如何巧用Excel 10制作环境保护中的电磁辐射曲线

高水生

摘要：一般地说，excel软件多用来制作表格处理，但实际上这个软件在数字处理和一般图像处理上的能力也相当强大，现借助window 7系统的强大功能，采用excel 10 绘制电磁辐射曲线，用时很方便、灵活。结合工作实践，以excel 10版本为基础，本文分别绘制了几种典型曲线，它们是典型基站电磁辐射测量曲线、普通速度和高速铁车上的无线电干扰测量曲线及电磁辐射<30MHz10倍程衰减曲线。指出了绘制技术的关键步骤，供大家实践与参考。

关键词：excel 10；电磁辐射；无线电干扰；曲线

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）01-0217-03

1 概述

一般地说，excel软件多用来制作表格处理，但实际上这个软件在数字处理和一般图像处理上的能力也相当强大，现借助window 7系统的强大功能，采用excel 10 绘制电磁辐射曲线，用时很方便、灵活。结合工作实践，以excel 10版本为基础，本文分别绘制了几种典型曲线，分别是：：恩施市航空路基站不同距离敏感点的电磁辐射测量曲线；湖北省移动移动通信有限公司第六期基站敏感点电磁辐射测量曲线；普通速度、广州至深圳及郑州至武汉列车上的无线电干扰测量曲线；高速铁路干扰电压随速度变化曲线；电磁辐射<30MHz10倍程衰减曲线。指出了绘制技术的关键步骤，供大家实践与参考。

2 数字移动通信基站电磁辐射测量

我国是移动电话普及率最高的国家之一，除个别地区外，几乎都能双向通话。这是因为哪里有手机，哪里就得建基站（收，发射台），然而，哪里有基站，哪里就产生功率密度大小不等的电磁辐射。

2.1 恩施市航空路基站不同距离敏感点的电磁辐射测量曲线

航空路基站位于恩施市金鑫商厦内，主楼高10层，发射天线架设在其楼顶上，楼顶呈东北西南向，平台面积14m×22m。在平台西北部有一座炮楼，高2层。发射天线共三根，均安装在平台的西北部。其中东小区天线立于大楼平台上，西、北2小区天线则位于炮楼上，均固定在重力支架上。分别取各次监测的最大值，每个敏感点上测量20次，据此绘制图1航空路基站平台上不同距离的电磁辐射监测三维曲线图。

图1 恩施市航空路基站近距离电磁辐射监测三维曲线图

用折线图绘制此图。步骤如下：

第一步，整理数据，共21列，17行。其中第一列是监测地点，即从天线正下方0.40M，天线正下方1M，……. 最后一列是炮楼间平台；第二列至第21列均为数据；

第二步：选取数据；点击插入-图形-三维折线图；

第三步：在图形形成后，点击插入，在单出目录中，点击折线图；

第四步：在图形状态下点击布局-坐标轴-横坐标，选显示“从左向右坐标轴”；

第五步：在图形状态下，点击布局-纵坐标轴-其他主要纵坐标轴选项，设定最小0，最大值16，主要刻度2，次要刻度0.4。有”自动”和”“固定”两种模式可自由选择，取决于制图者，但计算机默认状态下是“自动”；

第六步：在图形下，选择布局-数据标签-“显示数据标签，并放置数据点上方”；

第七步：在图形状态下，选择布局，在布局下，有图表标题、坐标轴标题、图例、数据标签……坐标轴、网格线、绘图区…等若干选项，根据图形需要选取即可；

第八步：调整字体、颜色、大小等。在图形状态下，点击开始，点击适宜的按钮；

即可全自动，也可人工调整，当自动显示图形后，如果局部地方数据标签发生重合现象，则可采用，但有写些标签的地方易重合，人工方法“分离”，如本图在局部地方就是人工调整后的结果；

