发布时间：2023-10-11 17:47:12
绪论：一篇引人入胜的电磁辐射选频分析仪，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
0 引言
随着我国经济的快速发展及社会的不断进步，手机的使用越来越普遍，给人们的生活带来了极大便利。当前，为了提高接收单元的灵敏度，满足人们对手机信号的需求，移动通信基站的建设越来越多，其产生的电磁辐射对周围环境的影响越来越受人们的重视。因此，必须要对移动通信基站的电磁辐射环境影响进行分析。基于此，本文展开了研究和介B。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
结合某市移动通信基站的实际建设情况，选取具有代表性的楼顶抱杆等9种不同类型共504个典型基站现场实测，基站塔形以楼顶塔居多，占比82.9%，其中楼顶抱杆塔和楼顶美化天线，分别为177座和132座，占总数的61.2%；楼顶四角塔、楼顶角钢塔和楼顶井字塔多为旧站改造，占比较少，为总数的4.7%；楼顶拉线塔、楼顶景观塔和楼顶集束天线分别占比7.7%、4.9%和4.4%；落地塔占比17.1%。所测基站均为定向天线，有单一站，也有共址站，发射频率涵盖目前电信、移动、联通所有2G、3G网络（基站功率为15W/扇区～20W/扇区，天线高度为9m～80m，天线增益为12dBi～18dBi，垂直半功率角为7°～14°，水平半功率角为65°～90°）。
1.2 仪器与方法
测定仪器采用德国Narda公司生产的非选频式NBM-550型电磁分析仪，选用ProbeEF-0391型探头，为各向同性响应宽带探头，量程0.01V/m～800V/m，响应频率100kHz～3GHz。测定方法严格按照《移动通信基站电磁辐射环境监测方法（试行）》（环发[2007]114号），选择在移动基站话务量较高的8：00～20：00时段。
1.3 布点方法
监测点位布设在天线主瓣方向上，距天线所在楼底或塔底50m范围内（特殊研究除外）。由于基站近场区范围内一般无人活动，且天线架设高度较高，有一定下倾角。因此，不考虑近场影响，重点研究电磁辐射对公众活动较多的地面远场辐射影响。监测点位布设见图1。
图1 监测点位布设
1.4 数据统计与分析
采用IBMSPSS22.0软件。经正态性、方差齐性检验，所得测量结果非正态、方差不齐，故均以中位数表示，组与组之间的比较采用Mann-Whitney和Kruskal-WallisH检验，选取a=0.05为检验水准。
2 结果与讨论
2.1 地面电磁辐射总体强度分析
选取的504个典型基站现场实测结果表明，地面50m范围内电磁辐射最大功率密度值为4.5μW/cm2，远低于40μW/cm2，符合《电磁环境控制限值》（GB8702―2014）中公众曝露控制限值。监测结果见表1。
表1 移动通信基站功率密度监测结果μW/cm2
天线架设方式不同，地面测得的电磁辐射值有一定差异。由表1可知，50m范围内功率密度平均值依次是：楼顶抱杆>楼顶井字塔>楼顶角钢塔>楼顶景观塔>楼顶集束天线>楼顶拉线塔>楼顶四角塔>楼顶美化天线>落地塔。落地塔功率密度平均值（0.043μW/cm2），明显低于楼顶抱杆塔（0.118μW/cm2）。这可能与天线架设高度有关，根据电磁波衰减理论，天线挂高越高，到达地面电磁辐射功率密度值随距离增加成平方降低。这为今后选择基站架设类型提供了技术依据，在能够满足信号覆盖要求的基础上，应尽可能选择落地塔为主要架设方式，可以最大限度减少基站电磁辐射对地面的影响。同时正与某市政府在《市政府关于进一步加快信息基础设施建设的意见》中“合理预留公众通信基站（含广播电视设施）建设场地，结合道路改造，充分利用绿化带建设基站”的要求相吻合，尽可能从源头上解决基站选址问题，将落地塔建设纳入到各类设施建设规划中。
