電磁輻射測量原理精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇電磁輻射測量原理，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞:電磁輻射(EMF);電磁感應;近場;遠場;非選頻式寬帶測量儀

中圖分類號:X591文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2010)03-0107-02

一、電磁輻射(EMF)背景介紹

(一)電磁輻射(EMF)

隨著技術革命的更新和不同波段新的應用的不斷發現,許多頻率電磁輻射(EMF)的暴露水平顯著增加,生活中的每個人都處在0～300GHz頻率的復合電磁場(EMF)暴露中,電磁污染(EMF)已成為最廣泛的環境影響因素之一。這些電磁現象的綜合,我們稱之為電磁環境。電磁輻射表示能量以電磁波形式由源發射到空間的現象,這個詞的含義也常常被引申,將電磁感應的現象也包括在內。

電磁噪聲是比較典型的電磁污染現象,它表示明顯不傳送信息的時變電磁現象,可能與有用信號疊加或者組合,可能損害有用信號接收。電磁污染的主要來源有:各種輸變電系統;運輸系統、長途通訊設施和便攜式通訊工具如移動電話;醫藥、商業和工業設備;雷達;電臺和電視臺發射天線等。

隨著對電磁場(EMF)暴露會引起各種健康問題擔憂的增加,1996年世界衛生組織(WHO)設立了國際電磁輻射(EMF)項目以尋求解決問題的方法,其目的是對EMF的健康危害進行正式評估總結現有資料文獻和不同國家的研究成果。

由于對電磁輻射所造成的健康危害的不同理解,不同國家所制定的電磁輻射標準有很大的差異。其中,俄羅斯、中國、意大利、比利時等國家在制定標準時考慮了電磁輻射對人體的神經效應方面的影響,標準限值較嚴厲,美國、澳大利亞、德國等國在制定標準時采用了國際非電離協會(ICNIRP)的推薦標準,沒有考慮電磁輻射對人體的神經效應方面的影響,而只是考慮已有明確研究結果的熱效應,標準限值較寬松,將來仍然有進一步提高標準限值的可能。很少有國家頒布相關的法規。

(二)電磁輻射(EMF)的環境影響

電磁輻射對人類健康的影響。電磁輻射對人體的健康影響主要有兩方面:軀體熱效應和神經效應。根據頻率的不同電磁輻射對體的影響有所不同,一般而言低頻電磁輻射對人體的影響以神經效應為主,高頻電磁輻射對體的影響以熱效應為主。

在這方面醫學上有很多研究,例如手機使用時間長了以后,頭面部會發熱。低頻電磁輻射強度對人體的神經效應由于缺乏足夠的實驗支持和大量的流行病學調查研究,因此在國際標準(歐洲EN)制定時沒有考慮該因素,但對標準限值的修改留出了修改的余地。

(三)電磁輻射物理原理

磁輻射源產生的交變電磁場可分為性質不同的兩個部分,其中一部分電磁場能量在輻射源周圍空間及輻射源之間周期性地來回流動,不向外發射,稱為感應場;另一部分電磁場能量脫離輻射體,以電磁波的形式向外發射,稱為輻射場。一般情況下,電磁輻射場根據感應場和輻射場的不同而區分為遠區場(感應場)和近區場(輻射場)。由于遠場和近場的劃分相對復雜,要具體根據不同的工作環境和測量目的進行劃分,一般而言,以場源為中心,在三個波長范圍內的區域,通常稱為近區場,也可稱為感應場;在以場源為中心,半徑為三個波長之外的空間范圍稱為遠區場,也可稱為輻射場。可以想見對于100kHz以下的低頻信號,如50Hz的電力傳輸頻率,我們的測量顯然是在近場區內進行的,我們需要單獨測試該場的電場和磁場(在實際測量中考慮到無線電干擾的可能還需要另外測量無線電干擾),而對于如300MHz以上的微波信號,很顯然測試是在遠場進行的,我們只需要測定環境的電場強度。對于典型的有用信號,其波長和頻率對應關系見表1:

近區場內,電場強度與磁場強度的大小沒有確定的比例關系。近區場的電磁場強度比遠區場大得多。近區場的電磁場強度隨距離的變化比較快,在此空間內的不均勻度較大。

在遠區場中,所有的電磁能量基本上均以電磁波形式輻射傳播,這種場輻射強度的衰減要比感應場慢得多。遠區場為弱場,其電磁場強度均較小。由于我們對于磁輻射的測量按測量場所分為作業環境、特定公眾暴露環境、一般公眾暴露環境測量。按測量參數分為電場強度、磁場強度和電磁場功率通量密度等的測量。

(四)電磁輻射測量儀器

磁輻射的測量按測量場所分為作業環境、特定公眾暴露環境、一般公眾暴露環境測量。按測量參數分為電場強度、磁場強度和電磁場功率通量密度等的測量。測量儀器根據測量目的分為非選頻式寬帶輻射測量儀和選頻式輻射測量儀。無論是非選頻式寬帶輻射測量儀還是選頻式輻射測量儀,基本構造都是由天線(傳感器)及主機系統兩部分組成的,考慮到經濟適用的原因,重點介紹非選頻式寬帶輻射測量儀,通常也稱作時域場強儀,實際上,由于價格合適和操作比較簡單的原因,非選頻寬帶輻射測量儀的應用廣泛,它的優勢在于操作簡單價格實惠,另外它的傳感器一般都是三維各向同性探頭,符合了場強測量的物理特性,該儀器采用的檢波方式是傳統的RMS(均方根值)檢波,強調了實際的功率累計效果,非常適合于電磁環境的測定。而稍顯不足的地方在于,相對于應用于復雜電磁環境測量的選頻式輻射測量儀來說,精度沒有達到那么高的標準,另外沒有辦法從頻域對于輻射源作一個很直觀的瀏覽和精確的判定。

二、非選頻式寬帶輻射測量儀(綜合場強儀)的工作原理

(一)電場探頭

偶極子和檢波二極管組成探頭。這類儀器由三個正交的2～10cm長的偶極子天線,端接肖特基檢波二極管、RC濾波器組成。檢波后的直流電流經高阻傳輸線或光纜送入數據處理和顯示電路。通常這類儀器探頭響應快,動態范圍大,但由于作為天線的偶極子的長度應遠小于被測頻率的半波長,以避免在被測頻率下諧振。這一特性決定了這類儀器只能在低于幾吉赫頻率范圍使用,不過隨著儀器技術的不斷發展,近幾年也有廠家能將頻率范圍擴展到40GH頻率,甚至更高范圍。

(二)熱電偶型探頭

采取三條相互垂直的熱電偶結點陣作電場測量探頭,提供了和熱電偶元件切線方向場強平方成正比的直流輸出,待測場強與極化無關,保證了探頭有極寬的頻帶,容易做到極高的頻率,但探頭響應和動態范圍要相對差一些。

(三)磁場探頭

磁場探頭由三個相互正交環天線和二極管、RC濾波元件、高阻線組成,從而保證其全向性和頻率響應。對電性能的要求使用非選頻式寬帶輻射測量儀實施環境監測時,為了確保環境監測的質量,應對這類儀器電性能提出基本要求:

各向同性誤差≤±1dB;系統頻率響應不均勻度≤±3dB;靈敏度:0.5V/m;校準精度:±0.5dB。

三、國內EMF標準

1.1996年,世界衛生組織WHO 設立了國際電磁輻射(EMF)項目以尋求解決問題的方法。1999/519/EC,1999.07.12,歐盟理事會建議,公眾對電磁場的暴露限制一般來說所有的標準都根據工作性質分為公眾暴露(限值相對較嚴格)和職業暴露(限值相對寬松),中國的電磁輻射防護規定是(GB8702-88)。基本限值在于職業照射在每天8小時工作時間內,任意連續6分鐘全身比吸收率(SAR)應小于0.1w/kg;而公眾照射時在每天24小時的工作時間內,任意連續6分鐘按全身平均的比吸收率應小于0.02w/kg。需要指出的是到目前為止,電磁輻射防護規定的頻率下限是100kHz,也就是射頻的頻率范圍,對于工頻(0.005～100kHz)的頻率范圍,則不作規定。關于這部分的測試,現在以我們環境保護行業標準《500kV超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》(HJ/T24-1998)的規定進行評定。

