发布时间：2023-10-12 17:41:56
绪论：一篇引人入胜的电磁辐射理论，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。
中图分类号：P427.35
文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10007802
1 引言
为了对基站天线电磁辐射的影响进行充分的了解，国内外有关这方面的研究和监测工作也在不断增加。力争在不影响人们身体健康的同时，构建一个良好的移动网络运行环境。因此，为了更好的了解这方面的内容，文章通过下文进行了探究，目的是为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的帮助作用。
2 具体布设方案分析
在通信行业不断发展的背景下，为了能够确保用户的通信水平，需要科学的布设移动通信基站天线，这就要求优先，制定出合理的天线参数，从实际情况入手，选取正确的场地，布设检测点，最后通过科学的设备和仪器进行布设和控制。
2.1 天线参数
通过应急通讯车进行试验监测，图1为网络天线的主要参数。
将三根定向天线设置到应急通信车中，其中，可以选择其中的一根进行试验，然后在关闭状态下控制另外两根天线，通过附近移动通信基站接入天线数据信号。
2.2 选取场地
可以在比较空旷的场地内进行现场监测，确保场内四周无房屋、树木等障碍物。并且，1000 m以内无基站天线。
2.3 布设监测点
将天线主瓣轴向出垂直面作为试验的监测面，并且，在该垂直监测面内需要均匀的分布各个监测点。在5～30 m左右控制天线监测面的水平方向距离，在2～3 m之间控制布点间隔距离；在3～15 m左右控制监测面垂直方向上的监测范围；在1 m左右控制布点间隔。
2.4 监测的基本方法和所用仪器
通过德国SRM-3000分频电磁辐射分析检测仪进行试验检测。按照相关标准进行检测，连续监测每个测点五次，并且，在15s以上控制各次监测时间，然后将稳定状态下的最大值读取出来。如果有较大的监测读数，需要将监测时间适当延长。
3 分布规律分析及安全防护对策
3.1 根据话务量确定无线电磁辐射强度
以1 m的高度为间隔，将距天线水平15 m的垂面选择出来，监测不同的话务量，在监测的过程中，利用手机通话的方式进行加载，其中实线、虚线和空线分别为两个载频、一个载频和空载的监测结果。通过分析相应的监测结果能够发现。网络天线的电磁辐射在空载时是最强烈的，13.49 μW/cm2为其最大值，在向一个载频满载增加了话务量负载以后，这样就会降低天线电磁辐射功率密度至11.44 μW/cm2。如果向两个载频增加了话务量以后，又会向13.08 μW/cm2增加电磁功率辐射密度，并且，不会有较大的变化幅度出现。出现这种情况的原因：网络天线为多址时分工作模式，以脉冲的形式发射信号，空载时会有较高的脉冲幅值，造成有较高的监测结果出现；并且，在不断的增加了话务量以后，脉冲量就会被分散到各个信道内，进而就会降低辐射功率，在继续增加话务量后，因为增加了辐射总量，因此，也会相继的增加辐射功率密度（图2）。
3.2 无线电磁辐射空间划分规律
在相关基站话务量统计结果基础上，这样随着话务量的变化天线电磁辐射强度也会发生变化。对加载时的一个载项WCDMA网络天线和空载时的GSM900网络天线作为研究对象，研究瓣轴所在垂面的空间电磁辐射分布规律，以明确天线的辐射范围与强度。
