移动通信基站天线电磁辐射分布规律及安全防护

王柳辉

摘要：指出了随着通信行业在我国不断发展，用户量持续增加，为了满足话务容量和网络覆盖率的需求，三大通信运营商开始将大量的移动通信基站建设起来，特别是在城市中，修建了许多基站。尽管这些基站提升了移动网络运营效率，然而，也会增加环境中的电磁辐射总量，所以，掌握移动通信基站天线电磁分布规律及制定安全防护对策非常必要，需要给予高度重视。

关键词：移动通信；基站天线；电磁辐射；分布规律；安全防护

中图分类号：P427.35

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10007802

1 引言

为了对基站天线电磁辐射的影响进行充分的了解，国内外有关这方面的研究和监测工作也在不断增加。力争在不影响人们身体健康的同时，构建一个良好的移动网络运行环境。因此，为了更好的了解这方面的内容，文章通过下文进行了探究，目的是为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用。

2 具体布设方案分析

在通信行业不断发展的背景下，为了能够确保用户的通信水平，需要科学的布设移动通信基站天线，这就要求优先，制定出合理的天线参数，从实际情况入手，选取正确的场地，布设检测点，最后通过科学的设备和仪器进行布设和控制。

2.1 天线参数

通过应急通讯车进行试验监测，图1为网络天线的主要参数。

将三根定向天线设置到应急通信车中，其中，可以选择其中的一根进行试验，然后在关闭状态下控制另外两根天线，通过附近移动通信基站接入天线数据信号。

2.2 选取场地

可以在比较空旷的场地内进行现场监测，确保场内四周无房屋、树木等障碍物。并且，1000 m以内无基站天线。

2.3 布设监测点

将天线主瓣轴向出垂直面作为试验的监测面，并且，在该垂直监测面内需要均匀的分布各个监测点。在5～30 m左右控制天线监测面的水平方向距离，在2～3 m之间控制布点间隔距离；在3～15 m左右控制监测面垂直方向上的监测范围；在1 m左右控制布点间隔。

2.4 监测的基本方法和所用仪器

通过德国SRM-3000分频电磁辐射分析检测仪进行试验检测。按照相关标准进行检测，连续监测每个测点五次，并且，在15s以上控制各次监测时间，然后将稳定状态下的最大值读取出来。如果有较大的监测读数，需要将监测时间适当延长。

3 分布规律分析及安全防护对策

3.1 根据话务量确定无线电磁辐射强度

以1 m的高度为间隔，将距天线水平15 m的垂面选择出来，监测不同的话务量，在监测的过程中，利用手机通话的方式进行加载，其中实线、虚线和空线分别为两个载频、一个载频和空载的监测结果。通过分析相应的监测结果能够发现。网络天线的电磁辐射在空载时是最强烈的，13.49 μW/cm2为其最大值，在向一个载频满载增加了话务量负载以后，这样就会降低天线电磁辐射功率密度至11.44 μW/cm2。如果向两个载频增加了话务量以后，又会向13.08 μW/cm2增加电磁功率辐射密度，并且，不会有较大的变化幅度出现。出现这种情况的原因：网络天线为多址时分工作模式，以脉冲的形式发射信号，空载时会有较高的脉冲幅值，造成有较高的监测结果出现；并且，在不断的增加了话务量以后，脉冲量就会被分散到各个信道内，进而就会降低辐射功率，在继续增加话务量后，因为增加了辐射总量，因此，也会相继的增加辐射功率密度（图2）。

3.2 无线电磁辐射空间划分规律

在相关基站话务量统计结果基础上，这样随着话务量的变化天线电磁辐射强度也会发生变化。对加载时的一个载项WCDMA网络天线和空载时的GSM900网络天线作为研究对象，研究瓣轴所在垂面的空间电磁辐射分布规律，以明确天线的辐射范围与强度。

网络天线主瓣轴向、空载所在垂面的电磁辐射功率密度监测结果可以通过图2进行表示，从距离平面的7 m处开始，然后以1 m为间隔，对离地面15 m进行监测为止。通过分析监测结果，监测点和垂直距离与水平距离的距离越小，这样就会有越高的电磁辐射功率，同天线距离最近的监测点，57.84 μW/cm2控制功率密度。然而，在不断增大了观测点和垂直及水平的距离以后，这样就会迅速减小监测点和天线之间的距离，在和天线水平距离的17 m处，就会不断降低天线电磁辐射功率密度值，较《电磁辐射规定》内的单个限制小。对应的，就WCDMA网络天线而言，会在 5、8、10、13、15、17、20、23、25、28、30 m左右控制主瓣轴向所在垂面中的水平距离。从高出地面3 m的高度起，对高出地面14 m的高度以1 m的间隔进行监测。

随着垂直距离或者观测点和水平距离的加大，这样就会迅速减少监测点电磁辐射功率的密度值。

在具体天线下方垂直距离1.5 m和天线水平距离的15 m处，这样也会降低WCDMA天线电磁辐射功率值，一般会降低到6.06 μW/cm2，并且，对规定内的限制要求要低。

3.3 预测分析天线电磁辐射理论

为了对以上监测结果的准确性进行验证，首先，通过理论验证WCDMA、GSM900天线的电磁辐射。因为话务量会随着天线电磁辐射强度的变化而变化，分别在9W和20W控制 WCDMA和空载GSM900的天线发射功率。在3.0dB、45dB左右控制WCDMA、GSM900避雷器、接头和网络天线等总损耗量。

3.4 划定天线电磁负荷安全保护距离

通常会在天线主瓣方向处控制基站天线的电磁辐射区域，所以，把其垂直安全防护距离按照天线轴向的辐射厚度进行划定。

按照上述所检定的检测结果能够得知，WCDMA天线加一个载频、GSM900天线空载时，这样就会在4 m、3 m左右控制其主瓣垂直辐射厚度，然后对天线最大发射功率情况没有进行充分的考虑，如果天线在最大的功率条件下运行时，通过相应的分析能够将其轴向水平方向的辐射厚度计算出来，通过分析得知，其距离主要为21 m和17.8 m。并且，在4.2 m控制主瓣轴向垂直方向上的辐射厚度。同时，因为较大的配置了部分天线的下倾角，为了将电磁辐射对四周敏感目标的与影响度降低，所以，应该在4.5 m左右控制天线的垂直安全防护距离。

4 结语

随着话务量的不断变化，不同工作模式下的天线电磁辐射强度也会发生变化，在空载时，GSM900天线会有着最强的电磁辐射强度。在不断的增加了话务量以后，会首先降低，然后再升高，然而，却不会有过大的总变化幅度。电磁辐射强度在天线空载状态下是最小的，在不断的增加了话务量以后，也会相应的增加辐射宽度。并且，天线的主瓣方向是天线电磁辐射能量的主要集中点，垂直半功率角和辐射厚度有关。按照理论计算结果及现场监测结果，将天线的垂直安全防护距离确定了出来。

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