2.2 50m范围内地面电磁辐射水平方向分布特征
总体来看，基站电磁辐射地面水平方向分布随距离增大呈现先增加后逐渐减小的趋势，这与很多研究学者结论基本一致。然而对于不同塔型而言，受天线架设高度、下倾角等因素的影响，分布特征也有所不同。
由表1可知，楼顶抱杆塔，测试比例35%，电磁辐射地面水平分布呈现随距离增加功率密度值先增大后趋于背景水平，30m处达到最大值0.126μW/cm2，而后降低趋于0.1μW/cm2。楼顶美化天线，测量比例26%，地面电磁辐射功率密度随距离增加不断增大，由0.039μW/cm2逐渐升高至0.084μW/cm2，测试50m范围内未见峰值。楼顶景观塔、楼顶角钢塔和楼顶四角塔变化趋势与楼顶美化天线相似。楼顶拉线塔，测试比例占8%，水平分布特征同井字塔、集束天线相似，先升高后降低，而后趋于稳定。
由于基站天线为板状构造，只能向一定角度范围辐射，在楼下近距离处形成辐射的阴影，天线辐射能量不能直达。因此，楼（塔）底功率密度最低，一般处于环境本底水平。然而由表1可知，楼顶抱杆和楼顶四角塔楼底处测试结果显示出相反特征，均出现了一个相对较大值，分别为0.127μW/cm2和0.093μW/cm2。这2种架设方式0m处功率密度SD值（标准偏差，用以衡量数据值偏离算术平均值的程度）为0.145～0.383，较其他SD值明显偏大，说明测试结果间离散程度较大，易受周边环境影响。
2.3 50m范围外地面电磁辐射水平方向分布特征
有研究发现在一定距离，如100m监测范围内会出现2个峰值，与上文所述楼顶美化天线等4种特征表现相似。因此，为进一步研究基站电磁辐射在地面50m范围外的水平分布特征，选取楼顶塔两种塔形即美化天线和角钢塔的典型基站分析，相关技术参数表见表2。根据现场监测条件，点位布设距离基站增设至100m。
表2 典型基站技术参数表
由表2可知，2个典型基站电磁辐射强度最大投射点均在50m外，在地面100m范围内水平分布趋势呈先上升后下降的趋势，基本符合电磁波衰减规律，然而在规范要求的50m监测范围内未达到最大值，基站在距离70m处出现最大值0.51μW/cm2，基站B在距离60m处出现最大值0.81μW/cm2，之后随着距离的增加功率密度迅速衰减至本底水平。2个典型基站中基站A天线相对高度较高，电磁辐射地面强度则较低，与之前得出的结论也一致。基站B电磁辐射分布出现两个峰值，在距离10m处出现功率密度值0.16μW/cm2，明显低于70m处功率密度值。原因可能是在10m处受副瓣的影响，出现个别相对较高值点，之后受塔高、天线俯角等共同作用，主瓣区域覆盖到地面，出现覆盖高值。
3 结语
综上所述，当前，城市移动通信基站的建设越来越密集，其电磁辐射对环境及人们的身体健康具有极大的影响。为了使公众对基站电磁辐射有更深入正确的认识，避免引起不必要的恐慌，基站的电磁辐射强度和特点的研究显得尤为重要。通过实例表明：（1）天线架设方式不同，地面电磁辐射强度有一定差异，楼顶抱杆>楼顶井字塔>楼顶角钢塔>楼顶景观塔>楼顶集束天线>楼顶拉线塔>楼顶四角塔>楼顶美化天线>落地塔。落地塔测值整体低于楼顶塔，可作为主要基站选型。
（2）水平方向上，基站电磁辐射强度分布随距离增大呈现先增加后逐渐减小的趋势。部分基站受天线塔高、俯角等共同作用，主瓣区域在地面的最大投射点会在50 m 范围外。
在除颤器测试分析仪的研制过程中，针对出现的干扰现象，分析了干扰现象，分析了干扰产生的原因及干扰的特点，采取了一些抗干扰措施，通过应用EMI（电磁干扰）滤波器，去除了放电脉冲在仪器内部所产生的强烈干扰，使除颤器测试分析仪工作稳定可靠，具有良好的电磁兼容性。
图1 仪器电路原理框图
1 系统的基本原理及干扰特点