网络天线主瓣轴向、空载所在垂面的电磁辐射功率密度监测结果可以通过图2进行表示，从距离平面的7 m处开始，然后以1 m为间隔，对离地面15 m进行监测为止。通过分析监测结果，监测点和垂直距离与水平距离的距离越小，这样就会有越高的电磁辐射功率，同天线距离最近的监测点，57.84 μW/cm2控制功率密度。然而，在不断增大了观测点和垂直及水平的距离以后，这样就会迅速减小监测点和天线之间的距离，在和天线水平距离的17 m处，就会不断降低天线电磁辐射功率密度值，较《电磁辐射规定》内的单个限制小。对应的，就WCDMA网络天线而言，会在 5、8、10、13、15、17、20、23、25、28、30 m左右控制主瓣轴向所在垂面中的水平距离。从高出地面3 m的高度起，对高出地面14 m的高度以1 m的间隔进行监测。
随着垂直距离或者观测点和水平距离的加大，这样就会迅速减少监测点电磁辐射功率的密度值。
在具体天线下方垂直距离1.5 m和天线水平距离的15 m处，这样也会降低WCDMA天线电磁辐射功率值，一般会降低到6.06 μW/cm2，并且，对规定内的限制要求要低。
3.3 预测分析天线电磁辐射理论
为了对以上监测结果的准确性进行验证，首先，通过理论验证WCDMA、GSM900天线的电磁辐射。因为话务量会随着天线电磁辐射强度的变化而变化，分别在9W和20W控制 WCDMA和空载GSM900的天线发射功率。在3.0dB、45dB左右控制WCDMA、GSM900避雷器、接头和网络天线等总损耗量。
3.4 划定天线电磁负荷安全保护距离
通常会在天线主瓣方向处控制基站天线的电磁辐射区域，所以，把其垂直安全防护距离按照天线轴向的辐射厚度进行划定。
按照上述所检定的检测结果能够得知，WCDMA天线加一个载频、GSM900天线空载时，这样就会在4 m、3 m左右控制其主瓣垂直辐射厚度，然后对天线最大发射功率情况没有进行充分的考虑，如果天线在最大的功率条件下运行时，通过相应的分析能够将其轴向水平方向的辐射厚度计算出来，通过分析得知，其距离主要为21 m和17.8 m。并且，在4.2 m控制主瓣轴向垂直方向上的辐射厚度。同时，因为较大的配置了部分天线的下倾角，为了将电磁辐射对四周敏感目标的与影响度降低，所以，应该在4.5 m左右控制天线的垂直安全防护距离。
4 结语
随着话务量的不断变化，不同工作模式下的天线电磁辐射强度也会发生变化，在空载时，GSM900天线会有着最强的电磁辐射强度。在不断的增加了话务量以后，会首先降低，然后再升高，然而，却不会有过大的总变化幅度。电磁辐射强度在天线空载状态下是最小的，在不断的增加了话务量以后，也会相应的增加辐射宽度。并且，天线的主瓣方向是天线电磁辐射能量的主要集中点，垂直半功率角和辐射厚度有关。按照理论计算结果及现场监测结果，将天线的垂直安全防护距离确定了出来。
参考文献：
[1]吕建红，彭继文，方 芳，等.移动通信基站天线电磁辐射分布规律及安全防护研究[J].环境科学与技术，2013（6）：896～897.
[2]周建明，高攸纲，徐小超，等. 通信电磁辐射及其防护[M].北京：人民邮电出版社，2010.63.
0引言
基站到居民住所沿线的地理形态及地貌、基站到居民住所距离长短、基站发射功率等是无线通信基站影响居民生活的关键要素。在影响因素研究方面，众多学者则侧重无线通信基站电磁场分布状况、影响规模大小及发射功率等因素，而并未考虑到随着数据业务、话务量的变化，无线通信基站的电磁辐射也会发生改变，所以其无线通信基站电磁辐射影响数值研究结论与实际值存在一定的偏差。再加之居民区智能化系统“多网合一”建设及信息技术不断更新，电磁辐射的影响因素更加复杂。本研究对小区无线通信基站电磁辐射对居民生活的影响进行了分析，以期居民能够理性地看待无线通信基站电磁辐射问题。
1基站电磁辐射
1.1电磁辐射强度
