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【摘要】 为了研究正常工作日下基站电磁辐射对环境的影响以及电磁辐射强度随时间、距离的变化趋势，本文通过选取有代表性的移动通信基站，对其电磁辐射进行监测与分析。
【关键词】移动通信基站；环境影响；电磁辐射强度；话务量
【分类号】：TN929.5；X591
移动电话给人们带来无限的沟通便利和办公高效率，为满足人们的通信需求，必须大量的建设基站，增加覆盖面积，而基站运行时其发射天线向周围空间发射电磁波，使周围电磁辐射场强度增高，会对周围环境造成电磁辐射影响。 随着人们环保意识的增强，移动电话基站的电磁辐射成为人们越来越关心的问题。
1 电磁环境与电磁辐射
电磁环境EME是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和，它包括自然的和人为的，有源的（直射波）和无源的（反射波），静态的和动态的，它是由不同频率（f）的电场（E）、磁场（H）组成。变化的电场与磁场交替在空间传播，这种通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量称为电磁辐射。电磁辐射可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命的物质产生损害作用，这种现象称为电磁辐射污染。
2 移动通信基站的电磁辐射
基站天线按照方向性可以分为全向天线和定向天线。全向天线在水平方向图上表现为360°，都均匀辐射。全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型，覆盖范围较大。定向天线在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。天线的发射能力通常用天线增益来表示，相同输入功率的条件下，天线在某方向某点产生的功率密度与理想点源同一点产生的功率密度的比值，通常用dBi表示。
3 基站天线电磁辐射对环境的影响
为了解移动通信基站电磁辐射对环境的影响，我们通过现场监测的方法对此进行研究。本次我们选取的GSM网定向移动基站均位于山东省某城市中心区域，运行状况正常且话务量较大。
3.1 监测布点
按照《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）[1]、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（试行）[2]的布设原则，在天线主瓣方向距离天线楼顶投影点5m、10m、15m、20m、30m、50m的水平及垂直距离上布设点位。
3.2 监测方法
依据《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）[1]、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（试行）[2]的要求进行，监测仪器距离地面高度1.7m。在基站正常工作时间内进行测量，监测频率为每个监测点位1次/h。每个监测点每次连续测5次，每次测量时间不小于15秒，并读取稳定状态下的最大值，若测量读数起伏较大时，则适当延长测量时间。
3.3 标准
《电磁辐射防护规定》 （ GB8702- 88） 中公众总的受照射剂量限值规定。在每天24h 内， 电磁辐射场的场量参数在任意连续6min 内的平均值应满足下列要求。频率范围： 30～3000 MHz， 电场强度： 12v/m， 功率密度： 0.4W/m2。
《电磁辐射环境影响评价方法和标准》（HJ/T10.3-1996）中规定，为使公众受到的总照射剂量小于GB8702-88的规定值，對单个项目的影响必须限制在GB8702-88限值的若干分之一。在评价时，对于国家环境保护总局负责审批的大型项目可取GB8702-88中场强限值的1/ ，或功率密度限值的1/2。其他项目则取场强限值的1/ ，或功率密度限值的1/5作为评价标准。因此本次单个GSM/TD-SCDMA基站电磁辐射功率密度评价标准为0.08W/m2，电场强度评价标准值为5.4V/m。
3.4 监测仪器
EMR-300电磁辐射分析仪，测量频率范围100kHz～3GHz。
3.5 监测时段 8：00～20：00。
3.6 监测结果
定向GSM基站采用三扇区，每个扇区天线夹角多为120度，我们将正北扇区标记为A扇区，顺时针方向，依次标记为B扇区和C扇区。监测结果见表1。
表1 某市移动通信基站现场监测结果
序号 基站名称 高度（m） 扇区 测量位置（m） 测量结果（×10-4W/m2） 测点说明
1 1号站 18 A 5 7 地面测点
A 10 11 地面测点
A 15 9 地面测点
A 20 21 地面测点
A 20 80 居民楼302室
A 20 531 居民楼502室
A 20 1295 居民楼602室
A 30 <1.1 地面测点
A 50 <1.1 地面测点
2 2号站 20 C 5 11 地面测点
C 10 12 地面测点
C 15 47 地面测点
C 20 46 地面测点
C 20 45 居民楼202室
C 20 143 居民楼502室
C 30 39 地面测点