本仪器以飞利浦单片机80C52为控制核心，完成对除颤器各项功能的测试分析，并通过接口电路对分析结果分析显示和传输，原理框图如图1所示。除颤器测试分析仪主要完成两部分功能：（1）完成对除颤器放电能量的准确测量；（2）准确、稳定地输出各种心电波形及测试波形。为检验除颤器的自动除颤功能及其特性参数要求分析仪能输出多种波形，包括具有多种导联输出的ECG（心电图）波且幅值可调，同时输出高幅值ECG信号、直流脉冲、方波、三角波、复合波、多种频率的正弦滤以及多种心律的标准R波。各种波形的输出通过数字合成，由程序产生的波形经D/A转换器输出，然后通过模拟电路变换成要求的输出模式。放电能量的检测是基于除颤器的高压放电脉冲通过模拟人体阻抗的模拟电阻（典型阻值为50Ω）放电，经衰减后送入可变增益放大器，变为A/D转换器的输入信号，然后进行处理和显示。
根据对仪器的要求，除完成各项功能外，在对除颤器的放电进行测试时，必须能够承受由放电脉冲带来的强烈干扰，不死机、不复位，在不采用干扰避开法、系统智能复位法等措施时，程序仍能正常执行。同时，由于仪器必须具有恢复放电脉冲波形的功能，测量模拟通道不能对放电信号采用滤波、浪涌阻尼等措施。这就对仪器的抗干扰性能提出了更高的要求。
系统的干扰源一部分是仪器内部数字电路、供电电源所产生的干扰以及仪器外部空间辐射电磁波干扰；另一部分干扰来自除颤器的放电脉冲。其干扰具如下特点：
（1）电压峰值高、能量大，最高电压可达5000V，最大放电能量可达360J；
（2）放电时间短，除颤器放电脉冲时间仅为10ms左右，脉冲前沿时间约为2ms；
（3）放电波形复杂，对不同型号的除颤器，放电脉冲的形状不同，有单向指数衰减型、双向指数衰减型、单向截止型及双向截止型等；
（4）干扰直接进入仪器内部。由于本仪器是便携式仪器，模拟人体的50Ω电阻置入仪器内，因此干扰产生于仪器内部；
（5）干扰复杂。由于模拟人体的50Ω电阻所需功率大（该电阻一般为绕线电阻），此电阻存在较大的分布电感及分布电容，放电脉冲经该电阻必然产生较强的复杂干扰。
2 抗干扰设计及EMI滤波器的选用
干扰源产生的电磁干扰信号一般通过电容的静电耦合、电感的磁耦合、公共阻扰的地电源耦合、电磁辐射感应耦合等途径传播到扰的对象。由于强烈干扰源与测量控制电路置于同一机箱内，彼此相距很近，故电磁干扰传播要为近场感应，即电容耦合、磁耦合。此外，公共阻抗耦合也是传递干扰的重要途径，因此除了采用常用的软件抗干扰措施（如空指令的使用、数字滤波等）外，还从以下几方面进行整机的电磁兼容设计，以解决干扰问题。
2.1 抑制干扰源
为有效降低干扰源的干扰，模拟人体的50Ω大功率电阻采用无感电阻，在布线时充分注意减少由引线带来的寄生电抗参数、合理分配放电采样电阻的空间位置等，特别注意大电流通路的焊接质量，以防接触不良引起火花放电造成更强干扰；选用低频率电路芯片可有效地降低噪声，提高系统的抗干扰能力。
2.2 关于屏蔽层的设计
采用屏蔽的目的是为了在干扰的环境条件下保证系统信号传输性能。这种抗干扰措施可屏屏外来干扰，也可减少本身向外辐射能量。衡量器件传输性能的指标是ACR值（衰减/串扰比）。非屏蔽线在ACR值符合要求的条件下，其传输带宽和传输速率可以大大高于标准带宽和标准传输速率。但是当信号以很高的速率在线路中传输时，由于受到外界的电磁干扰以及自身内部的串扰，容易出现数据传输错误，降低系统的性能。所以系统中采用较低的速率传输数据，以增加系统的可靠性和安全性。
为了有效减少外界的电磁干扰，可以采用屏蔽措施。屏蔽分静电屏蔽和磁场屏蔽，静电屏蔽要求可靠地接地。实际的屏蔽系统存在着一些必须注意的问题，如接地方式、接地导线以及屏蔽的完整等。应慎重选用屏蔽电缆，因为屏蔽不但会导致信号传输的不平衡，而且会改变电缆的电容耦合，从而衰减增加，降低信号输出端的平衡性。同时考虑到干扰源与测量控制电路在同一仪器内，距离很近，若内部用屏蔽层，且屏蔽未良好地连接时，增加的电容效应将非常明显。在于以上考虑，在系统内部放电电阻与线路板及连接电缆之间，不采用屏蔽措施。但是对于塑料机壳的屏蔽必须仔细考虑，为降低外界电磁干扰，采用喷涂金属屏蔽层，同时要求涂层达到一定的厚度且对缝隙、孔洞进行泄露处理，特别注意可靠地接地。
