新疆WCDMA移動通信基站電磁輻射環(huán)境影響分析

郭小礫

【摘要】 針對新疆地區(qū)WCDMA移動通信基站電磁輻射環(huán)境影響評價問題，基于移動基站環(huán)境影響評價理論和方法，在分析現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，選取新疆地區(qū)典型移動基站的監(jiān)測結(jié)果作為評價樣本對新疆地區(qū)移動基站其輻射環(huán)境進行評價。評價監(jiān)測結(jié)果顯示：監(jiān)測的電磁輻射強度最大值為6.611uW/c㎡，低于8.00uW/c㎡的環(huán)境管理目標值，符合相關(guān)規(guī)定要求。最后提出了基站的電磁輻射防護措施建議。

【關(guān)鍵詞】 電磁輻射 移動通信基站 環(huán)境評價 監(jiān)測

電磁輻射在人們生活中不可避免，它是由空間共同移送的電能和磁能量組成的，由電荷的移動產(chǎn)生的能量，而移動通信正是依賴電磁輻射來實現(xiàn)傳播的。新疆地區(qū)地域遼闊，隨著新疆地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，對移動通信的質(zhì)量要求也越來越高，這勢必會導(dǎo)致移動基站的大量建設(shè)。為了確定新疆地區(qū)移動基站的輻射水平，本文在綜合以往研究成果的基礎(chǔ)上，對新疆地區(qū)典型基站電磁輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析、總結(jié)和歸納，最終得出其輻射環(huán)境影響水平結(jié)論。

一、WCDMA移動通信基站

1.1 WCDMA系統(tǒng)簡介

WCDMA移動通信系統(tǒng)是第三代無線通訊技術(shù)之一，它采用直接序列擴頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，能夠支持移動/手提設(shè)備之間的語音、圖象、數(shù)據(jù)以及視頻通信，速率可達2Mb/s（對于局域網(wǎng)而言）或者384Kb/s（對于寬帶網(wǎng)而言）。

1.2 WCDMA移動通信基站組成

WCDMA移動通信基站由天饋系統(tǒng)、GPS天線、傳輸設(shè)備、電源和接地等組成，主要分為室內(nèi)和室外兩個部分。室內(nèi)部分包括機架及其內(nèi)部硬件模塊，主要包括射頻收發(fā)信機單元、基帶處理單元、RNC接入控制單元及GPS時鐘控制單元；室外部分為基站天饋系統(tǒng)（AS），包括智能天線、功率放大器單元（TPA）和各種電纜。

1.3 移動基站工作原理

基站是在一定的無線覆蓋區(qū)中由移動交換中心（MSC）控制，與手機（移動臺，MS）之間進行通信所構(gòu)成的系統(tǒng)，主要由基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺（BTS）組成，它是移動通信網(wǎng)的主要組成部分。基站的作用原理是：當小區(qū)內(nèi)任意移動臺（手機）發(fā)送信息時，基站即開始接受，加工和整理信息，通過無線連接將信息傳送到交換中心，同時將交換中心發(fā)到本小區(qū)的信息分別傳送給各個移動臺，這個“接”和“發(fā)”的過程，就實現(xiàn)了不同地區(qū)、不同網(wǎng)際間的無線與無線或無線與有線的信息傳遞?？梢?，基站是傳送、加工和處理信息的“中轉(zhuǎn)站”。

移動通信基站產(chǎn)生的電磁輻射強度主要由發(fā)射功率、天線增益、與天線的距離和與天線的相對高度等因素決定在本評價項目中，移動通信基站均采用定向天線，通過定向天線傳遞的電磁信號具有一定的方向性，即在一定角度內(nèi)存在較強的輻射水平，其軸向上的電磁輻射強度最大。

二、電磁輻射評價標準

根據(jù)《電磁輻射防護規(guī)定》（GB8702-88）的要求，公眾總的受照射劑量限值如下：公眾在一天（24h）內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場的場量參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)的全身平均值應(yīng)滿足表1的要求。

根據(jù)《輻射環(huán)境保護管理導(dǎo)則一電磁輻射環(huán)境影響評價方法與標準》（HJ/T10.3-1996）規(guī)定：為使公眾受到總照射劑量小于GB8702-88的規(guī)定值，對單個項目的影響必須限制在GB8702-88規(guī)定的功率密度限值的1/5，移動基站的發(fā)射頻率在900MHz～2900MHz頻段，故單個基站的電磁輻射管理值是：40/5=8uW/c㎡。

三、WCDMA移動通信基站電磁輻射環(huán)境的監(jiān)測

3.1 監(jiān)測方法

本次監(jiān)測在以發(fā)射天線為中心半徑50m的范圍內(nèi)，對人員可以到達的距離天線最近處可能受到影響的環(huán)境保護目標和以基站天線的主瓣方向為延長線不同距離的變化值進行監(jiān)測。測量時測量儀器探頭（天線）尖端距地面（或立足點）1.7m，與操作人員之間距離不少于0.5m。在室內(nèi)測量，一般選取房間中央位置，點位與家用電器等設(shè)備之間距離不少于1m。若在窗口（陽臺）位置監(jiān)測，探頭（天線）尖端在窗框（陽臺）界面以內(nèi)。在通信基站正常工作時間內(nèi)進行測量。每個測點連續(xù)測5次，每次測量時間不小于15s，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)下的最大值，若監(jiān)測讀數(shù)起伏較大時，適當延長監(jiān)測時間。