C 50 18 地面测点
3 3号站 25 B 5 5 地面测点
B 10 5 地面测点
B 15 23 地面测点
B 20 26 地面测点
B 30 61 地面测点
B 50 23 地面测点
通过以上的现场监测结果分析表明， 电磁辐射监测值随高度衰减明显， 地面点监测值全部低于国家标准， 超标点出现在一定高度的建筑物上， 且在天线主瓣方向上， 与天线挂高相近；电磁辐射监测值随距离变化为先变大后减小，最大值一般出现在30m范围之内。 4 近距离区域电磁辐射分布特征
为了进一步查明基站近距离区域电磁辐射的分布特征，我们另选取一典型基站进行全天24小时监测，在天线主瓣方向距离地面投影点1m、2m、……30m的水平距离上布设点位。
4.1功率密度随时间的变化趋势及与话务量的关系
监测时基站话务量见表2。
表2 监测时基站话务量
话务量随时间变化图如下：
通过监测，每小时功率密度均值随时间的变化见下图：
由以上监测结果可见，24h内功率密度和话务量的变化趋势基本相同，大致呈“Μ”型分布。
4.2 功率密度随距离的变化趋势
選取功率密度较大的时段分析功率密度随距离的变化趋势。
功率密度随距离变化图1 功率密度随距离变化图2
由以上两图可见，功率密度随距离的增加逐渐增大，达到最大值后，随距离的增加而减小，大致呈“Λ” 型分布。功率密度最大值出现在3m（11：00）、10m（12：00）、20m（15：00、17：00、21：00、22：00），因此该基站对环境主要影响范围为天线主瓣方向，距离天线楼顶投影点30m内。
5 结论
经实际监测可知，电磁辐射随高度衰减明显， 超标点出现在一定高度的建筑物上， 且在天线主瓣方向上， 与天线挂高相近；电磁辐射监测值随距离变化为先变大后减小，最大值一般出现在30m范围之内。
移动通信基站近距离区域电磁辐射强度随时间、空间变化具有明显的分布特征。1天（0：00～23：00）内，功率密度随时间大致呈“Μ”型分布，并与话务量具有正相关性。近距离区域（0m～30m）功率密度随距离大致呈“Λ”型分布，峰值出现距离与天线特性有关。
6 建议
对超标基站， 除确需关闭个别扇区或整体搬迁外， 大部分基站可以通过调整天线挂高、扇区方向、下倾角等技术手段加以解决。为避免基站运行后对环境不利影响， 应在基站规划上充分考虑环境因素， 尤其是距离基站30m范围内的环境敏感目标，从选址上把好第一关， 避免选址不当造成不必要的损失。
参考文献：
[1] 国家环境保护局.辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法（HJ/T10.2-1996）[S].北京：国家标准出版社，1996：3-5.
[2] 国家环境保护总局.移动通信基站电磁辐射环境监测方法（试行）.2007：5-6.
【关键词】移动通信基站；环境影响；电磁辐射强度；话务量
【分类号】：TN929.5；X591
移动电话给人们带来无限的沟通便利和办公高效率，为满足人们的通信需求，必须大量的建设基站，增加覆盖面积，而基站运行时其发射天线向周围空间发射电磁波，使周围电磁辐射场强度增高，会对周围环境造成电磁辐射影响。 随着人们环保意识的增强，移动电话基站的电磁辐射成为人们越来越关心的问题。
1 电磁环境与电磁辐射
电磁环境EME是指存在于给定场所的所有电磁现象的总和，它包括自然的和人为的，有源的（直射波）和无源的（反射波），静态的和动态的，它是由不同频率（f）的电场（E）、磁场（H）组成。变化的电场与磁场交替在空间传播，这种通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量称为电磁辐射。电磁辐射可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命的物质产生损害作用，这种现象称为电磁辐射污染。
2 移动通信基站的电磁辐射
基站天线按照方向性可以分为全向天线和定向天线。全向天线在水平方向图上表现为360°，都均匀辐射。全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型，覆盖范围较大。定向天线在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，一般应用于城区小区制的站型，覆盖范围小，用户密度大，频率利用率高。天线的发射能力通常用天线增益来表示，相同输入功率的条件下，天线在某方向某点产生的功率密度与理想点源同一点产生的功率密度的比值，通常用dBi表示。
3 基站天线电磁辐射对环境的影响
为了解移动通信基站电磁辐射对环境的影响，我们通过现场监测的方法对此进行研究。本次我们选取的GSM网定向移动基站均位于山东省某城市中心区域，运行状况正常且话务量较大。
3.1 监测布点
按照《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）[1]、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（试行）[2]的布设原则，在天线主瓣方向距离天线楼顶投影点5m、10m、15m、20m、30m、50m的水平及垂直距离上布设点位。
3.2 监测方法