第九步：人工调整数据标签；在EXCEL 10系统里，计算机对标签的排列既可以自动化也可以人工调整，使用非常便利。

第十步：箭头的表示方法：在图形状态下，插入-二级目录的形状-三级目录里有很多箭头即相关的表示图形；

第十一步：必要的说明，此图对折线条只保留了超过了“国家单个基站电磁辐射限值”的三条线，其余的折线作了删除

第十二步：由于数据量巨大，限于篇幅，文章略去。

2.2 湖北省移动移动通信有限公司第六期基站敏感点电磁辐射测量曲线

湖北省移动通信有限公司第六期共有2000多座基站，在全省范围内，按30%左右的监测率抽检。共抽检851座基站的2305个敏感点，汇总后分析得到图2。

图2 湖北省移动通信有限公司第六期基站敏感点电磁辐射监测曲线图

图2的制图步骤：

第一步：选取数据，A列是经过排序的距离（从大到小），B列是功率密度值，它完全随距离的变化而变化，是原始值，与距离对应；

第二步，进入Excel10工作界面，点击折线图，再点击具有垂直线的折线图，这是很关键的一步；

第三部：在图形状态下，点击布局，二级目录下的坐标轴，点击三级目录的横坐标，接着点击其他主要横坐标选项；

第四步：在图形状态下，点击布局，二级目录下的坐标轴，点击三级目录的纵坐标，接着点击其他主要纵坐标选项；

第五步：在图形状态下，点击图表标题，置于图的上方；

第六步：图例，计算机可自动生成，如本图是自动生成得的。

第七步：长直线的生成：在图形状态下，点击插入-形状轮廓-粗细（本图设定3mm粗）-红色；同上，中间的一条---绿色，最下面线为黄色；

第八步：调整纸张大小，使其放在一个A4页面大小的纸上即可。

图2说明了：

1）所有单个测试基站敏感点的电磁辐射强度均在国家限值内（8微瓦/平方厘米）。

2）大部分单个基站敏感点的电磁辐射强度仅是国家限值的10左右%，非常小。

3 城市轨道交通的无线电干扰测量曲线值

无线电干扰是轨道交通非常普遍的存在的，我国某试验小组，对不同车速行驶状态下和不同频率产生的无线电干扰，取得了规律性的数据，对未来国家的城市轨道规划，机车屏蔽等措施，提供出了宝贵的资料；

3.1 普通速度、广州至深圳及郑州至武汉列车上的无线电干扰测量曲线

图3说明：接触网质量较差的普速线路，电磁辐射较大，而接触网质量较好的准高速和高速线路的电磁辐射较小。

制作图3的主要步骤如下：

第一步：整理数据（如下表），注意第一行须汉字，如下：A列-速度、B列广深、C列郑武、D列-普速；

第二步：打开EXCEL10进入工作界面后，点击插入，选取二级目录下的散点图，接着点击带平滑线的散点图；

第三步：在图形状态下，点击布局，在布局二级目录里点击坐标，在三级目录里点击横坐标，再点击“其他横坐标的选项”，按要求设立车速，

第四步：在图形状态下，点击布局，在布局二级目录里点击坐标，在三级目录里点击纵坐标，再点击其他纵坐标的选项。按要求设立场强电压（噪声分贝值）；

图3 我国试验车在车上取得出的场强电压曲线

表1 普速等车速一览表

[车速＼&广深＼&郑武＼&普速＼&20＼&＼&＼&40＼&25＼&＼&＼&40＼&30＼&＼&＼&41＼&40＼&＼&＼&42＼&60＼&＼&＼&44＼&90＼&＼&＼&＼&100＼&＼&＼&＼&110＼&36＼&＼&＼&120＼&37＼&＼&＼&130＼&38＼&＼&＼&140＼&40＼&＼&＼&150＼&41＼&＼&＼&160＼&41＼&42＼&＼&170＼&42＼&44＼&＼&180＼&41.5＼&45＼&＼&190＼&42＼&45.1＼&＼&200＼&42.3＼&46＼&＼&210＼&42.5＼&46＼&＼&220＼&42.5＼&46＼&＼&]

3.2 电磁辐射并非随速度线性增长

见图4，高速铁路干扰电压随速度变化曲线。当速度到达某值时电磁辐射增长很缓慢，甚至不再增长，这与弓网的振动特性规律是一致的。

表2 高速铁路干扰电压随速度变化的监测值一览表

[噪声值（dB/uF）＼&距离＼&32＼&110＼&33＼&130＼&33.4＼&140＼&35＼&160＼&37＼&180＼&40＼&200＼&42＼&220＼&43＼&240＼&44＼&280＼&45＼&300＼&46＼&320＼&46.5＼&330＼&47＼&350＼&]

图4 高速铁路干扰电压随速度变化曲线

此图的制作步骤：

第一步：按照上述表格整理数据，不能忘记首行的汉字为；

第二步：在进入EXCEL10的工作界面后，点击折线图，带平滑曲线的折线图；

第三步：调整图表，坐标轴刻度，或先横后纵，或先纵后横；

第四步：调整图表及坐标轴标题、数据标签等；

第五步：美化图形环境。

3.3 电磁辐射<30MHz10倍程衰减曲线

电磁辐射的横向衰减适合用半对数曲线描述，绘制电磁辐射<30MHz10倍程衰减曲线步骤是：

第一步：整理和输入数据，如下表。电磁辐射<30MHz横向10倍程衰减数据一览表

表3 电磁辐射<30MHz横向10倍程衰减数据一览表

第二步：启动Excel10工作簿（表），点击插入，

第三步：用X轴或者Y轴取对数刻度，做成的曲线称半对数曲线，如果两轴都取对数刻度，就叫双曲线图。本例只对X轴取对数，Y轴为自然数，所以叫半对数曲线。

第四步：先将数据做成一般散点图（带平滑线的散点图），在图形状态下，点击坐标轴，点击横坐标，点击“显示对数刻度坐标轴”。这是关键的一步；

第五步：主要和次要网格线设置，在图形状态下，点击布局，点击网格线，点击主要网格线和次要网格线，到此半对数曲线初步完成；

第六步：调整与美化图形。

图形如下：

图5 电磁辐射<30MHz10倍程衰曲线图

4 结语

上述几个实例是从事环境科技，工程设计人员经常用到的，EXCEL10与它低一点的版本比，在功能、界面动感等方面有很大的改善，我们学习和运用它，对于提高制图技巧和工作效率都是有较大帮助的。

参考文献：

[1] 徐彬，石文星，张立辉，张凯等.生活环境中的电磁辐射检测仪设计[J].实验室研究与探索，2013，32（13）：25-27.