5G移动通信基站对电磁辐射环境的影响

苗书一

(辽宁省大连生态环境监测中心，辽宁 大连 116023)

1 引言

电磁辐射不仅会影响正常的广播、电视、仪器仪表的正常工作，造成设备失误或者失灵，较强的电磁辐射还会危及人体健康[1～3]。2016年，《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出“积极推进第五代移动通信(5G)和超宽带关键技术研究，启动5G商用”。2020年，工信部发布《关于推动5G加快发展的通知》要求“全力推进5G网络建设、应用推广、技术发展和安全保障，充分发挥5G新型基础设施的规模效应和带动作用，支撑经济高质量发展”。近年来，随着5G技术的飞速发展，5G基站的建设数量和分布范围也逐步增加。5G是新一代移动通信技术发展的主要方向，是信息基础设施的重要组成部分。与4G相比，它具有更高的速率、更低的时延及更广的覆盖范围，对实现万物互联起着的至关重要作用[4～6]。

5G基站作为电磁波的发射和接收装置，仍是一种电磁辐射污染源，会对周边环境造成一定的影响[7]。为研究基站对周边环境的影响，本文对某5G基站周边的电磁辐射强度进行研究，以科学地评价基站对居民生活的影响程度。

2 电磁辐射现场监测

2.1 监测方法

由于与前几代基站相比，5G基站在架构、发射天线、发射频率等方面有很大的改变，因此现行的《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(HJ972-2018)无法用于对5G基站的电磁辐射环境进行监测。2020年4月26日生态环境部发布了《5G移动通信基站电磁辐射环境监测方法(征求意见稿)》，规定了5G移动通信基站电磁辐射环境监测的内容、方法等技术要求，本文在监测时参照该方法执行。

2.2 监测仪器

监测仪器采用德国NADAR公司的SRM-3006型选频电磁辐射分析仪，该仪器具有各向同性，可对目标频率范围的电磁辐射强度进行全向性测量，量程和分辨率等满足5G移动通信基站电磁辐射环境监测要求[8]。选用天线的频率测量范围为420 MHz～6 GHz。仪器支架为不易受潮的非导电木质三脚架。

2.3 监测点位

被测基站安装于一栋商业楼楼顶，距地面高度为18 m，基站对面为一栋居民楼，周边人流量较大。监测点位布设在基站天线覆盖范围内的电磁辐射环境敏感目标处，选取距基站不同水平距离和垂直距离的居民室外密集活动处以及住宅楼内的多个点位。共设置监测点位5个，监测点位分布见图1。

图1 监测点位分布

2.4 监测条件

监测时，被测5G移动通信基站处于正常工作状态。监测仪器频率范围设置为5G基站发射天线工作状态时的下行发射频段,这是因为移动通信基站对周围环境的影响主要是由下行频段范围内的电磁波辐射。测量仪器天线距地面高度为1.7 m；监测仪器检波方式为方均根检波方式；监测项目为电磁辐射功率密度；结果类型为平均值，每个点位监测连续6 min的积分值为测量值；监测时有5G电信终端在应用，且应与被测5G移动通信基站建立连接；监测仪器探头(天线)尖端与操作人员之间躯干距离不少于0.5 m，且与5G电信终端设备呈水平正向布置并保持在1～3 m范围内。

3 结果与分析

3.1 监测结果

被测基站安装于一栋商业楼楼顶，距地面高度为18 m，下行发射频率为2515～2615 MHz。监测时，基站运维人员通过笔记本电脑与基站建立连接，并进行数据下载操作，以保证有5G终端在应用。各监测点位功率密度范围为0.00227～0.03102 W/m2，监测结果详见表1。

表1 电磁辐射监测结果

3.2 评价标准

对于公众曝露的电磁环境中电磁辐射评价标准为《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)，该标准中规定了电磁环境中控制公众曝露的电场、磁场、电磁场(1Hz～300GHz)的场量限值、评价方法和相关设施(设备)的豁免范围[9]。该标准适用于电磁环境中控制公众曝露的评价和管理。但不适用于控制以治疗或诊断为目的所致病人或陪护人员曝露的评价与管理以及无线通信终端、家用电器等对使用者曝露的评价与管理，也不能作为对产生电场、磁场、电磁场设施(设备)的产品质量要求。本文所监测的5G通信基站频率为2515～2615 MHz，对应的限值见表2。

表2 公众曝露控制限值

标准中规定，100 kHz以上的频率，在远场区，可以只限制电场强度或磁场强度，或等效平面波功率密度。本文的监测点位均位于远场区，因此只需评价功率密度。由表1 的监测结果可见，各点位的电磁辐射功率密度均远小于国家标准限值，最大值仅为国家标准限值的7.8%。位于基站下方、距离基站水平距离最近的1#点位功率密度值却最小。这是由于基站天线发射的电磁波有一定的方向性，电磁波主要由主瓣主射方向发射至远方，而旁瓣方向的发射场强较小[10]。基站下方区域位于旁瓣方向，因此电磁辐射强度最小[11]。

为研究电信终端对环境电磁辐射的影响，本文还监测了各点位在开启电信终端未工作时的电磁辐射功率密度。结果发现功率密度数值很小，仅为18.58～40.23 μW/m2，远小于有电信终端工作时的监测值，说明电信终端工作时对周围的电磁辐射环境影响较明显。

4 结论

电磁辐射只有在超过国家安全标准后，才会构成电磁辐射污染，才可能会对人民的生活造成不利影响。本文研究表明，5G基站对周边环境的影响较小，各监测点位电磁辐射功率密度均远小于国家标准限值。在周围没有电信终端与基站进行通信时，所测频段的功率密度更是微乎其微。受基站电磁波发射方式影响，基站下方区域的电磁辐射强度相对低于基站前方区域。