天线入室覆盖辐射对人体无害

山西中移通信技术工程有限公司 | 杜建设

天线入室覆盖辐射对人体无害

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天线入室是一种精细化覆盖，把有限的功率送到最需要的地方去，可以从根本上改变室内弱覆盖的顽疾、保证通话质量、提高室分话务量占比、减少投诉、节能减排、提高投资回报，天线入室覆盖所产生的辐射对人体无害，因此应用前景广阔。

高层居民小区一般都有室分系统，在楼道电梯口天线下信号很好。但是很多用户反映，在卧室及客厅稍靠窗处话音断续很厉害，有时一个通话要反复打好几次，投诉多次但无法根本解决。

分析原因可以发现，室分信号穿过防盗门进屋后衰减严重，在客厅靠近窗户处及卧室内多使用室外宏站信号通话。实测某小区23层住户，楼道天线下为-50dBm，在室内窗边室分场强为-75～-80dBm，收到另一个位置区的几个宏站信号为-71dBm、-79dBm；由于无主覆盖小区，导致频繁切换，造成严重的断续等问题。

室内收到的4G信号更差,仅阳台有信号，当宏站信号为-100dBm时，网速可达30Mbit/s，通话仍需使用2G/3G网络。

然而，只需把每一户居民家门口的室分天线挪到家里，如装在进门后的天花板或门框上，用户即可享受星级通信服务。电梯口与过道共用原来的天线，电梯竖井壁加装吸顶天线。

天线入室，不仅覆盖好、通话好、容量高、网速快，而且还可以降低发射功率、节能环保。但用户普遍害怕天线辐射，拒绝天线入室。

图1 手机电磁辐射测试图

电磁辐射无处不在

其实电磁辐射无处不在，像太阳光及日常生活中的电视、电磁炉、电吹风等都会发出电磁辐射。通信频段的高频电磁辐射对人的影响很小，只是热效应，就像晒太阳或烤电暖器，时间长了有些热而已。

对于30MHz～300GHz的射频电磁辐射，《环境电磁波卫生标准》（GB9175-88）及《国家电磁辐射防护标准》（GB8702－88）中，分为二级。

一级标准为安全区，是指在环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者），均不会受到任何有害影响的区域。电磁辐射功率密度的一级国家标准是：在任意连续6分钟内，电磁辐射功率密度的平均值不超过0.1瓦每平方米，即10微瓦每平方厘米（μW/cm2）。

二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者）可能引起潜在性不良反应的区域。二级国家标准是：在任意连续6分钟内，电磁辐射功率密度的平均值不超过40μW/cm2。

电磁辐射功率密度=等效全向辐射功率／受辐射面积＝EIRP/（4πR2），天线的发射功率会辐射到球的整个表面积上去，而人只是球面上的一个小点而已，假设天线距离人是3米，则份量不到百分之一，且随距离加大辐射迅速降低。基站虽然发射功率大，但因为距离人较远，所以电磁辐射功率密度小；而手机虽然发射功率小，但由于距离人很近，所以电磁辐射功率密度大。所以说通信用户受到的电磁辐射主要包括两部分：一是基站天线对人的辐射，二是手机等终端对人的辐射。

入室天线的辐射是多少？

理论上，EIRP=P-Loss+G。入室天线一般用吸顶天线，增益3dB；高层住宅每层一般是一梯两户，算上电梯口，共需3个吸顶天线，使用三功分器把WLAN信号耦合进室分系统，插入损耗0.3dB；客厅沙发距门顶入室天线3米；室分天线单网发射功率按15dBm计算；线损0.21dB；可得EIRP=17.5dB，得出电磁辐射功率密度=0.05μW/cm2。把移动的所有WLAN/2G/3G/4G信号都叠加起来，AP按满功率500mW发射，沙发上的电磁辐射功率密度也不过是0.4μW/cm2，实际AP待机功率小得多。

