关于移动通信基站电磁辐射影响的剖析与思考

王建华

(泰州市经济和信息化委员会，江苏 泰州 225300)

关于移动通信基站电磁辐射影响的剖析与思考

王建华

(泰州市经济和信息化委员会，江苏 泰州 225300)

对电磁辐射的定义、形成、影响及标准作了介绍与分析，重点对移动通信基站电磁辐射安全距离的理论计算与实测值进行了比较分析，并对移动通信基站规划建设提出了建议意见。

移动通信；基站；电磁辐射;规划

0 引言

当今世界无线电应用无处不在。从智能手机到卫星电视，从导航仪到遥控钥匙，包括飞机的通信导航、高铁的调度控制、气象的播测预报等等，无线电新技术、新业务已经和正在进一步渗透到经济建设、国防建设和社会生活的方方面面。然而，各类无线电设备在运行中不可避免产生电磁辐射，尤其近年来移动通信产业的快速发展，不断建设的移动通信基站对人体健康究竟有无影响？更是引起了人们的广泛关注。这里，谨从理论层面结合工作实践谈几点粗浅看法。

1 无线电电磁辐射对人体影响剖析

1.1 电磁辐射的定义及形成

所谓电磁辐射，是指电场和磁场相互作用和变化产生的电磁波，向空中发射或泄漏的一种现象。在生活环境中，振动无处不在，而振动就能形成波，当波的振动频率较低时，如50Hz的交流电，其磁电间变化缓慢，能量大部分通过介质返回原电路，极少部分辐射出去,而且必须借助有形的导体方能传递；而对于振动频率较高的无线电波，磁电互变速度快，能量无法全部返回原振荡电路，电能、磁能随着电场与磁场周期变化以电磁波的形式向空间传播，且不需要任何介质便可以在自由空间任意传递，这便是一种辐射形式，在无线电通信领域称之为电磁辐射。

1.2 电磁辐射的影响及特点

电磁辐射对人体的影响主要表现在热效应和神经效应两大方面。所谓热效应类似微波炉加热食物，当高频电磁波穿过人体时，体内水分子随着无线电波而振动，产生摩擦使体内温度升高，影响器官正常工作和身体机能。摩擦同时也会使水分子散发导致器官缺水，如果受无线电波辐射时间过长，则将破坏人体的热平衡引发某些病变。神经效应方面：人体为适应大自然的规律，器官和组织内部存有微弱的电磁场，因此，当本身带有微弱磁场的无线电波穿过人体时，如同磁铁间作用力一样，直接影响与改变体内原本稳定的电磁场。

对于含水量较高的人体组织,如皮肤组织、肌肉、肝、肾、心脏、血管、眼睛等，热效应较为明显；对于含水量较少的人体组织, 如骨骼、骨髓等,对电磁辐射吸收少反射多,从而使其邻近的组织吸收更多的电磁辐射。

另外，如果电磁波频率不同,则对人体的影响也不同。一般而言，低频电磁辐射对人体影响以神经效应为主，高频电磁辐射对人体影响以热效应为主。如在150MHz以下频段，电磁波会直接穿过人体组织而很少被吸收；在150MHz-3000MHz频段，大部分电磁波易被人体内部各器官吸收而直接转化为热量，产生热效应，尤其是骨骼周围的组织，受到骨骼的反射作用，热效应更加明显；在3000MHz以上的频段，电磁波大部分被体表吸收，对皮肤危害较大。

1.3 电磁辐射执行标准

我国电磁辐射照射标准限值相对于国际标准更为严格。目前，我国在电磁辐射方面影响最为普遍的标准有GB8702-88电磁辐射防护规定》和 GB9715-88《环境电磁波卫生标准》，分别对不同频段电磁波给出了不同的照射限值。以移动通信系统使用频段为例，在30 MHz-3 GHz这一公众最敏感范围内的功率密度标准限值为40μW/cm2，电场强度限值为12V/m，相对于ICNIRP规定的450μW/cm2和IEEE规定的600μW/cm2限值，我国环保方面的标准也明显高于国际标准。

2 移动通信基站电磁辐射影响分析

随着公众移动通信事业的迅猛发展，为保证网络的覆盖和通信质量，移动通信运营企业加快兴建移动通信基站，在拉动经济社会发展、完善信号覆盖、提升优质高效服务的同时，也在某种程度上加大了电磁环境的复杂性。那么，移动通信基站所产生的电磁辐射对人们的生活环境到底有无影响呢？这里，以目前使用最普遍的GSM基站为例进行分析。

