基站环评验收关键参数设置标准

杨继灶，刘涛，贾涛

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

基站环评验收关键参数设置标准

杨继灶，刘涛，贾涛

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

环保部门对移动基站的验收标准和要求越来越高，不通过环评验收的基站将不予建设。环评验收中对基站的关键参数设置将至关重要，主要是发射功率及俯角。本文重点就如何设置发射功率及俯角进行了深入研究，得到了适用于工程实际的设置标准。

保护距离；发射功率；基站环评

1 项目背景

随着社会的进步和通信技术的发展，人类已经进入信息社会时代，移动通信工具已经倍受人们的青睐，用户数量迅速增加，为满足网络的发展需求及提高网络的覆盖率、网络承载能力，大批的基站需要建设，尤其是城市区域基站分布越来越密集，由此导致环境中电磁辐射总量增加，人们也越来越担心电磁辐射对身体健康的影响， 尤其是在住宅小区建设的移动基站对小区居民的影响问题非常敏感，一些基站在建设过程中遭遇居民的强制阻挠、破坏，这几年各省环保部门对移动基站的验收标准和要求也越来越高，不通过环评验收的基站将不予建设，即使建成了也要拆除。因此基站建设时结合选址的现场条件，如何对关键参数进行设置以满足环评的要求也是工程建设的重点。

2 基站电磁辐射防护区

要分析基站能否满足环评的要求，首先得明白基站电磁辐射防护区的定义，即基站的水平和垂直保护距离的要求。

按照基站的架设类型，电磁辐射防护区大致可以分为两类。

一类是如落地塔、楼顶拉线塔和楼顶角钢塔等几个扇区都架设在基站同一处的，由于副瓣的辐射影响存在叠加情况，因此该类基站360°都应满足天线主瓣方向的水平保护距离或垂直保护距离。

另一类是如楼顶美化天线和楼顶抱杆天线，天线架设较分散，该类基站天线主瓣（水平半功率角内）应满足主瓣方向的水平保护距离或垂直保护距离。

在基站设计、建设过程中，需要确保基站建成后基站所在楼及其周围建筑物都满足水平保护距离或垂直保护距离的要求。对于基站所在楼或周围建筑物的楼顶如有人员活动的情况，则楼顶除需满足该基站天线的水平保护距离或垂直保护距离要求外，应预留人员活动空间（基站电磁辐射防护区高出楼顶2 m）。

3 基站电磁辐射保护距离的计算

3.1 基站电磁辐射标准

根据国家标准GB 8702-2014 《电磁环境控制限值》中的标准规定：频率30～3 000 MHz范围内，为控制电场、磁场、电磁场所致公众暴露，环境中电场、磁场、电磁场场量参数任意连续6 min内的方均根值应满足表1要求。

表1 公众暴露控制限值

为使公众受到总照射剂量小于规定的限值，环保部HJ/T10.3-1996《电磁辐射环境影响评价方法与标准》和工业和信息化部YD 5039-2009《通信工程建设环境保护技术暂行规定》对单个项目（单项无线通信系统）通过天线发射电磁波的电磁辐射评估限值作了如下规定。

（1）对于国家环境保护局负责审批的大型项目，可取场强防护限值的或功率密度防护限值的1/2。

通信工程基站属于规定中的其它项目，基站电磁辐射等效平面波功率密度应小于功率密度防护限值（0.4 W/m2）的1/5即0.08W/m2。

3.2 基站保护距离的计算

根据国家环保行业标准《电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996），功率密度S按下式计算：

式中，S为功率密度，W/m2。根据前面的分析国家规定的功率密度限值取0.08W/m2。P*为天线口功率，单位W。G*为天线最大辐射方向的功率增益，倍数。d为离天线轴向距离，单位m。

其中*P=Pout/10双工、合路、天馈系统损耗/10。G网Pout=基站最大控制输出功率（W/载频）×载频数；TDLTE/TD-SCDMA网Pout=基站最大控制输出功率（W/阵元）×阵元数。G网双工、合路、天馈系统损耗统一为8 dB，TD-LTE/TD-SCDMA双工、合路、天馈系统损耗统一为1 dB。即G网P=Pout/108/10，TD网P=Pout/101/10。

根据功率密度的公式，可计算出在天线主瓣方向满足功率密度限值的直线距离d为：

天线水平保护距离dp=d×cosα，从而计算出水平保护距离，级差为1 m。

其中：dp为天线水平保护距离，单位m。d为离天线轴向距离，单位m。α为天线俯角，单位 °。

根据公式h1=dptg（α）计算出水平保护距离下考虑天线俯角的垂直保护距离h1。另根据公式可算出半功率角度的保护距离d′为：

再根据公式h2=d′sin（α+θ/2）计算出d′下考虑天线俯角和垂直半功率角的垂直保护距离h2，比较h1和h2，选取较大值为基站的垂直保护距离，级差为0.5 m。

