无线电通信电磁辐射的认识与测量

韩国栋，魏玉雷

（山东广播电视台，山东 济南 250014）

0 引言

近年来，随着社会的发展进步与科技水平的提升，人们对生活环境的要求不断提高，不断发生一些小区居民为自身健康着想，害怕所谓的“辐射”，从而用各种办法禁止移动通信基站建立在自家小区居民楼上的闹剧。之所以发生这样的事情，无非是人们的科学知识储备不够，缺乏对辐射的清晰认识，罔听网上一些片面、无根据的言论，导致人们一听到“辐射”二字就谈虎色变。本文将介绍电磁波的电磁辐射的问题。

1 辐射的分类

其实辐射本身是个中性词，不同类型的辐射赋予本身不同的性质。按照辐射作用于不同物质所产生的效应，可将辐射分为电离辐射和非电离辐射两类。爱因斯坦正是因为发现了光电效应（电离辐射的一种形式）获得了诺贝尔物理奖。电离辐射是指携带足以使物质原子中的电子成为自由态，从而使这些物质发生电离现象的能量辐射。科学家研究发现，频率高于紫外线的辐射才能使物质产生电离现象。常见电离辐射有α、β及γ辐射（或称射线）3种，例如，医院里的CT、胸透等就是辐射在医学上的应用。不过电离辐射也是需要达到一定强度后，才能对人体及生物产生影响和危害的。

频率低于紫外线的辐射则为非电离辐射。非电离辐射不能对物质产生电离现象，相对于电离辐射来说，非电离辐射是安全的。常见的非电离辐射包括红外线、可见光、无线电波等。无线电波的辐射也称为电磁辐射，通信基站的辐射就属于电磁辐射的一种，不用担心它会对人体造成危害，生活中很多人将电离辐射和非电离辐射混为一谈，不能有效区分二者之间的本质区别，把电离辐射的危害强加在非电离辐射上，给自己和周围人造成不必要的恐慌，还耽搁了对真正有害的电离辐射的防范。总之一句话：远离电离辐射，不用担心电磁辐射。

2 电磁辐射的安全性

电磁辐射无处不在，生活环境中包含着各式各样的电磁辐射，想完全躲开几乎是不可能的，有手机、广播电视信号的地方就有电磁辐射，虽然看不见也摸不着，但是它就在那里。不过也不用担心，就算是有很多的电磁辐射，只要不超过一定的强度剂量，是不会对人体造成任何影响的。

国家在2014年专门制定颁发了对于公众暴露下的电磁环境控制限值相关规定标准——《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014国家标准）并于2015年1月1日正式实施。该标准明确规定了不同频率电磁波所对应电磁辐射的控制限值，同时也给出了测量规则。该标准限值的严格度是欧美标准限值的十倍，即相关限值的数值取值是欧美标准的十分之一。

3 测量仪器介绍

本次电磁辐射测量采用德国Narda公司生产的NBM-550电磁辐射分析仪，如图1所示。

图1 Narda NBM-550电磁辐射分析仪

NBM-550电磁辐射分析仪精密可靠、便捷实用，主要应用于雷达、移动通信基站和卫星通信系统场强是否符合相关标准限值测量等领域，可以测量电场、磁场强度及平面波功率密度。同时具备多种测量方式，可根据实际需求设置不同测量方式和测量时间，并内置多个国家电磁辐射环境控制限值相关标准，其中就包含GB 8702-2014标准。可以在测得测量结果的同时，快速判断测量结果是否符合相关规定。本次测量配备使用EF1891三维各向同性全向测量探头，工作频率为3 MHz～18 GHz，与NBM-550配合使用，可以准确测量各频段电磁辐射的强度。

4 电磁辐射的测量

下面测量一下我们生活环境周边的电磁辐射究竟有没有超过国家标准控制限值。本次测量目标为广播电视卫星地球站和家庭环境中的电磁辐射值。地球站主要工作原理是将广播电视信号形成的电磁波发送至卫星，然后通过卫星转发覆盖全国，地面接收站接收到卫星转发的广播电视信号后，经过相关处理送至千家万户。地球站既然能发射电磁波就会产生一定的电磁辐射，不过需要说明的是，地球站使用的发射天线是定向型天线，只能朝一个方向发射电磁波，在其他方向没有电磁辐射能力。这和家中常用的手电筒发出的光束只能照射到一个方向的道理是相同的。

广播电视卫星地球站的发射频率在6000 MHz左右。在GB 8702-2014国家标准中规定，应按照0.1 MHz～300 GHz频率的场量参数为任意连续6分钟的均方根值（即有效值）的规定作为最终测量取值标准。首先对地球站发射机功放波导输出口处和房间内距离发射机功放前3米处任意一点进行测量，结果如表1所示。

表1 地球站发射机房电磁辐射测量值

地球站周边环境测量采用多点测量的方式进行。以地球站发射天线为中心，其朝向为正前方，分别测量距离50米和100米、平均间隔45°的8个方向、共计16个测量点进行测量，结果如表2所示。

表2 地球站周边环境电磁辐射测量值

通过测量结果发现，即使在发射机房内，甚至是发射机功放的输出口，其电磁辐射值都低于国家标准规定的限值范围，地球站周边环境的电磁辐射值更是远远低于国家标准所规定的限值，由此可见地球站不会产生电磁辐射污染。

家庭中能够产生电磁辐射的最常见家用电器有手机、无线Wi-Fi路由器、蓝牙耳机以及微波炉等。它们有着不同的工作频率，也就是说能够产生不同频率的电磁辐射，在GB 8702-2014国家标准中也能找到对应的控制限值和相关要求。

首先测试一部4G手机产生的电磁辐射值。经查询被测手机的4G信号工作在2300～2320 MHz和2555～2575 MHz的频段内，测量频率分别取中心频率2310 MHz和2565 MHz，在语音通话和无线数据使用两种使用方式下的进行测量，结果如表3所示。

表3 手机通信电磁辐射测量值

这两个频段的国家标准限值是0.4 W/m2，测量结果均低于标准限值，可见该4G手机在正常工作时，所产生的电磁辐射处于标准限值范围内，虽然在限值范围内，但是可以看到在0米距离的时候电磁辐射值相对与0.5米时较大。

无线Wi-Fi路由器工作频率范围大约为2.4～2.5 GHz和5～5.8 GHz，2.4 GHz频段的第1子频道的中心频率为2412 MHz；5 GHz频段的第1子频道的中心频率为5170 MHz。测量频率分别设置为2412 MHz和5170 MHz，使用一部手机连接无线Wi-Fi后，进行连接互联网测量，结果如表4所示。

表4 无线Wi-Fi路由器电磁辐射测量值

2.4G频段的国家标准限值是0.4 W/m2，测量结果低于标准限值。5G频段的国家标准限值是0.689 W/m2，虽然测量结果中的0米距离时最大值瞬间高于限值标准，但在6分钟内取平均值是低于标准限值的，所以也不必担心。0.5米距离测量值则小很多。

5 结束语

经过以上的测量结果发现，被测量的对象大部分都没有出现超过国家标准限值的现象，也就是说在生活中常见的各种通信台站的设备设施以及家中各种电器的电磁辐射都是非常安全的。在使用家用电器时，相对保持一定的距离，其辐射值都很小。因此，对于大家所担心的手机辐射以及各种各样的电磁辐射大可放心，完全没必担心受到辐射危害。