龙岩新罗区移动通信基站电磁辐射环境影响分析

福建省辐射环境监督站　李婉晖

龙岩新罗区移动通信基站电磁辐射环境影响分析

福建省辐射环境监督站李婉晖

该文对龙岩新罗区110个移动通信GSM/TD-SCDMA基站进行监测与分析。结果表明，其中109个基站电磁辐射满足单个项目管理低于目标限值0.08W/m2的标准。超标的基站采取整改措施后，功率密度值也降低到目标限值以内。可见，龙岩新罗区的移动通信基站在正常运行时，对周围的电磁辐射环境影响符合国家相应标准的要求。

移动通信基站 电磁辐射 环境影响

1　概述

随着社会的进步和通信技术的发展，移动通信业飞速发展，移动通信系统已从最初简单的通话网络系统发展到通信网络、电视网络和计算机网络融于一体的多功能系统，它已彻底改变了人们的生活方式和工作方式。为了更好地满足公众对信号的需求，移动通信基站覆盖面越来越广，越来越密集，尤其是在居民区、商业区及学校等人口密度较大的区域，移动通信基站遍布居民楼或大厦天台上［1］。在移动通信基站的建设和运行过程中，电磁辐射问题成为人们关注的焦点。为了使公众对移动通信基站电磁辐射有正确、客观的认识，避免不必要的恐慌，基站电磁辐射强度和分布特点的研究显得尤为重要。

移动通信基站由发射机、馈线和发射天线三部分组成，电磁波主要是通过发射天线发射出去，发射天线是基站电磁辐射的源。因此，研究基站的电磁辐射是针对基站发射天线的电磁辐射而言，发射天线的功率、增益和架设方式、角度等将对基站周围电磁环境产生影响。

2　移动通信基站电磁辐射控制与评价标准

基站周围环境电磁辐射的评价标准采用《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）和《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》（HJ/T10.3-1996）中的相关标准要求。

2.1公众曝露控制限值

《电磁环境控制限值》（GB8702- 2014）中第4.1款对公众曝露控制限值进行了规定。本文中所涉及的基站中GSM网所用频段为900MHz和1800MHz，TD-SCDMA网所用频段为2000 MHz，因此基站周围公众曝露控制限值取0.4W/m2（即40 μW/cm2）。

表1　公众曝露控制限值

2.2单个项目的电磁辐射影响管理限值

按照HJ/T10.3-1996中第4.2款的要求，单个项目的电磁辐射影响的管理限值的确定应遵循下列原则：

（1）为使公众受到总照射剂量小于GB8702-1988的规定值，对单个项目的影响必须限制在GB8702-1988限值的若干分之一。

（2）在评价时，对于由国家环境保护局负责审批的大型项目可取GB8702-88中场强限值的或功率密度限值的1/2。

因此，单个项目功率密度评价标准为0.08 W/m2。2015年1月1日起，不再执行GB8702-1988，而是由《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）替代，GB8702-2014中关于公众控制限值仍然沿用0.4 W/m2的评价标准，因此不影响单个项目的电磁辐射影响管理限值。

3　龙岩新罗区移动基站电磁辐射环境现状监测

为了满足龙岩地区对通信信号的需求，提高通讯网络的竞争力，龙岩移动公司目前已拥有多种通信网络，包括GSM（俗称2G）、TD-SCDMA（俗称3G）和TD-LTE（俗称4G）等网络。本文中所测的基站主要针对的是龙岩地区2013年之前建设的GSM和TD-SCDMA的基站，其中GSM基站包含GSM900和DCS1800两种。共选取龙岩新罗区110个基站，1090个监测点位。

3.1监测布点方法

根据《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》、《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器和方法》的规定，监测点位一般布设在以发射天线为中心半径50m的范围内可能受到影响的保护目标， 主要考虑天线主瓣方向和周围敏感点，具体点位设置在人可以到达的距离各天线最近处。对于发射天线架设在楼顶的基站，在楼顶公众可活动范围内布设监测点位。同时，也应根据基站周边居民要求，对居民关心的位置进行布点监测。