2.1 移动通信基站辐射类别

在移动通信领域，基站和移动台之间动态调整通信信道频率、辐射功率与接收灵敏度等,以实现通话质量和干扰控制。很显然，移动终端与基站的距离决定了基站和手机的发射功率。对于同一个基站覆盖范围内的移动终端而言，距离基站越远，对应基站和手机的发射峰值功率越大；移动通信基站密度越高，相应每个基站电磁辐射强度越弱。同时，采用蜂窝小区制基站之间为了避免同频干扰，各基站发射功率也不会太高。对于基站密度相对较大的主城区范围内，普通2G基站发射机功率不会高于20W，3G基站仅为2W-3W，天线增益在11dBi～15dBi。

概括起来讲，移动通信基站在电磁辐射方面可能形成对环境的影响涵盖三个方面：设备泄露、传输线路、天线的电磁辐射。因此，为了保障通信安全和传输质量，所有基站设备和传输线路都已做了一定的屏蔽，其辐射可忽略不计。由此可见，基站可能形成的主要影响来自天线端电磁辐射。而GSM基站大都采用扇区天线，一般为三扇区, 每个扇区天线夹角120°, 三个主瓣方向电磁波信号较强,其余为非主瓣方向，电磁波信号相对较弱。

2.2 基站电磁辐射相关理论计算

首先，根据自由空间传播条件下，天线传给相应接收机的功率计算公式：

Pr=(λE/2π)^2Gr/120式中：λ为波长，E为电磁波场强(V/m)，Gr为接收天线功率增益。移动电话可视为点源天线，Gr值为0dBi。将GB9175-88规定的限值带入公式，计算出符合标准的最大接收功率，分别为：800 MHz CDMA系统0.49dBm，900 MHz GSM系统-0.53dBm，1 800 MHz GSM系统-6.55 dBm。

其次，根据接收点电磁波接收功率计算公式:

Pr=Pt+Gb+Gm-Lb-Lm-Ld-LM

和自由空间路径衰耗计算公式：

LM=32.45+201gf+201gd

得出距离计算公式为：

d= 10^[(Pr+Lb+Ld+Lm-Pt-Gb-Gm-32.45-201gf)/20]

其中：Pr为接收点的电磁波接收功率；Pt为基站载频发射机输出端的总功率，一般为20W；Gb为基站发射天线增益，取15dBi；Gm为接收天线增益，取0dB；Lb为基站馈线衰耗，取3dB；Lm为移动台馈线衰耗，取0dB；Ld为基站天线多频道共用器衰耗，取3dB；f为发射频率。

将符合标准的最大接收功率带入Pr中，计算出基站处于最大功率发射状态时，在正对天线并无遮挡的情况下，符合GB9175-88的最小距离。通过计算得出：GSM系统安全距离为11.2m，CDMA系统的安全距离为11.18m。需指出的是，实际运行中基站一般不会处于最大功率发射状态，人体也不会正对天线，水平或者垂直偏离天线发射主瓣的衰耗将更大，加之建筑物的阻挡及环境对电磁波的吸收和散射，故实际安全距离应比理论值小。

2.3 移动通信基站电磁辐射抽样实测

为了验证理论数据，抽样选择了泰州移动GSM和电信CDMA系统分别位于市区和郊区各2个基站进行测试，结果如表1。

表1 测试结果表

由于实际测试过程中基站密度不同，测试方向不在主瓣方向、话务量差异造成的基站未满载发射、建筑物反射及遮挡等客观因素，测试值相对于理论值要小。总体来说，从不同距离、高度实际测试的结果来看，所有测试值均优于国家规定的12V/m标准。此外，因天线要向远方发射，倾角一般不会很大，故并非离天线越近辐射越大，如在天线的正下方区域由于电磁波的半波辐射原因，使得辐射值很低。从现场测试结果看，以上移动通信基站电磁辐射指标符合国家环保要求，对人体健康无任何影响。

2.4 移动通信终端更应引起注意

相对于移动通信基站，日常使用的手机更应引起注意。因为手机在使用过程中与大脑距离很近。同基站一样，手机也使用功率控制技术，在距离基站较远或接收基站信号较为微弱时，其自身发射功率相对会比较大，部分手机峰值功率可达2W，在不考虑天线增益和距离因素的情况下就达到3dBm，远远超过标准值-0.53dBm(900MHz频段)。正常情况下，手机接通瞬间功率最大，而接通后相对稳定，一般维持在700mW-800mW左右(-0.96dBm)。由于手机距头部很近，其辐射会直接影响大脑中的神经元细胞，从而使得神经胶质细胞增殖。因此，在使用手机时应注意接通瞬间不要把手机靠近头部，待接通1s-2s后再进行通话，并尽量使用耳机、缩短通话时间。随身携带不要将手机贴近人体，睡觉时也不要将手机置于枕边。此外，购置手机应选择正规厂家，避免使用信号很强、超功率发射的山寨产品。