2.3 抑制干扰的耦合通道及提高敏感电路的抗干扰措施
为了便于仪器安装及简化结构，结合上述关于屏蔽与非屏蔽的分析，仪器内部不采用屏蔽措施。为了解决干扰问题，除了采取软件及常用硬件抗干扰措施外，还采用多层线路板及EMI滤波器来增加仪器的抗干扰能力。
（1）基于电路原理，放电能量检测电路采用差分有源衰减电路，使放电脉冲取样电阻浮置，减少通过公共阻抗的电耦合传递的干扰。衰减电阻网络采用多个精密金属膜电阻，以提高衰减比例精度及减少电抗分布参数。
（2）线路板设计采用多层线路板，减小电磁干扰。合理安排器件分布，将信号采集及预处理部分、波形产生部分等与数字信号部分（如单片机控制单元、存储器、扩展I/O口等）从空间上隔离开。此外，将电源产生部分集中在一个区域，使线路板平面尽量靠近仪器底板（底板为仪器外壳屏蔽），起到多层板作用；合理布线，尽量减小回路面积，以减小射频干扰；印制板上走线方向尽量避免突发，否则会导致阻抗的不连续和产生辐射，造成射频干扰。由于仪器为便携式仪器，必须采用低功耗CMOS电路。但由于CMOS电路输入阻抗高，会引起很严重的信号反射畸变，从而增加系统的噪声，因此布线尽可能短，尽量减少过孔数目。
2.4 EMI滤波器的应用
EMI电子元件品种很多，如电感尖、电容类、压敏电阻类、LC组合件类、常规EMI滤波器类等。各类又包含许多品种类型，如带铁氧体磁珠的三引线圆片电容器、叠层片式浪涌吸收器、铁氧体扼流图等。
由于干扰属近场干扰，干扰强烈且复杂。为此，滤波器必须安装在线路板上，不但要对信号线采用EMI滤波器，在电源通常也采用EMI滤波器。为节省空间，采用焊接式安装，同时为保证滤波性能，特别注意焊接工作。
选作滤波器时主要是确定滤波器的截止频率。截止频率的选择必须保证滤波器的通带能够覆盖有用信号的带宽，保证设备的正常工作，同时最大限度地滤除不必要的干扰。为防止电磁辐射引起数字信号传输错误、造成死机和复位等，在数字信号通道上接入抗高频干扰的EMI滤波器。采用日本村田公司生产的带铁氧体磁珠的三引线圆片电容器DSS310系列EMI滤波器，其等效电路如图2示，插入损耗与频率的关系曲线见图3。
针对模拟信号的抗干扰，也采用同类EMI滤波器，只是在选择截止频率时保证大于信号的带宽。考虑由近场对公共线路所带来的冲击浪涌干扰，选用带铁氧体磁珠的三引线圆片压敏一电容器型EMI滤波器DSS710系列，图4为其对电源干扰的抑制特片和压缩特性。压敏电压22V，电容量可达22000pF，加上铁氧体磁珠的作用，其对电磁干扰的抑制频率可以降低到3MHz以上，衰减大于20dB，且抑制频率范围明显展宽。此类滤波器用于系统各种电源通道中。
以惠普的CodeMaster除颤器为测试对象进行多次测试，并同时与瑞典METRON公司生产的除颤器分析仪QA-45进行比对，其测试数据如表1（QA-45在给定的测试范围内，精度为±2%）所示。仅以除颤器放电能量的性能指标进行分析，在低能量测试中（<50J），误差远小于2%；高能量测试中，误差也能控制在2%之内。经连续多次的高能量的放电测试，证明系统具有良好的重复性及稳定性，完全满足设计的性能要求。
表1 测试数据表
CodeMaster除颤器除颤器测试分析仪QA-45放电能量（J）能量测试平均值（J）最大电压平均值（V）延迟时间（ms）能量测试平均值（J）最大电压（V）延迟时间（ms）5
10
30
70
100
150
200
300
3605.07
10.08
30.25
70.25
100.7
151.0
202.0
304.5
365.4331.04
468.2