近年来无线通信基站的数量越来越多，信号覆盖面积不断扩大，小区居民普遍担心电磁辐射会对自身健康产生不良影响。根据电磁辐射的定义来看，作为特殊的能量，其强弱的不同直接关系到影响环境的程度。电场强度、发射功率、及功率密度可以表示无线通信基站的电磁辐射的大小[1]。（1）电场强度。电场强度能够对不同空间位置的电厂方向、强弱进行体现，基本单位为V/m，通常情况下，带电体周围的电场相对较强，离带电体越远，则电场越弱。而kV/m是高压电器设施、输电线等场所的工频电场强度单位。（2）发射功率。基站电磁辐射的发射功率单位为W，辐射功率与形成的电场强度、磁场强度呈正比关系。（3）功率密度。无线通信基站在单位面积和单位时间，发射、接收的高频电磁能量即为功率密度。功率密度基本单位为W/m2，但是在高频电磁辐射环境下，进行评估时候，通常借助mW/cm2表示功率密度。
1.2基站电磁辐射
基站电磁辐射的强弱和天线主瓣轴在主轴方向上同天线的距离的平方呈反比关系，即在自由空间条件下，间距平方与独立无线通信基站信号存在指数曲线衰减的联系[2]。结合电磁辐射不断衰减的规律，基于水平面，在主轴方向上，天线主瓣轴向上时，其电磁辐射最强，随着同天线间距的变大，电磁辐射越来越弱。进行现场监测时，在同基站不远的区域中，若监测仪器位于天线正下方，那么监测数值通常不大，有时还可能监测不到电磁波，这主要是因为这一位置基本都是绕射波和多径反射波，所以不容易监测到电磁辐射。在间距不断扩大的过程中，监测到的电磁辐射数值也会不断增大，但是其强弱程度同间距呈反比关系。
1.3基站电磁辐射的理论运算
结合国家颁布的《辐射环境保护管理导则——电磁辐射环境影响评价方法与标准》，根据基站电磁辐射的理论运算方法，对Pd（微波远场轴向功率密度）进行运算，具体公式如下：Pd=PG/4πr2上述公式中，G表示天线增益/倍数，r表示天线和监测位置的轴向距离（/cm），p表示发射机平均功率（/mW）。结合运算所得的功率密度，能够对E（电场强度）进行运算：。其中电场强度单位为V/m；Pd表示功率密度，单位是mW/cm2。天线轴向达标距离会因为天线型号的差异而出现变化。即使天线型号保持一致，也无法确保各个区域内的天线轴向达标距离完全一致。若无线通信基站位于城市市区，那么天线轴向达标距离的最小值是12米；若基站位于城郊，那么天线轴向达标距离的最小值是13米；若基站位于农村地区，那么天线轴向达标距离的最小值是14米[3]。理论运算过程中的参数均为最大极限值，所以运算结果通常都比实际数值要大。由于受到各方面因素的影响，包括建筑物阻挡等，因此，通常都会将运算结果与监测结果进行对比，将此作为最终数值。
1.4基站电磁辐射的实际监测结果
通过抽查监测无线通信基站的方式，将监测结果同实际状况进行对比，可以发现，通过天线架设手段开展分类汇总分析时，使用不同架设手段，基站周边环境的电磁辐射强度不存在较大差异。监测显示：同国家限定公众照射功率密度为40μW/cm2这一标准相比，全部基站电磁辐射功率都较小[4]。如果并不处于基站辐射方向，且同天线存在间距，那么电磁辐射的环境影响几乎不用考虑。
2无线通信基站电磁辐射对人体健康的影响
中图分类号：TL7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-0-02
电磁波辐射就是将电场与磁场二者互相作用所形成的波动，以辐射形式向空间传播出去。事实上，由于高压输电线、配电房等的使用，使人体无时不刻处在电磁波的辐射之中，电磁波辐射对环境及人体健康的影响日益受到研究者的关注。各国的辐射安全标准不尽相同，我国的辐射安全标准根据不同的行业背景也有不同的标准。
我国的HJ/T 24-1998标准规定暴露磁感应强度的安全值为1高斯（即1Gs=1000 mGs=100μT，微特斯拉）。1995年美国国家辐射防护委员会（NCRP）提出电磁场暴露导则，在居民区的工频磁感应强度安全标准为2 mGs（即0.2 μT，微特斯拉）。两者相差
500倍。
电磁波对人体产生的生物反应与电磁波的频率、波长、功率、距离有关。各标准都规定，对辐射空间某一点处（称为观测点）所接受到的辐射量，分别以磁感应强度、电场强度或辐射功率密度来表示。