3 关于移动通信基站规划建设

3.1 移动通信基站建设必须做好正确的舆论导向

不可否认，近年来国内外某些媒体对电磁辐射的负面报道在一定程度上助推了公众对移动通信基站电磁辐射的担忧。2013年5月，泰州市无线电管理办公室在全市作了一次社会抽样调查。他们随机发放了1000份调查问卷，其中95%以上的被调查者认为基站辐射肯定会对人体造成健康影响；100%的被调查者都缺乏对电磁辐射影响的科学认识，认为基站数量越多，辐射强度越大；100%的被调查者都不愿基站建在自家附近，但又希望运营企业多建基站以提高信号品质。因此，政府相关部门和移动通信运营企业有责任加大舆论宣传工作力度，如通过举办法律法规、国家标准培训班、宣讲会及相关知识的科普宣传，多与老百姓互动沟通，消除公众心理负担，全方位提升整个社会和广大老百姓对无线电方面的认知度。同时，要积极组织公众实际观摩和参与基站建设环境评估，使环境影响评价民主化、公众化，以减少移动通信基站建设过程的阻力。

3.2 移动通信基站建设必须做好规划与环评

应当看到，长期以来移动通信基站的规划建设并未纳入地方各级政府城市建设总体规划，三大移动通信运营企业基本处于无序竞争状态。由于基站选址多在人口密集的市区、新兴城区和新建小区，不仅建设用地矛盾紧张，而且大量新建基站忽视共建共享因素造成资源浪费，加之老百姓出于认知上的误解与自身利益的考虑，对在其附近建设基站抵触反对，所有这些都给基站规划建设增加了难度，影响施工进度甚至迫使基站迁址。去年，泰州移动公司曾有76个已建基站在维护过程中受到群众阻挠；泰州联通公司某基站前年手续就已全部办理完毕，但因老百姓阻止至今未能开工建设。

由此可见，除了做好宣传引导工作，还必须将科学规划的理念贯穿基站建设全过程。只有做好城市发展整体规划与通信基站规划的融合，方能有效促进移动通信系统网络规模性发展，也有利于减少基站辐射的叠加效应，实现基站发展与城市规划的有机统一。因此，政府规划部门在新建居民小区及有关公共建筑时，应充分考虑预留基站站址；有关部门与移动通信运营企业在基站规划建设过程中也要从资源优化配置出发，在充分考虑资源共建共享的基础上做好网络设计；所有基站建设项目必须严格进行环境影响评估与公示，在项目竣工验收及实际运行阶段，必须严格评估测试，确保符合环保标准。在天线布局方面，应避免主瓣直接指向近距离内有人员经常出现的暴露区域，同时要注意做好天线美化措施以和谐融入周边整体环境。

4 结语

根据我国有关法律法规规定，相应的电磁辐射安全标准十分严格，只有经过核准、监测和检测完全达标设备方能投入运行。实际工作中，依法建成一个移动通信基站必须经过“四关”，即项目投资关、基站选址关、电磁辐射关、设备发射关，需要经过多个部门的层层把关与测试，决不允许电磁辐射值超标影响人体健康。另据考证，截至目前世界上尚未发现一例因基站电磁辐射对人体产生危害的确定案例。因此，各移动通信运营企业必须在统一规划指导下，严格按照规定程序依法建设基站，广大社会公众也应积极理解与支持这一于国于民均有益的事情。

[1] 周建明，等. 通信电磁辐射及其防护[M]. 北京：人民邮电出版社，2010.

[2] 王学诚，姜维国，卜立军. GSM 移动通信基站电磁辐射环境影响分析[J]. 北方环境，2004.10.

[3] 朱东照，邵晓龙. 蜂窝移动通信系统基站电磁辐射的分析[J].无线通信，2003.8.

Investigation on Electromagnetic Radiation of Mobile Communication Base Station

WANG Jian-hua

(Taizhou Economic and Information Technology Commission, Taizhou 225300,China)

This paper introduces the definition, influence and standard of the electromagnetic radiation and analyzes the safe distance of the electromagnetic radiation of mobile communication base station， based on calculation and measure results and then offers a suggestion on its the plan construction.

mobile communication; base station; electromagnetic radiation; plan

王建华，男，江苏泰州人，经济师，研究方向为经济管理，无线电管理等。

TN929.5

A

1671-5276(2014)02-0150-03

2013-07-01