依据《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）[1]、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》（试行）[2]的要求进行，监测仪器距离地面高度1.7m。在基站正常工作时间内进行测量，监测频率为每个监测点位1次/h。每个监测点每次连续测5次，每次测量时间不小于15秒，并读取稳定状态下的最大值，若测量读数起伏较大时，则适当延长测量时间。
3.3 标准
《电磁辐射防护规定》 （ GB8702- 88） 中公众总的受照射剂量限值规定。在每天24h 内， 电磁辐射场的场量参数在任意连续6min 内的平均值应满足下列要求。频率范围： 30～3000 MHz， 电场强度： 12v/m， 功率密度： 0.4W/m2。
《电磁辐射环境影响评价方法和标准》（HJ/T10.3-1996）中规定，为使公众受到的总照射剂量小于GB8702-88的规定值，對单个项目的影响必须限制在GB8702-88限值的若干分之一。在评价时，对于国家环境保护总局负责审批的大型项目可取GB8702-88中场强限值的1/ ，或功率密度限值的1/2。其他项目则取场强限值的1/ ，或功率密度限值的1/5作为评价标准。因此本次单个GSM/TD-SCDMA基站电磁辐射功率密度评价标准为0.08W/m2，电场强度评价标准值为5.4V/m。
3.4 监测仪器
EMR-300电磁辐射分析仪，测量频率范围100kHz～3GHz。
3.5 监测时段 8：00～20：00。
3.6 监测结果
定向GSM基站采用三扇区，每个扇区天线夹角多为120度，我们将正北扇区标记为A扇区，顺时针方向，依次标记为B扇区和C扇区。监测结果见表1。
表1 某市移动通信基站现场监测结果
序号 基站名称 高度（m） 扇区 测量位置（m） 测量结果（×10-4W/m2） 测点说明
1 1号站 18 A 5 7 地面测点
A 10 11 地面测点
A 15 9 地面测点
A 20 21 地面测点
A 20 80 居民楼302室
A 20 531 居民楼502室
A 20 1295 居民楼602室
A 30 <1.1 地面测点
A 50 <1.1 地面测点
2 2号站 20 C 5 11 地面测点
C 10 12 地面测点
C 15 47 地面测点
C 20 46 地面测点
C 20 45 居民楼202室
C 20 143 居民楼502室
C 30 39 地面测点
C 50 18 地面测点
3 3号站 25 B 5 5 地面测点
B 10 5 地面测点
B 15 23 地面测点
B 20 26 地面测点
B 30 61 地面测点
B 50 23 地面测点
通过以上的现场监测结果分析表明， 电磁辐射监测值随高度衰减明显， 地面点监测值全部低于国家标准， 超标点出现在一定高度的建筑物上， 且在天线主瓣方向上， 与天线挂高相近；电磁辐射监测值随距离变化为先变大后减小，最大值一般出现在30m范围之内。 4 近距离区域电磁辐射分布特征
为了进一步查明基站近距离区域电磁辐射的分布特征，我们另选取一典型基站进行全天24小时监测，在天线主瓣方向距离地面投影点1m、2m、……30m的水平距离上布设点位。
4.1功率密度随时间的变化趋势及与话务量的关系
监测时基站话务量见表2。
表2 监测时基站话务量
话务量随时间变化图如下：
通过监测，每小时功率密度均值随时间的变化见下图：
由以上监测结果可见，24h内功率密度和话务量的变化趋势基本相同，大致呈“Μ”型分布。
4.2 功率密度随距离的变化趋势
選取功率密度较大的时段分析功率密度随距离的变化趋势。
功率密度随距离变化图1 功率密度随距离变化图2
由以上两图可见，功率密度随距离的增加逐渐增大，达到最大值后，随距离的增加而减小，大致呈“Λ” 型分布。功率密度最大值出现在3m（11：00）、10m（12：00）、20m（15：00、17：00、21：00、22：00），因此该基站对环境主要影响范围为天线主瓣方向，距离天线楼顶投影点30m内。
5 结论
经实际监测可知，电磁辐射随高度衰减明显， 超标点出现在一定高度的建筑物上， 且在天线主瓣方向上， 与天线挂高相近；电磁辐射监测值随距离变化为先变大后减小，最大值一般出现在30m范围之内。
移动通信基站近距离区域电磁辐射强度随时间、空间变化具有明显的分布特征。1天（0：00～23：00）内，功率密度随时间大致呈“Μ”型分布，并与话务量具有正相关性。近距离区域（0m～30m）功率密度随距离大致呈“Λ”型分布，峰值出现距离与天线特性有关。
6 建议
对超标基站， 除确需关闭个别扇区或整体搬迁外， 大部分基站可以通过调整天线挂高、扇区方向、下倾角等技术手段加以解决。为避免基站运行后对环境不利影响， 应在基站规划上充分考虑环境因素， 尤其是距离基站30m范围内的环境敏感目标，从选址上把好第一关， 避免选址不当造成不必要的损失。
参考文献：
[1] 国家环境保护局.辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法（HJ/T10.2-1996）[S].北京：国家标准出版社，1996：3-5.
[2] 国家环境保护总局.移动通信基站电磁辐射环境监测方法（试行）.2007：5-6.