测量高度均为仪器探头距地面（ 或立足点）1.7m处，探头（天线尖端） 与操作人员之间距离不少于0.5m，在室内监测，一般选取房间中央位置， 点位与家用电器等设备之间距离不少于1m。在窗口（ 阳台） 位置监测， 探头（ 天线） 尖端在窗框（ 阳台） 界面以内。

3.2监测时间、频次及环境条件

测量时间选择在城市及乡村话务量的高峰期，一般为一天内8：00～18：00。测量时的天气条件应为无雪、无雨、无雾、无冰雹，每个监测点为进行连续测量5次的电场强度监测，每次测量时间不小于15秒，并读取稳定状态下的最大值。

3.3监测工况

移动通信的电磁辐射与基站发射功率、天线增益、频率和话务量密切相关，当功率和天线增益一定时，决定电磁辐射强度大小的是话务量［6］。本文中监测的龙岩新罗区基站的全天平均话务量为151.06～191.30ERL。

3.4监测仪器及其参数（见表2）

表2　NBM-550综合场强测量仪器参数

3.5监测结果分析

3.5.1功率密度随距离的变化

选取龙岩新罗区110个GSM/TD基站，根据站址所在环境的特点进行布点监测。在抽测的110个基站中，GSM单网基站有16个，GSM/TD共址基站共93个，TD单网基站有1个；移动与其他运营商（电信或联通）同时架设共址的有68个，中国移动单独架设的基站有42个。110个基站的电磁辐射环境监测结果见表3、表4。

表3　龙岩新罗区抽测基站周围环境电磁辐射监测结果（μW/cm2）

表4　龙岩新罗区抽测基站周围环境电磁辐射监测结果（μW/cm2）

根据《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）微波天线远场主瓣轴向功率密度的理论计算可知，对于单网架设的移动通信基站，分别在距离GSM900、GSM1800和TD-SCDMA天线主瓣轴向35.3m、35.3m和12.5m处或者低于天线底部6.6m、7.2m和2.2m处时，电场功率密度值已衰减到单个移动通信基站产生对环境电磁辐射场的贡献0.08W/m2［2］。对于GSM、TD天线共址架设的移动通信基站，分别在距离天线主瓣轴向37.6m处或者低于天线底部7.6m处时，电场功率密度值已衰减到单个移动通信基站产生对环境电磁辐射场的贡献0.08W/m2，不会对更远处的环境保护目标造成电磁辐射环境影响。同时，测点与天线的水平距离和垂直距离，都直接影响着功率密度值，主瓣与旁瓣区的功率密度值有明显的差异。

上述理论计算结果表明，发射天线前方存在一个辐射的主瓣区域，在主瓣区内，电磁辐射强度最大，而旁瓣区则相对较小，实测结果也与理论计算的结果相符。表3实测结果说明，在水平距离0～10m区域内，测值较小。这个区域内的一些点位属于旁瓣区，因此功率密度值较小，即俗称的“塔下黑”现象。随着水平距离的增大，10～20m内的区域，更多的测点位于辐射的主瓣区域，功率密度平均值较高，电磁辐射强度较大，波动性强； 出现最大值后， 以后随着距离增加，功率密度迅速衰减。因此，在水平距离20～30m区域内，功率密度均值开始降低［3］。其次，表3说明，移动与其他运营商共址架设的基站的测值总体高于移动单独架设的基站，可见，在多辐射源的环境中，测值会较单一辐射源高，在监测过程中布设监测点位时，应尽量避开其他辐射源的影响才能更为客观地反映移动基站对电磁环境的影响［4］。