812.08
1337.8
1482.4
1810.4
2093.7
2570.5
2815.824
24
24
25
25
24
25
26
265.1
10.1
30.1
70.8
101.7
151.8
202.5
303.6
364.7331.5
468.5
808.5
1338.5
1485.0
1814.5
2096.0
2566.5
2813.524
24
25
24
25
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[摘要] 目的 通过分析237对不孕不育夫妇男方常规形态及相关影响因素，探讨影响男性质量的危险因素。方法 对2012年间在惠州市中心人民医院生殖医学中心就诊的237对不育不孕夫妇中，按照可能对男方质量有影响的因素分为4组：暴露计算机电离辐射组、暴露高温作业组、暴露挥发化学物质组和未暴露以上环境的对照组，分析4组各组间质量差异。结果 计算机电离辐射组浓度19.97±12.28（M/mL）与对照组29.72±22.18相比差异有统计学意义；前向运动为15.94±11.73（%）与对照组29.37±23.48相比差异有统计学意义；形态为1.85±1.05（%）与对照组3.93±2.58相比差异有统计学意义。高温组前向运动为13.45±10.91（%）与对照组29.37±23.48相比差异有统计学意义；形态为1.93±1.28（%）与对照组3.93±2.58相比差异有统计学意义。结论 计算机电离辐射及高温是影响形态的主要因素。
关键词 不孕不育；；相关因素
[中图分类号] R711 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2014）08（b）－0018-03
据统计，目前大约有10%~15%的育龄夫妇不能自然受孕。其中由男性因素引起的占30%~50%。影响男性不育的因素很多，但最终都表现为的数目、形态及活力异常。有研究表明近些年人类质量在下降[1]，但质量存在一定的地区性和种族差异。该研究2011年1月—2012年12月间在惠州市中心人民医院生殖医学中心就诊的237对不孕夫妇中男性进行流行病学问卷调查及常规分析(SFA)；并对数据进行统计学处理。分析影响不孕夫妇男性质量的相关因素，为男性不育症的防治提供参考，现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择在该中心因不孕就诊并自愿填写《不育不孕调查表》夫妇237对男性作为研究对象，纳入标准：同居满1年，性生活正常，未避孕未孕夫妇；调查分析前夫妻双方均进行常规的医学体格检查及外生殖器检查。排除因遗传病、慢性病、生殖系统的严重疾病和无症等因素引起的不育症患者。将研究对象分为4组：暴露计算机电离辐射组（A组）：每天在电脑前工作8 h以上，持续3个月以上；暴露高温作业组（B组）：每天暴露在超过人体正常体温的环境下工作8 h以上，持续3个月以上,如厨师、需高温下作业的工人。暴露挥发化学物质组（C组）：每天暴露有挥发化学物质的环境下工作8 h以上，持续3个月以上，如轮胎厂、鞋厂、装修工人等；同期就诊未暴露于以上环境下的人群为对照组（D组）。各组间一般资料差异无统计学意义。见表1。
1.2 研究方法
1.2.1 对入选的研究对象两次检查[2]（若1次正常，1次异常，取正常值；若两次均正常或两次均异常取平均值）。间隔2~3周，每次禁欲3~7 d[3]，用法[4]留取标本于清洁无毒性容器中，观察样本的外观及粘稠度，并放入37 ℃水浴箱中液化并记录时间，充分液化后用精密pH试纸检测标本的酸碱度，用刻度离心管测定全量，将标本充分调均匀后用微量吸管取检样本置于定量为10 μL的特种样品池中，使用西班牙SCA全自动分析仪对常规检测分析。采用改良巴氏法进行染色。
