淺談電磁輻射測定技術的發(fā)展趨勢

摘 要：電磁輻射是一種由多種因素促發(fā)而產(chǎn)生的電磁波發(fā)射或泄漏現(xiàn)象。電磁輻射對于環(huán)境和人體健康都有一定的不良影響。我國有關電磁輻射測定技術研究相對于西方國家起步較晚，發(fā)展空間也較大。本文從分析電磁輻射源和電磁輻射對人體的危害出發(fā)，闡述了國內(nèi)外電磁輻射測定技術發(fā)展現(xiàn)狀，以及我國電磁輻射測定技術發(fā)展趨勢。

關鍵詞：電磁輻射；測定技術；輻射源

電磁波作為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠郑诮o予人類生活提供方便的同時也造成了電磁波污染。雖然電磁輻射中單個量子的能量較小，只有10-6～10-3電子伏特/光子，但過大的電磁輻射強度及作用時間達到一定值時就會對人的生命活動產(chǎn)生不良的影響。人體本身有著微弱的電磁場，所有細胞運動都在規(guī)定的功能序列內(nèi)完成相應的工作，如果受到外界電磁場的干擾，這種序列可能會被打亂，導致細胞的損傷、死亡，甚至是變異。其次，更加值得注意的是電磁場對人類活動中正常磁場的干擾，例如，對飛機航行信號、衛(wèi)星遙測信號等，這些干擾如果程度難以控制就會造成不同程度的代價損失，給人類生活帶來隱患，需要引起重視。

1 電磁輻射源

輻射源，顧名思義，就是電磁波信號發(fā)射或者泄露的來源。在地球上，這種輻射源主要來源于兩個方面：一個是自然輻射源，如太陽、黑子等；另一個是人為電磁輻射源。這里我們主要講述人為輻射源，可以將其分為以下幾個方面：

①廣播電視電磁輻射。這種電磁輻射的特點為大功率、全方位、定點產(chǎn)生，頻率的不同產(chǎn)生的電磁輻射量也不同，廣播波段一般有中波廣播、短波廣播以及調(diào)頻廣播等。

②通訊、雷達與導航設備電磁輻射。通訊設備包括發(fā)射端，例如發(fā)射臺、通信站、通信基站，傳輸網(wǎng)絡。

③工業(yè)、科學以及醫(yī)學使用的電磁輻射。工業(yè)使用的高頻爐、塑料焊接機、高頻烘干機等；學科上用于研究的超聲波設備、微波爐等；電力系統(tǒng)電磁輻射發(fā)電廠、變電站等架空輸電線和地下電纜等產(chǎn)生電磁輻射；交通系統(tǒng)電力輻射。電氣化鐵路、地鐵以及某些城市使用的有軌電車、無軌電車等，這些使用電力的交通系統(tǒng)也能產(chǎn)生電磁輻射。

2 國內(nèi)外電磁輻射測定技術發(fā)展現(xiàn)狀

電磁輻射有兩個場共同作用，感應場和輻射場，其中感應場又稱近區(qū)場，以感應為主，輻射場又稱遠區(qū)場，以輻射為主。根據(jù)距離的不同，電磁輻射測定技術可以分為近場區(qū)測定和遠場區(qū)測定，相關的測定設備也分為近場區(qū)電磁輻射測定儀和遠場區(qū)電磁輻射測定儀，無論適用于哪一種電磁場區(qū)，相關的測量儀器都是由天線和主機組成的，前者是用來探測信號，后者則用來計算和輸出。

2.1 國內(nèi)外近場區(qū)電磁輻射測定技術

在進行感應場的測量時，由于其上限值較大，所以一般采用綜合場強儀進行測量，即非選頻式寬帶輻射測量儀。這類電磁輻射測定儀一般為寬頻帶、直讀式，配備2-3個三維探頭，測量準確率較高，儀器便于攜帶，操縱方便。根據(jù)測量目的不同，可以選擇電場探頭和磁場探頭，前者又分為偶極子和檢波二極管探頭和熱電偶型探頭。對近場區(qū)的探測，國外研究電磁輻射檢測較于我國早，相關技術相對較為成熟，例如，美國目前電磁輻射測定已實現(xiàn)全自動環(huán)境監(jiān)控，頻段可以高達26GHZ。我國電磁輻射研究較晚，電磁輻射近場儀有船舶總公司701研究所研制的“寬帶電磁場強計”（型號：I；頻帶0.1-3000M；量程0.1uW/cm2-200W/cm2；三維探頭）、江蘇宿遷無線電廠研制的“微波漏能儀”（型號：DCHY-801；頻帶1-10G；量程0.005-30MW/cm2；非全向探頭）等。可以看出，在近場區(qū)的探測方面，我國的探測范圍較窄、探測功能的綜合性差，此外，其可靠性方面仍有待考究。

