵蓋目前電信、移動(dòng)、聯(lián)通所有2G、3G網(wǎng)絡(luò)（基站功率為15W/扇區(qū)～20W/扇區(qū)，天線高度為9m～80m，天線增益為12dBi～18dBi，垂直半功率角為7°～14°，水平半功率角為65°～90°）。

1.2 儀器與方法

測(cè)定儀器采用德國(guó)Narda公司生產(chǎn)的非選頻式NBM-550型電磁分析儀，選用ProbeEF-0391型探頭，為各向同性響應(yīng)寬帶探頭，量程0.01V/m～800V/m，響應(yīng)頻率100kHz～3GHz。測(cè)定方法嚴(yán)格按照《移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)方法（試行）》（環(huán)發(fā)[2007]114號(hào)），選擇在移動(dòng)基站話務(wù)量較高的8：00～20：00時(shí)段。

1.3 布點(diǎn)方法

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)在天線主瓣方向上，距天線所在樓底或塔底50m范圍內(nèi)（特殊研究除外）。由于基站近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)一般無(wú)人活動(dòng)，且天線架設(shè)高度較高，有一定下傾角。因此，不考慮近場(chǎng)影響，重點(diǎn)研究電磁輻射對(duì)公眾活動(dòng)較多的地面遠(yuǎn)場(chǎng)輻射影響。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)見(jiàn)圖1。

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用IBMSPSS22.0軟件。經(jīng)正態(tài)性、方差齊性檢驗(yàn)，所得測(cè)量結(jié)果非正態(tài)、方差不齊，故均以中位數(shù)表示，組與組之間的比較采用Mann-Whitney和Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，選取a=0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 地面電磁輻射總體強(qiáng)度分析

選取的504個(gè)典型基站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果表明，地面50m范圍內(nèi)電磁輻射最大功率密度值為4.5μW/cm2，遠(yuǎn)低于40μW/cm2，符合《電磁環(huán)境控制限值》（GB8702―2014）中公眾曝露控制限值。監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 移動(dòng)通信基站功率密度監(jiān)測(cè)結(jié)果μW/cm2

天線架設(shè)方式不同，地面測(cè)得的電磁輻射值有一定差異。由表1可知，50m范圍內(nèi)功率密度平均值依次是：樓頂抱桿>樓頂井字塔>樓頂角鋼塔>樓頂景觀塔>樓頂集束天線>樓頂拉線塔>樓頂四角塔>樓頂美化天線>落地塔。落地塔功率密度平均值（0.043μW/cm2），明顯低于樓頂抱桿塔（0.118μW/cm2）。這可能與天線架設(shè)高度有關(guān)，根據(jù)電磁波衰減理論，天線掛高越高，到達(dá)地面電磁輻射功率密度值隨距離增加成平方降低。這為今后選擇基站架設(shè)類型提供了技術(shù)依據(jù)，在能夠滿足信號(hào)覆蓋要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能選擇落地塔為主要架設(shè)方式，可以最大限度減少基站電磁輻射對(duì)地面的影響。同時(shí)正與某市政府在《市政府關(guān)于進(jìn)一步加快信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見(jiàn)》中“合理預(yù)留公眾通信基站（含廣播電視設(shè)施）建設(shè)場(chǎng)地，結(jié)合道路改造，充分利用綠化帶建設(shè)基站”的要求相吻合，盡可能從源頭上解決基站選址問(wèn)題，將落地塔建設(shè)納入到各類設(shè)施建設(shè)規(guī)劃中。

2.2 50m范圍內(nèi)地面電磁輻射水平方向分布特征

總體來(lái)看，基站電磁輻射地面水平方向分布隨距離增大呈現(xiàn)先增加后逐漸減小的趨勢(shì)，這與很多研究學(xué)者結(jié)論基本一致。然而對(duì)于不同塔型而言，受天線架設(shè)高度、下傾角等因素的影響，分布特征也有所不同。