1.2.2 检查 一般性状检查包括量（mL）、颜色、粘稠度、液化时间、白细胞数。密度、活动、前向活动力(a+b级)、正常形态。其中密度、活动、前向活动力(a+b级)用西班牙SCA全自动分析仪检测。形态采用改良巴氏法进行染色，在油镜下计数200个，计算其正常形态率。依据第五版《WHO人类及-宫颈粘液相互作用实验室检验手册》[4]判断。
1.2.3 参考标准 按第五版《WHO人类与-宫颈粘液相互作用实验检验手册》[4]为标准，正常量≥1.5 mL；pH值≥7.2；浓度≥15×106/mL；总数≥39×106/1次；液化时间<60 min；前向运动百分率（A+B）级≥32%；正常形态≥4%；存活率≥58%；白细胞<1×106/mL。
1.2.4 调查内容 调查表主要内容包括基本人口学资料、职业暴露史、生活习惯、膳食结构及患病史等。
1.3 统计方法
将《不育不孕调查表》的资料和检查结果一起录入，所有统计均在spss17.0中进行，计量数据以均数±标准差（x±s）表示，两组数据比较采用t检验，率的比较采用χ2检验。
2 结果
2.1 暴露计算机电离辐射（A组）对质量的影响
与非暴露计算机的电离辐射组相比，暴露计算机电离辐射组的浓度、前向运动率及正常形态率均差异有统计学意义（P<0.05）；量则差异无统计学意义，见表2。
2.2 暴露高温作业（B组）对质量的影响
与非暴露高温作业组相比，暴露高温作业组的量及浓度差异无统计学意义，前向运动率及正常形态率差异有统计学意义（P<0.05），见表2。
2.3 暴露挥发化学物质（C组）对质量的影响
与非暴露挥发化学物质组相比，暴露挥发化学物质组量、浓度、前向运动率及正常形态率差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。
3 讨论
目前，随着环境的日益恶化，生存压力逐渐增加，人类的生育力却逐年下降，特别是过去的半个世纪里，西方男性的浓度下降了50%左右[5]。由于缺乏足够的流行病学调查，目前很难准确地断定哪些因素影响男性质量及严重程度。随之也就难以引起公众的重视及做相应的预防措施。有文献报道[6-7]，吸烟喝酒及随着年龄的增加质量会下降，但界定参数最低下限和不育无关[8]。
该研究对就诊的237对不育不孕夫妇男性做常规及形态分析，暴露计算机电离辐射组的浓度、前向运动率及正常形态率差异有统计学意义。特别是的形态，差异有统计学意义，对量无明显影响。暴露计算机电离辐射组人群同时也久坐组人群，长期坐姿，使会、阴囊静脉回流受阻，常引起精索静脉曲张，使局部代谢缓慢，缺氧并温度升高，不利于生精。这与包华琼等[9]研究得出结论一致，长时间使用计算机可降低正常的数量。形态与功能密切相关，形态分析在预测体内或体外受精结局上有重要价值。现已证实[10]，工作时计算机产生电磁辐射，人体长时间接触可造成电磁辐射的损伤。有学者研究表明，电磁辐射将损伤的结构和功能，从而降低生育能力[11]。关于计算机电离辐射损伤形态的机理还需进一步研究。
暴露高温作业组的前向运动率及正常形态率均有明显差异。与李玉山等[12]研究结论一致。人类在35.5~36.5 ℃才能正常发育，如果精囊长时间处于高出体温1~2 ℃，质量会明显下降，可导致不育[13]。
与非暴露挥发化学物质组相比，暴露挥发化学物质组量、浓度、前向运动率及正常形态率差异无统计学意义。常笑雪等[14]研究结果为从事室内装修作业的工人的畸形率较高，长时间从事室内装修工作还可造成活动能力下降。与该研究结论不一致，可能是由于装修材料的改进及工厂内通风系统的改善及环保材料的应用或者是男性质量的生理性波动及研究样本选择的偏移。所以关于挥发化学物质对质量的影响还需要进一步研究证实。
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