测试如图1，在居室或过道的室分系统下，距离天线头3米远。在有移动GSM/WLAN的2网覆盖，当没有手机时，电磁辐射仅为0.09μW/cm2，如图2；写字楼移动4网共用的天线下，天线电磁辐射功率密度约为0.4μW/cm2；在某写字楼电梯口，3家运营商的天线电磁辐射总和约为0.2μW/cm2，如图3，远小于国家一级标准10μW/cm2，所以是绝对安全的。

当宏站信号好时，如手机信号满格场强约-85dBm左右，开阔空间天线电磁辐射功率密度为0.04μW/cm2左右。若宏站信号不好，如手机信号2格信号或更差时，天线电磁辐射功率密度几乎为0。

图2 无手机时电磁辐射值

图3 天线电磁辐射总和

终端的辐射大小

在无室分系统，宏站信号差时，如手机信号为3格时，场强约-90dBm，以GSM手机为例，不呼叫时辐射约为0.04μW/cm2；起呼及呼通后辐射都持续为210μW/cm2，超标；如果仅剩1格信号，如-97dBm或更差时，不呼叫时辐射可忽略；呼叫时电磁辐射会持续为300～350μW/cm2，最大可达420μW/cm2甚至更高。不过如果离开手机30厘米，辐射就会迅速降为31μW/cm2的正常范围，正好是带上耳机的距离。

在无室分系统，宏站信号好时，如手机信号为满格，场强为-65dBm，以GSM手机为例，不呼叫时辐射约为0.07μW/cm2；起呼为200μW/cm2，接通后很快降为25μW/cm2左右。

在室分系统下，如图1，手机距离天线3米，电磁辐射测试仪距离手机约5cm距离，以GSM手机为例，不呼叫时辐射为0.09μW/cm2；起呼时辐射瞬间达到150～200μW/cm2，接通后迅速降为6μW/cm2左右。

可见，在大多数情况下，手机对人的辐射是主要的。在室分信号好时，通话时手机辐射是最小的；在宏站信号好时，辐射正常；在宏站信号差时，辐射严重超标。所以基站越多，覆盖越好，辐射越小。

4G测试手机均为双待手机，调为4G、3G、2G优先模式，每个数据测试3次，取平均值。详情如下表1,表格中辐射单位为μW/cm2。

其中联想A788T、酷派8720L、苹果6等3款手机，在网络设置为4G优先时，话音通话可以先使用TDLTE网络，TD-LTE信号很差时再使用GSM网络，在3G信号好时手机辐射较小。

再如家用无线路由器DLINK DIR-618最大发射功率仅100mW，天线增益5dBi。距离1米远时，待机时辐射为0.05μW/cm2，下载无手机时辐射约3μW/cm2，下载有手机时辐射约18μW/cm2；距离3米远时，待机时辐射几乎为0，下载无手机时辐射约1 μW/ cm2，下载有手机时辐射约5μ W/cm2。

表1 手机不同模式下辐射值

表2 常用电器电磁辐射值

天线入室比很多常用电器辐射低

家用电器工作频率基本都是工频50Hz，其辐射限值是40μW/cm2，常用电器电磁辐射值如表2。

由表2可见，日常生活中的电磁炉、微波炉、电暖气、大负载的电源插线板等电器，其电磁辐射都比手机大得多。

天线入室主设备可降低辐射功率

山西省太原市恒大华府小区正在做天线入室工程，采用4个片状天线，1、3在北墙辐射南边，2、4在南墙辐射北边。在入室天线下GSM室分场强为-55dBm,主卧床头为-65dBm，厨房为-75dBm。基站主设备降低发射功率可以省电，完全可以降为原来的1/4，即减少6dB。

当TD室分满功率发射时，在主卧床头、厨房均为-80dBm左右，主设备发射功率可以降为1/2，即减少3dB，WLAN及LTE也可降1/2。具体降多少还需参考覆盖面积、施工情况而定。功率降低后，电磁辐射更小。

