电磁场_移动基站周围环境电磁场分布情形的研究
时间：2020-03-10 07:29:45 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要 本文主要是建立并分析了移动基站周围环境电磁场的分布情况，首先采用高频电磁场分析仪NBM-550为检测仪器，选定分布于安徽联通马鞍山地区的基站，勘查适合测量的空旷地点，建立基地周围环境电磁场分布情形，收集国内外电磁场限制规范并与实际测量数据相互比较是否符国际间的限制标准。
关键词 环境电磁场；移动基站；电磁场测量
中图分类号TN929 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）58-0188-02
0 引言
从 20世纪中期至今，随着科技的发展，各类电力设备的普及，电磁场也更加深入人类生活环境中，根据1979年Wertheimer 及Leeper 两位学者发表报告指出，输电线电频磁场暴露在2mG下与儿童白血病有关，因此对于电磁场所产生的危害也逐渐被人所注意[1]。
随着无线通信逐渐普及于人们生活之中，居住环境间的移动基站也逐渐增多，如大楼的顶端便是常见的基站架设地点，因此也经常成为邻近民众的抗议对象，其主要原因为大多数人认为基地台所产生的电磁场可能对人体产生不良影响，若能建立环境实际测量数据与国际间标准规范相互比对将有助于厘清普通民众对移动基站电磁场的相关疑虑。
1 远场测量与国际规范
由向量磁位A之旋度来代表磁通密度，则可推出磁场
当距离发射天线的距离远超过近场区域时，其电场与磁场的比例将恒定，即称为远场。当测量距离大于三倍波长距离时，便已经在远场范围内。
在远场区域电磁波具有平面波的特性，其电场与磁场的向量所构成的平面与传播方向垂直，由式（7）可知：
功率密度为电场与磁场的乘积：
因此只需选好距离测量远场，就能直接推算出同一时间的磁场与功率密度。
2 测量方法
2.1 基站测量点的选定
如图2所示为测量区域示意图，依照天线扇形辐射场可划定以区域进行测量，由于移动通信基站所辐射信号为900MHz/1800MHz/2100MHz频段，波长约为14cm~30cm，因此在测量点的选定上必须较为密集，需分下列情况制定：
1）测量区域面积在20m2以内时，在测量区域内以每边长约1m为单位，定出方格线，在每一方格线交点上（无障碍物且人员可达处）进行测量；
2）测量区域面积在20m2~100m2以内时，在测量区域内以每边长约2m单位，定出方格线，在每一方格线交点上（无障碍物且人员可达处）进行测量；
3）测量区域面积在100m2以上时，在测量区域内以每边长约3m单位，定出方格线，在每一方格线交点上（无障碍物且人员可达处）进行测量。
2.2 基站测量方式
以全向性电磁场强度计NBM-550为测量仪器，以最大值测量模式，在每一个测量点进行距地面高度0.2m~2m的连续扫描，扫描时间不得小于10s，记录最大值为测量结果。
3 测量结果与分析
3.1 基站台的选择
在马鞍山市区内选择四个不同区域的联通基站，进行实际测量。四个基站的基本情况如表1所示：
如图2所示为四个基站所测得的功率密度分布图。如图2(a)所致，基站A周围在点（4,2）时最大功率密度为0.001877W/m2；如图2（b）所致，基站B周围在点（0,1）时最大功率密度为0.001583W/m2；如图2（c）所致，基站C周围在点（0,0）时最大功率密度为0.001883W/m2；如图2（d）所致，基呢站D周围在点（0,2）时最大功率密度为0.002559W/m2。
3.3 基站测量数据分析
1）电场：中国标准12V/m~28V/m，波兰标准6.14V/m，瑞士标准4V/m~6V/m；
2）功率密度：中国标准0.4W/m2~2W/m2，波兰标准0.1W/m2，瑞士标准0.042W/m2~0.0954 W/m2。
如表2所示为四座基站周围环境所测量到的最大电磁场数据，其中以基地台D所量测之电磁场最大，基地台B之电磁场最小，四座基地台周围环境的平均电场为0.859625V/m、平均功率密度为0.0019755W/m2，与个别基地台差异不大，总而言之所有量测之电磁场皆合乎限制标准。
4 结论
本研究中针对安徽联通马鞍山地区基站的周围环境进行电场测量，并将其转换成功率密度，来观察功率密度随着区域点不同的变化，从测量中知道电磁场虽然会因为距离的增加而衰减，但是由于不同基地台天线的辐射场型也不一样，天线倾角也会随着天线所需涵盖范围做出不同的调整，测量的地点也随着该区域自然条件有所不同，所以测量的区域数据不一定会随距离而变化，本次所测量的区域电磁场均符合国际标准，并建立区域电磁场分布情形，可提供给在基地台周围居民作为电磁风险判定的参考。
参考文献
[1]Fitzgerald, K.,“Electromagnetic Fields: the Jury’s Still out.2.Societal Reverberations,”IEEE Spectrum, 1990，27:27-32.
[2]ICNIRP,“Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz), ”International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP), Health Physics, 1998,74:494-522.
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