由表1可知，樓頂抱桿塔，測(cè)試比例35%，電磁輻射地面水平分布呈現(xiàn)隨距離增加功率密度值先增大后趨于背景水平，30m處達(dá)到最大值0.126μW/cm2，而后降低趨于0.1μW/cm2。樓頂美化天線，測(cè)量比例26%，地面電磁輻射功率密度隨距離增加不斷增大，由0.039μW/cm2逐漸升高至0.084μW/cm2，測(cè)試50m范圍內(nèi)未見(jiàn)峰值。樓頂景觀塔、樓頂角鋼塔和樓頂四角塔變化趨勢(shì)與樓頂美化天線相似。樓頂拉線塔，測(cè)試比例占8%，水平分布特征同井字塔、集束天線相似，先升高后降低，而后趨于穩(wěn)定。

由于基站天線為板狀構(gòu)造，只能向一定角度范圍輻射，在樓下近距離處形成輻射的陰影，天線輻射能量不能直達(dá)。因此，樓（塔）底功率密度最低，一般處于環(huán)境本底水平。然而由表1可知，樓頂抱桿和樓頂四角塔樓底處測(cè)試結(jié)果顯示出相反特征，均出現(xiàn)了一個(gè)相對(duì)較大值，分別為0.127μW/cm2和0.093μW/cm2。這2種架設(shè)方式0m處功率密度SD值（標(biāo)準(zhǔn)偏差，用以衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度）為0.145～0.383，較其他SD值明顯偏大，說(shuō)明測(cè)試結(jié)果間離散程度較大，易受周邊環(huán)境影響。

2.3 50m范圍外地面電磁輻射水平方向分布特征

有研究發(fā)現(xiàn)在一定距離，如100m監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)2個(gè)峰值，與上文所述樓頂美化天線等4種特征表現(xiàn)相似。因此，為進(jìn)一步研究基站電磁輻射在地面50m范圍外的水平分布特征，選取樓頂塔兩種塔形即美化天線和角鋼塔的典型基站分析，相關(guān)技術(shù)參數(shù)表見(jiàn)表2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)條件，點(diǎn)位布設(shè)距離基站增設(shè)至100m。

表2 典型基站技術(shù)參數(shù)表

由表2可知，2個(gè)典型基站電磁輻射強(qiáng)度最大投射點(diǎn)均在50m外，在地面100m范圍內(nèi)水平分布趨勢(shì)呈先上升后下降的趨勢(shì)，基本符合電磁波衰減規(guī)律，然而在規(guī)范要求的50m監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)未達(dá)到最大值，基站在距離70m處出現(xiàn)最大值0.51μW/cm2，基站B在距離60m處出現(xiàn)最大值0.81μW/cm2，之后隨著距離的增加功率密度迅速衰減至本底水平。2個(gè)典型基站中基站A天線相對(duì)高度較高，電磁輻射地面強(qiáng)度則較低，與之前得出的結(jié)論也一致?；綛電磁輻射分布出現(xiàn)兩個(gè)峰值，在距離10m處出現(xiàn)功率密度值0.16μW/cm2，明顯低于70m處功率密度值。原因可能是在10m處受副瓣的影響，出現(xiàn)個(gè)別相對(duì)較高值點(diǎn)，之后受塔高、天線俯角等共同作用，主瓣區(qū)域覆蓋到地面，出現(xiàn)覆蓋高值。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前，城市移動(dòng)通信基站的建設(shè)越來(lái)越密集，其電磁輻射對(duì)環(huán)境及人們的身體健康具有極大的影響。為了使公眾對(duì)基站電磁輻射有更深入正確的認(rèn)識(shí)，避免引起不必要的恐慌，基站的電磁輻射強(qiáng)度和特點(diǎn)的研究顯得尤為重要。通過(guò)實(shí)例表明：（1）天線架設(shè)方式不同，地面電磁輻射強(qiáng)度有一定差異，樓頂抱桿>樓頂井字塔>樓頂角鋼塔>樓頂景觀塔>樓頂集束天線>樓頂拉線塔>樓頂四角塔>樓頂美化天線>落地塔。落地塔測(cè)值整體低于樓頂塔，可作為主要基站選型。

（2）水平方向上，基站電磁輻射強(qiáng)度分布隨距離增大呈現(xiàn)先增加后逐漸減小的趨勢(shì)。部分基站受天線塔高、俯角等共同作用，主瓣區(qū)域在地面的最大投射點(diǎn)會(huì)在50 m 范圍外。

參考文獻(xiàn)