其中：dp为天线水平保护距离， 单位m。α为天线俯角，单位 °。Θ为垂直半功率角，单位 °。

4 满足环评要求的关键参数设置

从前面的分析可以得出防护范围为以水平保护距离dp和垂直保护距离h构成的直角三角形为截面，圆心角为水平半功率角的饼状范围。如防护范围内无建筑物且公众不可达，则满足保护距离要求；反之则不满足。

如何保证基站满足保护距离要求可以是以下3个方面之一。

（1）保证敏感目标水平保护距离满足要求，如图1所示。

图1 敏感目标满足水平保护距离要求示意图

（2）保证敏感目标垂直保护距离满足要求，如图2所示。

图2 敏感目标满足垂直保护距离要求示意图

（3）保证敏感目标不在主瓣范围，如图3所示。

此图中天线方位角为45°，东侧高楼不在其主瓣方向，满足要求；如方位角为90°，则不满足保护距离要求。

基站建设时需要保证实际的水平或垂直保护距离满足环评验收的要求，即实际的水平或垂直保护距离大于理论计算的水平或垂直保护距离。

图3 敏感目标不在主瓣范围示意图

勘察设计时现场的条件如无法满足水平或垂直保护距离要求时，应尽量使主瓣范围不在敏感目标的区域内。这种情况不需对关键参数做任何设置，故不在本研究讨论的范围内。

勘察设计时若主瓣范围无法规避敏感目标区域，那就需结合实际的水平或垂直保护距离通过计算得出该站所能设置的最大发射功率或最大的俯角。

根据环评保护距离计算方法的研究可以得出对保护距离产生影响的关键参数为功率（最大控制发射功率）、天线增益及天线俯角。

功率、天线增益增大，会导致水平保护距离增大；天线俯角增大，会导致垂直保护距离增大。即水平保护距离主要受功率、天线增益的影响，同时由于天线增益一般都是固定的没法调整，故水平保护距离可以认为只与天线的发射功率相关；垂直保护距离主要受天线俯角的影响。

根据实际的水平或垂直保护距离，结合前面的公式可以反推出该站所能允许的最大发射功率或最大的俯角。在计算最大发射功率时可以默认俯角为工程上的某一典型值，同样的在计算最大俯角时可以默认最大发射功率为工程上的某一典型值。

举个例子，现场勘察得到某站实际的水平保护距离为30 m，实际的垂直保护距离为3 m。其它参数为TDLTE网双工、合路、天馈系统损耗（dB）=1，天线增益（dBi）=14，计算最大发射功率Pout（W）和最大俯角如表2、表3所示。

表2 由实际水平保护距离推算最大发射功率

表3 由实际垂直保护距离推算最大俯角

注：白色单元格为默认值，绿色单元格为公式计算值。

即该站最大发射功率只能设置到45.82 W或最大俯仰角设置为6°才能满足环评的要求。

本文经过研究得到了环评关键参数设置的标准计算工具并已在现有工程中运用。

5 总结

在移动基站建设项目中，环评验收的要求已日益严格，本文研究的基站关键参数设置标准已在实践中得到了验证，可在后期工程建设中将大力推广使用。

[1] GB 8702-2014. 电磁环境控制限值[S].

[2] HJ/T10.2-1996. 电磁辐射监测仪器和方法[S].

[3] HJ/T 10.3-1996. 辐射环境保护管理导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准[S].

[4] YD5039-2009. 通信工程建设环境保护技术暂行规定[S].

[5] 王旭. 鉴于移动通信基站选址的环评标准典型应用[J]. 电信工程技术与标准化, 2016(4).

Key parameter setting standards for EIA of base station

YANG Ji-zao, LIU Tao, JIA Tao
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230041, China)

The mobile EIA of base station acceptance criteria and requirements of environmental protection departments are getting higher and higher.If not through the EIA acceptance, the base station will not be built allowably. The key parameter setting for the base station in the EIA acceptance will be critical.Main parameter is the transmitting power and downtilt angle.his paper will in-depth study on how to set the transmission power and downtilt angle, and the setting standards will be applied to engineering practice.

protection distance; transmission power; EIA of base station

TN929.5

A

1008-5599（2017）06-0032-04

2017-03-07