5G时代基站建设对环境电磁辐射影响认识

移动通信基站电磁辐射环境问题是公众高度敏感的环境问题之一，因担心移动通信基站电磁辐射影响身体健康，在一些地方也出现了“要建基站可以，但别建在我家、我小区附近。”的现象，“邻避效应”也因此成为困扰移动通信基站建设的一个重要原因。但是，公众的担心并非没有原因。现实中，移动通信基站电磁辐射到底有多强？多远距离才是安全的？移动通信基站有没有开展环境监测？等等，由于类似信息公开不及时、不透明，因此出现了公众恐惧甚至反对移动通信基站建设的现象。

为了让各位朋友加深对基站以及对我们生活中关于手机辐射和基站辐射认知，所以写这个文章来做简单介绍。

l  基站的基本概念

基站是基站子系统（BBS,Base Station Subsystem）的简称，他主要包括基站收发机（BTS）和基站控制器（BSC）。就是一个采用多信道，双向工作模式的高功率无线电发送机。发射机将需要发射的信号调制成天线所能承载的高频电流信号，传输线将高频信号传输给发射天线，而接收机端的天线完成对发射天线发射出的信号的接收。因此，无论是手机天线还是基站天线，其都是在收发信号时实现高频电流与无线电波转换。

基站的电磁辐射的几种情况：（1）落地基站，一般高度50-70米，一般用于远距离的通信，功率比较大，地面上的辐射强度比较小。落地基站情况下基站电磁辐射示意图如图1所示。（2）楼顶部基站，这种基站往往有一个俯角，如图2所示。（3）基站天线主波直射情况下，天线的电磁辐射主瓣会直接辐射到面对的用户，就可能会引起电磁辐射强度超标，该辐射示意图如图3所示。

图1.落地基站情况下基站电磁辐射示意图

图2.楼顶部基站电磁辐射示意图

图3.基站天线主波直射情况下电磁辐射示意图

l  手机辐射

首先确定我们被辐射的源是谁，如果是手机，一般来讲我们人离基站近辐射小，离基站远辐射大，因为手机和基站通信，现在手机通信绝大多数都是2，3，4G通信，频段都在900MHZ-2.6Ghz这个大致的范围内，可以充分保证通信的容量和通信距离，通信距离在远距离时候信号多径衰减比较严重，手机信号提高3dB，功率得提高一倍，才能保证手机信号到达基站，所以再远离基站信号不好的时候，手机要提高信号的发射功率，保证和基站的正常通信，这样就让有些手机的SAR的值超标，长期会影响人的健康，（SAR值：人体组织单位时间吸收的电磁辐射能量，是手机天线必要的一个性能指标），可以检查手机是否产生对身体有害的辐射，欧盟一些国家<1.6w/kg。中华人民共和国国家标准《电磁辐射防护规定》，公众照射在天内，环境电磁辐射场的参数在任意连续6min内的平均值应满足：频率范围在30一3000MHz内时，电场强度应小于12v/m,磁场强度应小于0.032A/m,功率密度应小于40μw/cm2时。同时，任何连续内6min全身平均的比吸收率应小于0.02w/kg。手机辐射能量分布及手机天线的辐射方向图如图4所示。

图4. 手机辐射能量分布及手机天线的辐射方向图

常见的手机天线如图5所示：

图5.常见的手机天线

而对即将即将到来的的5G时代来说，5G通信频段更高（3.3GHZ-.36GHZ  4.8GHZ-5GHZ），虽然通信带宽提高了很多，但是同时在空间传播时多径衰减更为严重，导致远距离通信会更加困难，而且成本非常高，这也是5G自提出以来，一直没有大面积推广使用的原因，仅仅适合商场，小区内组网通信，密度越大，单个的5G天下辐射功率就会降下来，从而保证区域处于一种健康的电磁环境，所以未来5G时代，我们经常所见的大型基站会相应减小很多，更多的是小型的基站直接进入我们生活的小区或者工作周围进行高密度的安装。

以前很多人担心的不是手机辐射，而是基站本身的辐射，基站这种大型天线，往往都是定向的大功率天线，而且这种定向的大功率天线的辐射主要能量集中在主瓣宽度范围内，在高度和天线辐射的方向一致，处于主瓣辐射范围内，这个区域内收电磁影响较大。

前几年有人对河北移动通信基站进行抽样检测，基站周围环境不同距离功率密度测量结果统计表如表1所示：

表1基站周围环境不同距离功率密度测量结果统计表

这种情况还是比较乐观的，但是也不排除电磁超标的可能，比如基站的天线高度低于居民楼高度，而且在一个基站上，同一方向有多个通信天线，形成一个多网制基站，这样就会在同一个方向形成主瓣叠加，让环境中电磁功率密度大于40μw/cm2，从而造成电磁严重污染，多网制基站如图6所示。

图6.多网制基站

还有比如现在很多基站采用蜂窝状基站，使基站周围呈现三叶草形状的辐射，此时主瓣辐射有较高的能量。而且当基站建立在较高楼层时，为了防止基站信号超出范围，对其他区域造成同频干扰，往往会让天线有一个下倾角度，但是如果天线安装在楼顶的边缘，那么天线的辐射主瓣就会直接对准用户楼，在局部用户区域形成一个高功率密度的电磁能量，长期这样，肯定不好。

因此对于在小区内安装的基站，必须首先考虑公众人员的人身安全，采取必要的防护措施：将辐射值降低至国际限值之下，任何基站建设都必须进行电磁辐射环保评估！据新闻报道，8月份召开的江西省十三届人大常委会第四次会议表决通过了修订后的《江西省电信条例》，明确规定基站投入运行后应当尽快开展电磁辐射环境监测，及时公开电磁辐射环境监测信息，让江西成为首个立法对电磁辐射环境进行监测的省份，为进入5G时代做准备打基础。据悉，我国将在2020年实现5G网络商用，预期今后几年5G网络建设将全面实施，有关方面正为此积极准备。而5G网络建设的重要内容之一就是通信基站建设，如果还有居民抵制通信基站，显然不利于5G推广。所以，江西立法有更深远考虑，江西在这方面的立法工作走在全国前列，其他省份也有必要把“监测公开电磁辐射”写入地方法规，或者有关方面应当把这些内容写入国家相关法规，这将有利于化解矛盾，带来多种价值，因此政府方面必须加强通信基站环境保护顶层设计，规范通信基站电磁环境监测方法，支持通信网络和谐快速发展。

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