5G時代基站建設對環(huán)境電磁輻射影響認識

移動通信基站電磁輻射環(huán)境問題是公眾高度敏感的環(huán)境問題之一，因擔心移動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”也因此成為困擾移動通信基站建設的一個重要原因。但是，公眾的擔心并非沒有原因。現(xiàn)實中，移動通信基站電磁輻射到底有多強？多遠距離才是安全的？移動通信基站有沒有開展環(huán)境監(jiān)測？等等，由于類似信息公開不及時、不透明，因此出現(xiàn)了公眾恐懼甚至反對移動通信基站建設的現(xiàn)象。

為了讓各位朋友加深對基站以及對我們生活中關于手機輻射和基站輻射認知，所以寫這個文章來做簡單介紹。

l  基站的基本概念

基站是基站子系統(tǒng)（BBS,Base Station Subsystem）的簡稱，他主要包括基站收發(fā)機（BTS）和基站控制器（BSC）。就是一個采用多信道，雙向工作模式的高功率無線電發(fā)送機。發(fā)射機將需要發(fā)射的信號調(diào)制成天線所能承載的高頻電流信號，傳輸線將高頻信號傳輸給發(fā)射天線，而接收機端的天線完成對發(fā)射天線發(fā)射出的信號的接收。因此，無論是手機天線還是基站天線，其都是在收發(fā)信號時實現(xiàn)高頻電流與無線電波轉(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，一般用于遠距離的通信，功率比較大，地面上的輻射強度比較小。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直接輻射到面對的用戶，就可能會引起電磁輻射強度超標，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  手機輻射

首先確定我們被輻射的源是誰，如果是手機，一般來講我們?nèi)穗x基站近輻射小，離基站遠輻射大，因為手機和基站通信，現(xiàn)在手機通信絕大多數(shù)都是2，3，4G通信，頻段都在900MHZ-2.6Ghz這個大致的范圍內(nèi)，可以充分保證通信的容量和通信距離，通信距離在遠距離時候信號多徑衰減比較嚴重，手機信號提高3dB，功率得提高一倍，才能保證手機信號到達基站，所以再遠離基站信號不好的時候，手機要提高信號的發(fā)射功率，保證和基站的正常通信，這樣就讓有些手機的SAR的值超標，長期會影響人的健康，（SAR值：人體組織單位時間吸收的電磁輻射能量，是手機天線必要的一個性能指標），可以檢查手機是否產(chǎn)生對身體有害的輻射，歐盟一些國家<1.6w/kg。中華人民共和國國家標準《電磁輻射防護規(guī)定》，公眾照射在天內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場的參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)的平均值應滿足：頻率范圍在30一3000MHz內(nèi)時，電場強度應小于12v/m,磁場強度應小于0.032A/m,功率密度應小于40μw/cm2時。同時，任何連續(xù)內(nèi)6min全身平均的比吸收率應小于0.02w/kg。手機輻射能量分布及手機天線的輻射方向圖如圖4所示。

圖4. 手機輻射能量分布及手機天線的輻射方向圖

常見的手機天線如圖5所示：

圖5.常見的手機天線

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

以前很多人擔心的不是手機輻射，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)，這個區(qū)域內(nèi)收電磁影響較大。

前幾年有人對河北移動通信基站進行抽樣檢測，基站周圍環(huán)境不同距離功率密度測量結(jié)果統(tǒng)計表如表1所示：

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

這種情況還是比較樂觀的，但是也不排除電磁超標的可能，比如基站的天線高度低于居民樓高度，而且在一個基站上，同一方向有多個通信天線，形成一個多網(wǎng)制基站，這樣就會在同一個方向形成主瓣疊加，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，此時主瓣輻射有較高的能量。而且當基站建立在較高樓層時，為了防止基站信號超出范圍，對其他區(qū)域造成同頻干擾，往往會讓天線有一個下傾角度，但是如果天線安裝在樓頂?shù)倪吘墸敲刺炀€的輻射主瓣就會直接對準用戶樓，在局部用戶區(qū)域形成一個高功率密度的電磁能量，長期這樣，肯定不好。

因此對于在小區(qū)內(nèi)安裝的基站，必須首先考慮公眾人員的人身安全，采取必要的防護措施：將輻射值降低至國際限值之下，任何基站建設都必須進行電磁輻射環(huán)保評估！據(jù)新聞報道，8月份召開的江西省十三屆人大會第四次會議表決通過了修訂后的《江西省電信條例》，明確規(guī)定基站投入運行后應當盡快開展電磁輻射環(huán)境監(jiān)測，及時公開電磁輻射環(huán)境監(jiān)測信息，讓江西成為立法對電磁輻射環(huán)境進行監(jiān)測的省份，為進入5G時代做準備打基礎。據(jù)悉，我國將在2020年實現(xiàn)5G網(wǎng)絡商用，預期今后幾年5G網(wǎng)絡建設將全面實施，有關方面正為此積極準備。而5G網(wǎng)絡建設的重要內(nèi)容之一就是通信基站建設，如果還有居民抵制通信基站，顯然不利于5G推廣。所以，江西立法有更深遠考慮，江西在這方面的立法工作走在列，其他省份也有必要把“監(jiān)測公開電磁輻射”寫入地方法規(guī)，或者有關方面應當把這些內(nèi)容寫入國家相關法規(guī)，這將有利于化解矛盾，帶來多種價值，因此政府方面必須加強通信基站環(huán)境保護頂層設計，規(guī)范通信基站電磁環(huán)境監(jiān)測方法，支持通信網(wǎng)絡和諧快速發(fā)展。

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