2.2 國內(nèi)外遠場區(qū)電磁輻射測定技術

在遠場區(qū)的輻射測量時，與近場測量相比，前者的電和磁強度有對應的比例關系，故可以相互導出。我國規(guī)定以300MHz為分界，如果輻射體頻率超過該值，則可僅測量電場強度；而若低于該值，需對兩個強度分別進行測量，這就決定了遠場測量時儀器不需承擔較多的探測和計算功能，但要有很高的精密度。根據(jù)系統(tǒng)檢波的方式不同，可以將其分為峰值檢波和準峰值檢波兩種，前者適合對較窄的頻譜輻射源進行檢測，后者則相反。國外常見的電磁輻射遠場測定儀有日本協(xié)立公司研制的“干擾場強測量儀器”（型號：K；頻帶：0.15-1000M；量程10-120dBuV/m）、德國R/S公司研制的“場強-無線電信號自動掃描測量儀”（型號：ESP；頻帶：9K-1G）等。在對遠場區(qū)的輻射監(jiān)測方面，國內(nèi)重視度不高，只有少量的廠家和研究機構對其進行縱向研究，如無線電儀器二廠生產(chǎn)的“干擾場強測量儀”（型號：RR1＼RR7；頻帶10-150K；量程24-124dBuV/m）、成都766廠研制的“廣播電視場強測量儀”（型號：ZN3970；頻帶：47-120M、160-230M、470-860M；量程20-120dBuV/m）等。

3 我國電磁輻射測定技術發(fā)展趨勢

3.1 更加注重測量儀器功能的綜合性和靈活性

由上述關于國內(nèi)外對近場區(qū)和遠場區(qū)的測量技術的闡述上可以看到，以美國為例，其輻射測量系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)近場和遠場的雙重精確度，其功能較為全面，且測量范圍較為廣泛。我國對輻射測量的研究還不足夠，目前對兩個場區(qū)的測量都是以單一功能為主，在場區(qū)之間的功能轉(zhuǎn)換尚不可行，在將來，需要投入力量在功能集成化和場區(qū)之間的轉(zhuǎn)化靈活性方面有所研究，例如可以通過對圓形、方形、一字形天線和測量元件的模塊化來實現(xiàn)場區(qū)功能的靈活轉(zhuǎn)變等。

3.2 更加注重監(jiān)測系統(tǒng)的智能化和預測功能

智能化和預測功能是指對電磁輻射的綜合預警功能，這包括對輻射量的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸與處理以及對輻射水平的預測和警告。這種趨勢是由我國的客觀情況決定的，我國地域較廣、人口和輻射源密度大，然而對電磁輻射的監(jiān)測網(wǎng)點卻不足，無法短時間內(nèi)解決相關技術難題，這就要求需要建立區(qū)域性的監(jiān)測網(wǎng)，通過由規(guī)模較小的監(jiān)測網(wǎng)點向大規(guī)模網(wǎng)點進行數(shù)據(jù)匯總和分析的方式應對這種客觀局面。因此，必須要求各個網(wǎng)點的自動監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰姡瑫r需要有很強的預測功能，來避免因為瞬間的輻射危機而無法有足夠的時間啟動相關應急響應的局面。

3.3 更加注重布點方式的合理性

這里所說的布點方式并不是指移動信號基站等輻射源基站的布置方式，而是對已經(jīng)存在的輻射源分布局面進行合理的監(jiān)測點的布置，我國對這方面的研究已經(jīng)有一定的基礎，例如，黃欣等發(fā)表的《電磁輻射固定點監(jiān)測布點方案》等，所以有一定的研究優(yōu)勢。在目前電磁輻射的測量技術還不夠成熟的情況下，合理的監(jiān)測點布局方式可以在保證全方位的監(jiān)控體系下，最大限度的降低在監(jiān)測點設備建設、人力和財力方面的投入，將這部分資金轉(zhuǎn)移到技術研發(fā)上，更具有實際利用價值。

4 結(jié)束語

電磁輻射污染是一種無形的污染方式，往往這類污染會在不經(jīng)意間造成巨大地生命財產(chǎn)損失。在環(huán)境監(jiān)測體系日益發(fā)展和完善的進程中，電磁輻射污染也將逐漸引起中央級地方環(huán)境部門的重視，在這個過程中，深入對其開展硬件、軟件和測量理念的研究是非常必要的。

參考文獻

[1]孫秀蓮.國內(nèi)外電磁輻射檢測技術概況及其發(fā)展趨勢[J].山東環(huán)境，1995（2）.

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