3.2 監(jiān)測基站的選取

按照基站的不同特征及所處環(huán)境的不同狀況，分別在城市人口和基站密集區(qū)、高電磁輻射背景值區(qū)、市區(qū)、縣鄉(xiāng)，按照移動基站不同發(fā)射頻率、單站、共站情況、不同架設(shè)方式（樓頂支架、鐵塔、美化塔等）、不同等效輻射功率（標稱功率、天線增益）、不同最大落地點的基站（天線形式、高度、傾角），分別選擇有代表性的基站作為現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測基站。此次共選取117個具有代表性基站進行監(jiān)測。

3.3 監(jiān)測參數(shù)的選取

根據(jù)《電磁輻射防護規(guī)定》（GB8702-88）要求，結(jié)合移動通信基站的發(fā)射頻率，確定測量因子為電場強度（V/m），再轉(zhuǎn)換為評價因子功率密度（uW/c㎡）。

3.4 監(jiān)測儀器

此次監(jiān)測采用的儀器主要包括：NBM-550電磁分析儀（為非選頻式輻射測量儀）、EMR-300電磁分析儀（為非選頻式輻射測量儀）、SRM3000頻譜分析儀（選頻）。

3.5 監(jiān)測結(jié)果分析

此次監(jiān)測的117個基站均屬新疆聯(lián)通公司，設(shè)備為華為、中興公司產(chǎn)品，主要天線架設(shè)方式為鐵塔、樓頂支架方式。監(jiān)測結(jié)果匯總表見表2。

由表2監(jiān)測結(jié)果可知，建成運行基站周圍環(huán)境的功率密度最大值為6.611uW/c㎡，出現(xiàn)在阿克蘇第十小學(xué)基站240°天線主瓣方向水平距離10米處，監(jiān)測的117個基站其電磁輻射值均符合《電磁輻射防護規(guī)定》（GB8702-88）中公眾照射導(dǎo)出限值40uW/c㎡要求，同時滿足《輻射環(huán)境保護管理導(dǎo)則一電磁輻射環(huán)境影響評價方法和標準》（HI/T10.3-1996）中單個項目電磁輻射管理值8uW/c㎡要求?？傮w上來說，新疆WCDMA移動通信基站電磁輻射對周圍環(huán)境影響不大，符合國家標準。

四、結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

此次新疆地區(qū)WCDMA移動通信基站電磁輻射環(huán)境影響評價工作是針對新疆地區(qū)16個地州的117個典型基站進行電磁輻射監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明其電磁輻射值均符合相關(guān)規(guī)范要求，移動基站引起的電磁輻射水平對環(huán)境的影響程度小，符合評價標準要求。

4.2 電磁輻射防護措施建議

（1）移動基站站址應(yīng)選在地勢相對較高或有高層建筑、高塔利用的地方。如果高層的高度不能滿足基站天線高度要求，應(yīng)有房頂設(shè)塔或地面立塔的條件，以便保證基站周圍視野開闊，附近沒有高于基站天線的高大建筑物阻擋；

（2）市區(qū)基站應(yīng)避免天線前方近處有高大樓房而造成障礙或反射后對其周圍基站產(chǎn)生干擾；

（3）在住宅樓上建設(shè)移動通信基站，建設(shè)前建設(shè)單位、建筑物產(chǎn)權(quán)單位或業(yè)主應(yīng)充分征求所住居民的意見：

（4）應(yīng)避免在高山上設(shè)站。在高山上架設(shè)基站干擾范圍大且易產(chǎn)生谷底“塔下黑”現(xiàn)象，如果設(shè)站應(yīng)采取相應(yīng)措施

（5）站址選擇時盡量避免附近有模擬集群系統(tǒng)或其他系統(tǒng)的基站天線，如果有，應(yīng)詳細了解其使用頻率、發(fā)射功率、天線高度等，以便頻率配置避開干擾頻點，防止相互干擾，不肆意污染基站附近的電磁環(huán)境；

（6）新建移動通信基站前要預(yù)測用戶密度分布，采用最佳的頻率復(fù)用方式，合理地進行蜂窩分裂，盡量減少基站個數(shù)；

（7）移動通信基站室外天線安裝在敏感建筑物上時，天線應(yīng)安裝在樓頂中央或者高層建筑物電梯間頂，天線與樓頂之間距離不得小于2.5米；

（8）移動通信基站室外天線最低允許高度一般不得低于20米，發(fā)射天線主方向17米范圍內(nèi)、非主射方向10米范圍內(nèi)一般不得有高于天線的敏感建筑物。