5G時(shí)代基站建設(shè)對(duì)環(huán)境電磁輻射影響認(rèn)識(shí)

移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境問(wèn)題是公眾高度敏感的環(huán)境問(wèn)題之一，因擔(dān)心移動(dòng)通信基站電磁輻射影響身體健康，在一些地方也出現(xiàn)了“要建基站可以，但別建在我家、我小區(qū)附近。”的現(xiàn)象，“鄰避效應(yīng)”也因此成為困擾移動(dòng)通信基站建設(shè)的一個(gè)重要原因。但是，公眾的擔(dān)心并非沒(méi)有原因。現(xiàn)實(shí)中，移動(dòng)通信基站電磁輻射到底有多強(qiáng)？多遠(yuǎn)距離才是安全的？移動(dòng)通信基站有沒(méi)有開展環(huán)境監(jiān)測(cè)？等等，由于類似信息公開不及時(shí)、不透明，因此出現(xiàn)了公眾恐懼甚至反對(duì)移動(dòng)通信基站建設(shè)的現(xiàn)象。

為了讓各位朋友加深對(duì)基站以及對(duì)我們生活中關(guān)于手機(jī)輻射和基站輻射認(rèn)知，所以寫這個(gè)文章來(lái)做簡(jiǎn)單介紹。

l  基站的基本概念

基站是基站子系統(tǒng)（BBS,Base Station Subsystem）的簡(jiǎn)稱，他主要包括基站收發(fā)機(jī)（BTS）和基站控制器（BSC）。就是一個(gè)采用多信道，雙向工作模式的高功率無(wú)線電發(fā)送機(jī)。發(fā)射機(jī)將需要發(fā)射的信號(hào)調(diào)制成天線所能承載的高頻電流信號(hào)，傳輸線將高頻信號(hào)傳輸給發(fā)射天線，而接收機(jī)端的天線完成對(duì)發(fā)射天線發(fā)射出的信號(hào)的接收。因此，無(wú)論是手機(jī)天線還是基站天線，其都是在收發(fā)信號(hào)時(shí)實(shí)現(xiàn)高頻電流與無(wú)線電波轉(zhuǎn)換。

基站的電磁輻射的幾種情況：（1）落地基站，一般高度50-70米，一般用于遠(yuǎn)距離的通信，功率比較大，地面上的輻射強(qiáng)度比較小。落地基站情況下基站電磁輻射示意圖如圖1所示。（2）樓頂部基站，這種基站往往有一個(gè)俯角，如圖2所示。（3）基站天線主波直射情況下，天線的電磁輻射主瓣會(huì)直接輻射到面對(duì)的用戶，就可能會(huì)引起電磁輻射強(qiáng)度超標(biāo)，該輻射示意圖如圖3所示。

圖1.落地基站情況下基站電磁輻射示意圖

圖2.樓頂部基站電磁輻射示意圖

圖3.基站天線主波直射情況下電磁輻射示意圖

l  手機(jī)輻射

首先確定我們被輻射的源是誰(shuí)，如果是手機(jī)，一般來(lái)講我們?nèi)穗x基站近輻射小，離基站遠(yuǎn)輻射大，因?yàn)槭謾C(jī)和基站通信，現(xiàn)在手機(jī)通信絕大多數(shù)都是2，3，4G通信，頻段都在900MHZ-2.6Ghz這個(gè)大致的范圍內(nèi)，可以充分保證通信的容量和通信距離，通信距離在遠(yuǎn)距離時(shí)候信號(hào)多徑衰減比較嚴(yán)重，手機(jī)信號(hào)提高3dB，功率得提高一倍，才能保證手機(jī)信號(hào)到達(dá)基站，所以再遠(yuǎn)離基站信號(hào)不好的時(shí)候，手機(jī)要提高信號(hào)的發(fā)射功率，保證和基站的正常通信，這樣就讓有些手機(jī)的SAR的值超標(biāo)，長(zhǎng)期會(huì)影響人的健康，（SAR值：人體組織單位時(shí)間吸收的電磁輻射能量，是手機(jī)天線必要的一個(gè)性能指標(biāo)），可以檢查手機(jī)是否產(chǎn)生對(duì)身體有害的輻射，歐盟一些國(guó)家<1.6w/kg。中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》，公眾照射在天內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場(chǎng)的參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足：頻率范圍在30一3000MHz內(nèi)時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)小于12v/m,磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)小于0.032A/m,功率密度應(yīng)小于40μw/cm2時(shí)。同時(shí)，任何連續(xù)內(nèi)6min全身平均的比吸收率應(yīng)小于0.02w/kg。手機(jī)輻射能量分布及手機(jī)天線的輻射方向圖如圖4所示。

