浅析移动通信基站电磁辐射环境影响

摘要：随着国家社会经济的发展和城市化进程的不断加快，伴有电磁辐射的设备和娱乐、信息活动也越来越多，尤其是移动通信产业的飞速发展，城市中移动通信基站的数量和分布密度不断增加，人们在享受科技发展带来便捷生活的同时，也开始密切关注“电磁辐射”所带来的环境影响。对此，本文通过讲述电磁辐射特性、以绵阳市移动通信基站的抽样监测结果为基础，分析移动通信基站电磁辐射环境影响，引导公众正确认知电磁辐射。

关键词：移动通信基站；电磁辐射；环境影响

近年来移动通信产业的飞速发展，城市中移动通信基站的数量和分布密度不断增加，据统计截止2014年底，移动、电信、联通的基站分别已达180万个、30万个、43万个[1]。随着我国3G、4G网络的不断推广，网络科技的广泛应用，由此引发的电磁辐射问题也日益突出。以绵阳市为例，年均受理移动通信基站投诉监测50余起，并呈逐年增加之势。因此了解移动通信基站环境影响，引导公众正确认知电磁辐射十分必要。

1 电磁辐射的概念

能量以电磁波形式由源发射到空间的现象定义为电磁辐射[2]；存在于给定场所的所有电磁现象的总和定义为电磁环境[3]。电磁辐射按其来源可分为自然电磁环境和人为电磁环境。自然电磁辐射主要来自雷电及地球表面的热辐射，人工电磁辐射主要来自于电器设备（设施）的运行。移动通信基站属人工电磁辐射发射体，它承担着完成移动通信网和移动通信用户之间的通信和管理功能。移动通信基站的天线是决定基站电磁辐射大小的关键设备，更是决定电磁辐射分布的设备。在不考虑外环境的情况下，天线方向图决定了基站电磁辐射特性。

2 移动通信基站周围电磁辐射水平分析

城区架设的移动通信基站，公众能够到达的位置通常是在基站下方区域（包括基站架设的楼顶和基站所在的楼内）和靠近天线主要能量区域但有一定距离的位置（如基站天线对面的建筑物）。基站下方区域处于天线能量较弱的角度，测值普遍较小。而基站天线对面区域，由于基站天线一般高于临近居民楼楼顶架设，其主要能量已越过临近居民楼楼顶，到达临近居民位置处的副瓣能量已衰减至比较小的值。下面以绵阳市为例，选取绵阳市辖区内多种制式、多种参数配置的移动通信基站进行现场监测，将监测结果进行统计，分析对周围环境的电磁辐射影响。

2.1 移动通信基站断面衰减规律

根据基站天线的电磁辐射特性、架设特点及现场条件，选取架设于绵阳市五一广场上的五一广场基站（天线架高33米）进行断面监测，以了解其电磁辐射规律。

从上图可以看出，数据曲线总体呈规律性变化：在距离发射天线非常近、处于天线下方的10m范围内，由于测点逐渐靠近天线主要能量区域而逐渐增大；10～20m范围监测数据曲线开始下降；20～40m，由于在垂直面角度上更加靠近天线主要能量区域和地面发射波的双重影响，其监测数据曲线有所振荡；45m处，测点最接近天线主要能量区域，达到最大值；45m以后，距离因素明显，衰减显著，监测数据总体开始下降并趋于稳定。

2.2 移动通信基站对所在楼顶的贡献

天线相对架设楼顶面的高差通常在6m以上，少数基站架设高度差在1～4m。为掌握移动通信基站对天线所在建筑物楼顶面的电磁环境贡献情况，选取21个多种制式、多种参数配置的移动通信基站天线所在楼顶面进行监测（对天线与架设面相对高度4m～9m的基站、相对高度10m以上的基站分别进行监测）。各基站测值如下图所示：

上述监测值同时包括多个制式、频段、基站发射功率、天线增益、测点以及天线相对位置等情况。选取《电磁环境控制限值》（GB87022014）中最严格的30～3000MHz频率范围公众曝露控制限值0.4W/m2对监测数据进行评价。可以看出，天线架设高度4～9m的基站楼顶面的测值最大为0.181W/m2，绝大部分测值处于102W/m2数量级或更低的水平，远低于我国现行国家标准；天线架设高度在10m以上的基站楼顶面的测值最大为0.0195W/m2，绝大部分测值在0.01W/m2以下，远低于我国现行国家标准。与天线架设高度在4～9m的基站楼顶面测值相比，天线架设高度的升高，使得楼顶面测值总体变小。同时可以看出，由于决定场强大小的因素较多，如测点与天线相对位置、测量距离、测量高度等，因此基站天线架设面射频综合场规律性较差。