宏站进居民小区，辐射也不超标

不少中低层小区室内覆盖差，投诉多。欲在某小区中部的小高层楼顶建增高架基站，因居民反对而作罢。后来陆续在小区周边建起3个宏基站，靠窗信号好些了，但是靠近客厅仍然是盲区，造成部分用户流失。

实测某宏基站，为楼顶增高架站，有GSM/TDSCDMA/TD-LTE/WLAN等多网天线。在天线旁边，正对基站一个扇区方向，距离天线5米处，测得辐射值大约20μW/cm2，符合二级标准；距离10米处，更降为3μW/cm2。在楼顶站下居民家中客厅测试，电磁辐射仅为0.1μW/cm2，属于典型的“灯下黑”。所以居民楼顶建基站，确实对人体也无害。我国的电磁辐射标准非常高，即便是我国的二级电磁辐射标准，在GSM的900MHZ频段，也比欧美等国严格10多倍；射频全频段要严格50～70倍。

工程实施方案

对于已有室分系统的住宅小区、学校宿舍、星级宾馆、写字楼等场景，出现弱覆盖、话音断续等问题，首先使用网优方法解决。路边宏站要保持优先覆盖小区等建筑物，确保用户在室内可以正常使用；窗边室分信号弱，容易造成频繁切换，可以适当降低室分小区的切换门限，而且在一个方向上只可切换到某一个宏小区。

网优解决不了问题的再整改，可以把房间门口的室分天线移到室内。学生宿舍容易实施，但在居民小区则很困难。因为可能会损坏家装影响美观，最终难以实施。打电话时靠近入户门或窗户，等呼通后再把手机贴近耳朵，长时间通话带上耳机。既然改造如此困难，那么在新建室分系统时，就要考虑天线入室覆盖，尤其是在高档小区、高档宾馆、学生宿舍等场景。

必须前期与开发商沟通好，同意天线入室覆盖以提高楼盘的品质，确保业主良好的信息生活。前期做好室分天线入室的勘察、仿真、设计，在开发商向业主交房前完成天线入室覆盖的天线安装、主设备调通、天线头的场强验收等工作，不合格的立刻整改，确保覆盖质量。所有的工作都提前了，开始确实很困难，慢慢就好了。

在电梯竖井内安装室分天线，在靠近大街的地方，全向天线距玻璃窗至少3米远或使用定向板状天线，验收时需在满功率情况下检测信号是否泄露到大街上。

吸顶天线头的安装位置非常讲究，而且一定要垂直安装，如楼层较高吊顶较低最好用铁丝吊装。设计时要预留其他网络、其他运营商设备可能的插入损耗，主线用7/8馈线，办公楼、宾馆的楼层支线必须使用7/8馈线，入户线短，可继续使用1/2馈线。片状天线注意不要正贴在水泥横梁上，吸顶天线最好露头安装。如封在住户吊顶内，不便留维护口，只能采用全面质量管理的方法，在设计、采购、施工、验收、监理、维护接收等关键点严格把关，确保10年内免维护。

近期有工程队反映，在水泥墙上打孔很吃力，需要花费近一个小时。如能事先与开发商的土建沟通好，在浇筑水泥前在其门框上预留一截PVC管，穿线就方便了，就像给电线网线预留入户孔一样。

要让开发商、物业、业主明白，信号越差辐射越大，基站越多辐射越小。播放电磁辐射无害健康宣传片，发放资料，讲解入室覆盖的成功案例，让大家了解辐射，消除误会。开发商会逐渐主动要求天线入室，以提高楼盘品质。

目前，太原移动在湖滨国际宾馆、恒大华府小区、移动大楼、高校宿舍WLAN等都已经实现入室覆盖，效果显著。其他室分解决方案，如成规模的小高层家门口装室分天线+楼顶天线、个别的家庭宽带转换为TD手机信号的Femto技术等、无宽带时用的信号放大器等，其电磁辐射也都对人体无害。