圖4. 手機(jī)輻射能量分布及手機(jī)天線的輻射方向圖

常見(jiàn)的手機(jī)天線如圖5所示：

圖5.常見(jiàn)的手機(jī)天線

而對(duì)即將即將到來(lái)的的5G時(shí)代來(lái)說(shuō)，5G通信頻段更高（3.3GHZ-.36GHZ  4.8GHZ-5GHZ），雖然通信帶寬提高了很多，但是同時(shí)在空間傳播時(shí)多徑衰減更為嚴(yán)重，導(dǎo)致遠(yuǎn)距離通信會(huì)更加困難，而且成本非常高，這也是5G自提出以來(lái)，一直沒(méi)有大面積推廣使用的原因，僅僅適合商場(chǎng)，小區(qū)內(nèi)組網(wǎng)通信，密度越大，單個(gè)的5G天下輻射功率就會(huì)降下來(lái)，從而保證區(qū)域處于一種健康的電磁環(huán)境，所以未來(lái)5G時(shí)代，我們經(jīng)常所見(jiàn)的大型基站會(huì)相應(yīng)減小很多，更多的是小型的基站直接進(jìn)入我們生活的小區(qū)或者工作周圍進(jìn)行高密度的安裝。

以前很多人擔(dān)心的不是手機(jī)輻射，而是基站本身的輻射，基站這種大型天線，往往都是定向的大功率天線，而且這種定向的大功率天線的輻射主要能量集中在主瓣寬度范圍內(nèi)，在高度和天線輻射的方向一致，處于主瓣輻射范圍內(nèi)，這個(gè)區(qū)域內(nèi)收電磁影響較大。

前幾年有人對(duì)河北移動(dòng)通信基站進(jìn)行抽樣檢測(cè)，基站周圍環(huán)境不同距離功率密度測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)表如表1所示：

表1基站周圍環(huán)境不同距離功率密度測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

這種情況還是比較樂(lè)觀的，但是也不排除電磁超標(biāo)的可能，比如基站的天線高度低于居民樓高度，而且在一個(gè)基站上，同一方向有多個(gè)通信天線，形成一個(gè)多網(wǎng)制基站，這樣就會(huì)在同一個(gè)方向形成主瓣疊加，讓環(huán)境中電磁功率密度大于40μw/cm2，從而造成電磁嚴(yán)重污染，多網(wǎng)制基站如圖6所示。

圖6.多網(wǎng)制基站

還有比如現(xiàn)在很多基站采用蜂窩狀基站，使基站周圍呈現(xiàn)三葉草形狀的輻射，此時(shí)主瓣輻射有較高的能量。而且當(dāng)基站建立在較高樓層時(shí)，為了防止基站信號(hào)超出范圍，對(duì)其他區(qū)域造成同頻干擾，往往會(huì)讓天線有一個(gè)下傾角度，但是如果天線安裝在樓頂?shù)倪吘墸敲刺炀€的輻射主瓣就會(huì)直接對(duì)準(zhǔn)用戶樓，在局部用戶區(qū)域形成一個(gè)高功率密度的電磁能量，長(zhǎng)期這樣，肯定不好。

因此對(duì)于在小區(qū)內(nèi)安裝的基站，必須首先考慮公眾人員的人身安全，采取必要的防護(hù)措施：將輻射值降低至國(guó)際限值之下，任何基站建設(shè)都必須進(jìn)行電磁輻射環(huán)保評(píng)估！據(jù)新聞報(bào)道，8月份召開的江西省十三屆人大常委會(huì)第四次會(huì)議表決通過(guò)了修訂后的《江西省電信條例》，明確規(guī)定基站投入運(yùn)行后應(yīng)當(dāng)盡快開展電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)，及時(shí)公開電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)信息，讓江西成為首個(gè)立法對(duì)電磁輻射環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)的省份，為進(jìn)入5G時(shí)代做準(zhǔn)備打基礎(chǔ)。據(jù)悉，我國(guó)將在2020年實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)商用，預(yù)期今后幾年5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將全面實(shí)施，有關(guān)方面正為此積極準(zhǔn)備。而5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要內(nèi)容之一就是通信基站建設(shè)，如果還有居民抵制通信基站，顯然不利于5G推廣。所以，江西立法有更深遠(yuǎn)考慮，江西在這方面的立法工作走在全國(guó)前列，其他省份也有必要把“監(jiān)測(cè)公開電磁輻射”寫入地方法規(guī)，或者有關(guān)方面應(yīng)當(dāng)把這些內(nèi)容寫入國(guó)家相關(guān)法規(guī)，這將有利于化解矛盾，帶來(lái)多種價(jià)值，因此政府方面必須加強(qiáng)通信基站環(huán)境保護(hù)頂層設(shè)計(jì)，規(guī)范通信基站電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，支持通信網(wǎng)絡(luò)和諧快速發(fā)展。

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