2.3 移动通信基站对所在底座建筑内的影响

基站所在底座建筑内的住户对基站的电磁辐射关注度十分高。为此选取天线架设高度不同的15个基站（天线架设高度在20m以内）所在楼的楼道内进行监测，监测点位主要位于顶层楼道。监测数据如下：

除一个点位为“未检出”外，其余各点的测值最大为000215W/m2，整体来看，基站所在底座建筑内测值数量级大部分处于104，远低于国家最严格的0.4W/m2标准限值。基站天线下方本已处于能量较弱的副瓣区域，加之楼板的遮挡衰减，测值非常小。可见楼顶架设的天线对其所在楼内正下方的影响非常小。

2.4 移动通信基站对邻近建筑位置的影响

为满足移动通信信号覆盖而设定基站天线架设的方位和高度，因此，基站天线能量集中的主瓣区域是不会正对周边邻近建筑物，以免造成信号的遮挡和反射。一般情况下，天线能量主瓣区域与公众所处位置均存在一定程度的角度差和高度差。调查对绵阳市市区范围内10个代表性基站周围相邻建筑位置进行监测，监测结果统计分析如下：

从临近基站且处于天线主射投影线上的公众位置测值来看，测值最大仅0.0371W/m2，均远低于国家最严格的标准限值0.4W/m2。与其所在樓顶测值相比，80%测值相比天线所在楼顶测值小，仅20%测值与天线所在楼顶测值相当。源强较弱、直线距离远、高度差大共同决定了临近建筑物受到的基站电磁波信号相对较小。

由上述分析可见，移动通信基站天线所在楼顶面的射频综合场测值多处于102W/m2数量级及其以下；对底座建筑内的电磁环境贡献值则更小，大多处于104W/m2数量级；对邻近建筑位置的贡献因高差和距离因素衰减，大多处于103W/m2数量级。通过对比可见，移动通信基站所处区域地面射频综合场测值相比其他区域无显著增大，基站天线所在楼顶面射频综合场测值则有一定增大，天线与临近建筑楼顶高度差越小，测值相对高，但仍远低于国家标准限值。断面数据表明在距离基站天线50m范围外的测值趋于稳定。

综上，基站发射功率较小，承载数据信号的电磁波通过架设于楼顶的天线发出，电磁波能量主要集中在与天线高度相当的位置并以水平方向在空中传播，基站天线一般架设于楼顶位置并且高于公众居住或活动位置，因此，能够到达公众居住或活动位置的电磁波能量很小，从监测数据来看，基站对环境带来的贡献大多处于与发射天线临近（多在50m范围以内）且高度差较小位置范围内。

3 我国电磁辐射标准

我国目前实行《电磁环境控制限值》（GB87022014），本标准规定了电磁环境中控制公众暴露的电场、磁场、电磁场（1Hz300GHz）的场量限值、评价方法和相关设施（设备）的豁免范围。依据《辐射环境保护管理导则-电磁辐射环境影响评价方法和标准》（HJ/T 10.31996）的要求，我国对移动通信项目环评及验收评价标准一般是选取《电磁环境控制限值》（GB87022014）标准中最严格的公众暴露控制限值0.4 W/m2的1/5，即0.08W/m2，该标准限值远比国际非电离组织推荐的标准严格几十倍。

4 总结与建议

在我们赖以生存的环境中，电磁辐射现象无处不在，办公环境中的信息技术设备、家用电器、广播电视系统发射设备以及移动通信基站都是日常环境中电磁辐射的重要来源。本文以上调查分析表明移动通信基站正常运行时，将向周围发射一定频率范围内的电磁波，其对周围公众及环境的影响随距离的增大而减小，均低于国家规定的标准要求。只要严格按照规定的距离、架设高度、倾角规范架设天线，一般不会对周围环境敏感建筑物造成电磁辐射污染，因此公众大可不必谈辐色变。相关行政机构应加强管理，严格落实移动通信基站建设项目的环评审批与验收手续，同时通过网络、媒体引导公众正确认知电磁辐射，营造良好舆论氛围，通过严格落实项目建设三同时制度，共建和谐美好的信息时代。

参考文献：

[1]施逸鸿.浅谈我国移动通信基站电磁辐射监测现状与管理对策.

[2]帅震清，杨有仪.电磁辐射、环境与人体健康.四川科技技术出版社.

[3]帅震清，杨有仪.电磁辐射、环境与人体健康.四川科技技术出版社.

作者简介：杜元媛（1985），女，汉族，四川西充人，本科，工程师，研究方向：辐射环境监测、核与辐射安全管理。