对工频辐射的计算，按习惯以磁感应强度表示，对高频辐射则以辐射功率密度表示。以电力高压输电线而论，大电流载流导线在其周围空间形成了一个高交变工频电磁场，存在一定的电磁辐射。距辐射源多远才是安全的呢？以往的资料大都侧重于实测结果的分析，或是偏向于问题的定性阐述，这不足以认识问题的内涵，也缺乏可操作性。
因此，有必要加以定量阐述。该文定量地计算靠近高压输电线对人体受到电磁辐射污染的影响。
然而，高压输电线的运行情况复杂多样，要准确的定量描述是十分困难的。该文以典型的三相对称（无中线）系统只考虑磁场的运行条件，并基于电磁场辐射理论推导出计算公式。为了分析电磁辐射的影响，可以将电磁振荡辐射看成是由一个称为偶极子（电偶极子、磁偶极子）的辐射源产生，并将振荡向周围空间辐射传播。偶极子是由两个小金属球以长l的导线连接起来而构成。在离辐射源距离为r处看，把辐射源看成是有交变电矩的偶极子。将辐射空间分为：近区、中间区、远区。该文研究的是工频电磁场，只关心近区。首先进行计算公式的推导，然后结合实际例子说明公式的应用。
1 公式的推导
对于三相对称输电系统，我们关心的是三相电流在观测点处产生的电磁辐射剂量大小，因而可用电流的有效值来讨论。当加入的相电压相等时，相电流也相等。这样，三相输电线电流产生的电磁辐射量等效于单相线电流产生电磁辐射的三倍。从而可把三相输电线系统作为单相输电线系统处理。
基于电磁场理论的安培定律公式的推导。电流的磁场具有漩涡的特征，亦即电流磁场是有旋度的，因而磁场的磁位不能用标量位函数，而必须用向量位函数来表达。如图1所示。
设流过长度为dl的一段无限小的导体的电流i，idl称为电流元（即辐射源）。设i为不变恒流，则电流元在距离为r的空间某点处的向量磁位参照安培定律，用微分形式可表为
式中，A为观测点处的向量磁位，单位Gsm（高斯・米）；r为辐射源到观测点的距离，单位m；dl单位m；i为电流，单位A（安）。μ0为磁导率，在不同的单位制中有不同的值。该文所用单位制情况下μ0=4π×10-3Gs m/A（高斯・米/安），Gs是磁感应强度单位，4π×10-3是单位制换算
系数。
当i随时间而变，如正弦变化，因电磁波以光速c传播，离开辐射源r的观测点处的波将比辐射源处的波滞后t=r/c。在观测点处的电流波为i（tr/c）。（1）式变成
观测点处的磁感应强度dB是该处的dA的旋度，旋度用算符rot表示
即
旋度可以在笛卡尔坐标（l-r）上计算。可以求得
上式右端有两项，因所论问题r较小，忽略r/c，是近区。第一项应大于第二项。
容易证明
最后得微分型计算公式
2 公式应用
某幢宿舍楼高七层，观测点为楼顶，顶楼与三相110 kV高压输电线垂直距离s=20 m。各相电流100 A，等效相电流3×100=300 A。可将长输电线视为无限长，即求由无限多个偶极子在观测点处产生的磁感应强度之和。此时（4）式中的l、r、θ均为变量。dl应沿此长度积分。因B常取高斯制单位，而i、r常取MKS制的安培、米单位。两者不能在同一公式运算，现将MKS制转换为高斯制。它们的关系是：0.1[高斯电流单位]=1A。当电流以安培给出，应将安培值除以10后代
即得楼顶观测点的磁感应强度为：
对照国家给出的安全限值标准为1000 mGs，可见结果比国标低得多。本例中，人体是安全的。
若以国家标准代入，可计算出电磁辐射对人体的安全距离为6 cm。这是大多数住宅都能满足的距离。
3 结语
磁辐射量大小与高压输电线对观测点的垂直距离的平方成反比，与相电流大小成正比。视不同情况运用本公式可得出相应结论。
不对称三相输电线系统，可用导线换位法转换成对称系统，文中公式同样适用。用文中公式（4）的第二项，还可对高频电磁辐射（远区）进行计算。通常人体住在房屋中，房壁中的功率损耗与频率的平方成正比。工频时电磁辐射衰减很小，一般只衰减2～3 dB，因而房屋对人体的防护作用不大。