根据表4的统计结果，可以得知，在水平距离相同的条件下，测点与天线的垂直距离（高差）对测点功率密度值有较大的影响。以水平距离10～20m为例，在测点与天线高差在2～4m时，功率密度均值达2.092μW/cm2，而测点与天线高差在4～6m时，均值是1.004μW/cm2。其主要原因是主瓣与旁瓣二者的电磁辐射强度相差较大，而对于基站周围环境的监测布点时，选取典型的环境保护目标主瓣区内的点位显得尤为重要。

3.5.2测值分段统计结果

为了更直观地反映测点的功率密度值的分布情况，将测值进行分段统计，结果见表5。

表5　龙岩新罗区抽测基站测值分段统计结果（μW/cm）

由表5可见，48.0%的监测点功率密度值分布在0.1～1μ W/cm2，累积百分比75.6%的测点功率密度小于1μW/cm2；0.6%的监测点测值超过单个项目环境管理限值（8μW/cm2），99.4%的测点都是符合管理限值要求的。由此可见，抽测基站周围环境的电磁辐射水平控制在了较为安全的范围内，对周边环境的电磁辐射影响较小。

3.5.3超标基站原因分析与整改

表5中，7个测点超过标准限值的要求，均属于同一个基站，位于龙岩新罗区闽西大学6号楼的屋面抱杆型基站，整改前后周围环境监测结果见表6。该基站的天线数量共有11个，而且天线的架设高度相对较低，使得基站本楼屋面正好位于天线的主瓣区域内。移动公司通过加高天线的架设高度，减小天线增益，以达到标准限值的要求。

表6　新罗区闽西大学6号楼基站周围环境监测结果

4　结语与建议

（1）综上所述，龙岩新罗区110个GSM/TD基站中，109个基站均符合《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）和《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》（HJ/T10.3-1996）中的相关标准要求，即单个项目功率密度评价标准8μW/cm2。1个超标基站在采取整改措施后，也达到了标准限值的要求。监测结果统计说明，75.6%的测点功率密度小于1μW/cm2，可见，抽测基站对周边环境的电磁辐射影响较小。

（2）基站发射天线与监测点的水平距离和垂直距离对功率密度值有较大的影响。主瓣区与旁瓣区的电磁辐射强度相差较大。监测时，应在主瓣区内的环境保护目标布设必要的点位，确保可以调查了解到电磁辐射影响最大的环境保护目标的电磁环境状况。

（3）天线主瓣发射方向应注意避免正对医院门诊及住院楼、学校教学楼和幼儿园等环境敏感目标，应最大限度拉大与周围建筑的距离，同时在基站选址时就必须考虑该区域的电磁辐射环境本地状况，对于电磁辐射源较多的区域，在建设基站时就应更加慎重，确保电磁辐射不能超出标准限值［5-6］。

（4）对于个别基站周围环境有超标的情况，应先分析超标原因，针对原因采取整改措施。一般来说，应尽可能采取减小发射功率和天线增益，增加发射天线的高度，调整发射天线架设位置和朝向等有效措施，使其主瓣方向偏离环境保护目标，保证环境电磁辐射的功率密度值低于标准限值。

［1］ 李东伟， 李东兴， 陈潜. 移动通信基站电磁辐射的危害［J］. 移动通信，2012 （9）： 35-36.

［2］ 陆智新. 泉州市移动通信基站电磁辐射环境影响分析［J］. 环境监测管理与技术，2014， 26（5）： 56-60.

［3］ 张海鸥， 潘超， 夏远芬， 等. 移动通信基站电磁辐射时空分布及衰减特征［J］. 电力环境保护， 2009， 25（4）： 57-60.

［4］ 李少婷. 武汉市GSM移动通信基站电磁辐射环境影响调查［J］. 辐射防护通讯， 2010， 30（6）： 36-38.

［5］ 王荣锁，杨本，杨国陈.移动通信基站的电磁环境影响分析与评价［J］.中国辐射卫生，2007，16（4）：459-460.

［6］ 张轶，洪韵.TD-SCDMA 移动通信基站对周围环境电磁辐射影响分析［J］.硅谷，2011（4） ： 32，89.