移動(dòng)基站周圍環(huán)境電磁場(chǎng)分布情形的研究==內(nèi)容混亂

阿 凌

中國聯(lián)通馬鞍山分公司，安徽馬鞍山 243000

0 引言

從 20世紀(jì)中期至今，隨著科技的發(fā)展，各類電力設(shè)備的普及，電磁場(chǎng)也更加深入人類生活環(huán)境中，根據(jù)1979年Wertheimer及Leeper 兩位學(xué)者發(fā)表報(bào)告指出，輸電線電頻磁場(chǎng)暴露在2mG下與兒童白血病有關(guān)，因此對(duì)于電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的危害也逐漸被人所注意[1]。

隨著無線通信逐漸普及于人們生活之中，居住環(huán)境間的移動(dòng)基站也逐漸增多，如大樓的頂端便是常見的基站架設(shè)地點(diǎn)，因此也經(jīng)常成為鄰近民眾的抗議對(duì)象，其主要原因?yàn)榇蠖鄶?shù)人認(rèn)為基地臺(tái)所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可能對(duì)人體產(chǎn)生不良影響，若能建立環(huán)境實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與國際間標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相互比對(duì)將有助于厘清普通民眾對(duì)移動(dòng)基站電磁場(chǎng)的相關(guān)疑慮。

1 遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量與國際規(guī)范

由向量磁位A之旋度來代表磁通密度，則可推出磁場(chǎng)

則電場(chǎng)為：

由上式可得：

當(dāng)距離發(fā)射天線的距離遠(yuǎn)超過近場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其電場(chǎng)與磁場(chǎng)的比例將恒定，即稱為遠(yuǎn)場(chǎng)。當(dāng)測(cè)量距離大于三倍波長距離時(shí)，便已經(jīng)在遠(yuǎn)場(chǎng)范圍內(nèi)。

在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域電磁波具有平面波的特性，其電場(chǎng)與磁場(chǎng)的向量所構(gòu)成的平面與傳播方向垂直，由式（7）可知：

由（8）和（9）可知：S=E2377

因此只需選好距離測(cè)量遠(yuǎn)場(chǎng)，就能直接推算出同一時(shí)間的磁場(chǎng)與功率密度。

2 測(cè)量方法

2.1 基站測(cè)量點(diǎn)的選定

如圖2所示為測(cè)量區(qū)域示意圖，依照天線扇形輻射場(chǎng)可劃定以區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，由于移動(dòng)通信基站所輻射信號(hào)為900MHz/1800MHz/2100MHz頻段，波長約為14cm～30cm，因此在測(cè)量點(diǎn)的選定上必須較為密集，需分下列情況制定：

1）測(cè)量區(qū)域面積在20m2以內(nèi)時(shí)，在測(cè)量區(qū)域內(nèi)以每邊長約1m為單位，定出方格線，在每一方格線交點(diǎn)上（無障礙物且人員可達(dá)處）進(jìn)行測(cè)量；

2）測(cè)量區(qū)域面積在20m2～100m2以內(nèi)時(shí)，在測(cè)量區(qū)域內(nèi)以每邊長約2m單位，定出方格線，在每一方格線交點(diǎn)上（無障礙物且人員可達(dá)處）進(jìn)行測(cè)量；

3）測(cè)量區(qū)域面積在100m2以上時(shí)，在測(cè)量區(qū)域內(nèi)以每邊長約3m單位，定出方格線，在每一方格線交點(diǎn)上（無障礙物且人員可達(dá)處）進(jìn)行測(cè)量。

圖1 測(cè)量區(qū)域示意圖

2.2 基站測(cè)量方式

以全向性電磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)NBM-550為測(cè)量儀器，以最大值測(cè)量模式，在每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行距地面高度0.2m～2m的連續(xù)掃描，掃描時(shí)間不得小于10s，記錄最大值為測(cè)量結(jié)果。

3 測(cè)量結(jié)果與分析

3.1 基站臺(tái)的選擇

在馬鞍山市區(qū)內(nèi)選擇四個(gè)不同區(qū)域的聯(lián)通基站，進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。四個(gè)基站的基本情況如表1所示：

表1 測(cè)量基站基本情況表

時(shí)間 11.6.3 12∶00 11.6.4 14∶00 11.6.5 13∶00 11.6.6 12∶00天線水平距離 約15m 約35m 約56m 約26m天線垂直距離 30m 約28m 43m 67m測(cè)量地點(diǎn) 停車場(chǎng) 街道內(nèi) 廣場(chǎng) 街道內(nèi)

3.2 測(cè)量結(jié)果

圖2 基站周圍功率密度分布圖

如圖2所示為四個(gè)基站所測(cè)得的功率密度分布圖。如圖2(a)所致，基站A周圍在點(diǎn)（4,2）時(shí)最大功率密度為0.001877W/ m2；如圖2（b）所致，基站B周圍在點(diǎn)（0,1）時(shí)最大功率密度為0.001583W/m2；如圖2（c）所致，基站C周圍在點(diǎn)（0,0）時(shí)最大功率密度為0.001883W/m2；如圖2（d）所致，基呢站D周圍在點(diǎn)（0,2）時(shí)最大功率密度為0.002559W/m2。

3.3 基站測(cè)量數(shù)據(jù)分析

表2 基站最大電磁場(chǎng)測(cè)量比較表

注：

1）電場(chǎng)：中國標(biāo)準(zhǔn)12V/m～28V/m，波蘭標(biāo)準(zhǔn)6.14V/m，瑞士標(biāo)準(zhǔn)4V/m～6V/m；

2）功率密度：中國標(biāo)準(zhǔn)0.4W/m2～2W/m2，波蘭標(biāo)準(zhǔn)0.1W/m2，瑞士標(biāo)準(zhǔn)0.042W/m2～0.0954 W/m2。

如表2所示為四座基站周圍環(huán)境所測(cè)量到的最大電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，其中以基地臺(tái)D所量測(cè)之電磁場(chǎng)最大，基地臺(tái)B之電磁場(chǎng)最小，四座基地臺(tái)周圍環(huán)境的平均電場(chǎng)為0.859625V/m、平均功率密度為0.0019755W/m2，與個(gè)別基地臺(tái)差異不大，總而言之所有量測(cè)之電磁場(chǎng)皆合乎限制標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

本研究中針對(duì)安徽聯(lián)通馬鞍山地區(qū)基站的周圍環(huán)境進(jìn)行電場(chǎng)測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換成功率密度，來觀察功率密度隨著區(qū)域點(diǎn)不同的變化，從測(cè)量中知道電磁場(chǎng)雖然會(huì)因?yàn)榫嚯x的增加而衰減，但是由于不同基地臺(tái)天線的輻射場(chǎng)型也不一樣，天線傾角也會(huì)隨著天線所需涵蓋范圍做出不同的調(diào)整，測(cè)量的地點(diǎn)也隨著該區(qū)域自然條件有所不同，所以測(cè)量的區(qū)域數(shù)據(jù)不一定會(huì)隨距離而變化，本次所測(cè)量的區(qū)域電磁場(chǎng)均符合國際標(biāo)準(zhǔn)，并建立區(qū)域電磁場(chǎng)分布情形，可提供給在基地臺(tái)周圍居民作為電磁風(fēng)險(xiǎn)判定的參考。

[1]Fitzgerald, K.,“Electromagnetic Fields: the Jury’s Still out.2.Societal Reverberations,”IEEE Spectrum, 1990，27:27-32.

[2]ICNIRP,“Guidelines for limiting exposure to timevarying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz), ”International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP), Health Physics, 1998,74:494-522.