2.EMF不是EMC。EMF是為了保證人身安全目的,是研究電子產品發射出的電場、磁場噪聲對人身的影響,重點在于考量生物安全效應。而EMC(電磁兼容)是為了保證電子產品的正常工作目的,是研究電子產品發射出的噪聲對其他電子產品的影響,或者不受其他電子產品的影響。重點在于考量無線電騷擾和電磁抗擾效應。體現在具體的測試儀器上,后者一般選擇是窄帶測試儀,選用的檢波方式也是不同于均方根檢波器的準峰值和平均值檢波方。

參考文獻

[1]攸綱.談高頻場電磁污染[C].第二屆電磁輻射與健康目標研討會議文集,2000.

[2]中華人民共和國衛生部.工作場所物理測量-高頻污染(GBZ/T189.2)[S].2007.

[3]Gandhi,0.P.“放射測量的一些數量方法:特低頻率到微波頻率”[J].無線電科學,1995,(30).

[4]國家環保總局.電磁輻射防護規定(GB8702-88)[S].

篇2

關鍵詞：電磁輻射；移動基站；監測方法

1 通訊基站電磁輻射污染研究

移動通訊體系發展至今，前后經歷過了四個體系（如GSM，CDMA，LTE等）的演進。移動通訊的普及必然需要越來越多的基站，盡管基站大大提高了通訊水平，但是基站產生的電磁輻射也成為人們越來越關注的話題[1]。

天線是移動基站中最重要的一部分，主要作用是按照一定的方向來發射和接收無線電波。按照架設方式，天線基本上可分為落地塔、樓上塔、街區覆蓋等幾種情況，樓上塔又可以分為樓頂增高架和樓頂抱桿兩種類型。在本論文要監測的基站中，天線架設方式主要有增高架、樓頂抱桿和地面鐵塔三種，所占比例情況見表1-1。

基站的電磁輻射主要是由三個方面造成的：一個是發射機的電磁輻射泄漏，二是發射天線的信號發射時產生的電磁輻射，三是高頻電纜以及接頭的地方有輻射泄漏。一般發射機和高頻線電纜接頭產生的電磁輻射都可以得到很好的防護和屏蔽，基站天線發射的電磁波輻射是造成移動通訊基站的周圍能監測到電磁輻射強度的主要原因[2]。移動通訊基站的電磁輻射污染具有以下兩個特點。

1）基站的發射天線發射的電磁輻射是對環境造成輻射污染的主要來源。

2）基站對周邊的電磁輻射隨時間有規律變化。

2 濟南市移動通訊基站周圍電磁輻射監測方法

2.1 基站空間分布特點

濟南市移動通訊基站眾多，分布多集中在商業中心，郊區或風景區等分布密度較小。選取濟南市基站共39944個，其中移動基站21532個，聯通基站14382個，電信4030個，三種主要運營商的基站具體分布圖如圖2-1（a、b、c）所示。

根據上圖容易得出，濟南市基站分布具有以下特點。

1）空間分布不平衡；

2）不同行政區劃之間差別大，不同類型基站差距也較大。

2.2 典型基站的選取

按照濟南基站整體分布情況，本論文在基站電磁輻射污染最為嚴重的歷下區中選取對周邊環境影響大、有代表性的38個基站作為典型基站進行了布點監測。所選基站主要位于市區絕大多數在文化東路和經十路附近，少數位于歷山路和泉城路。周邊環境保護目標主要有住宅小區、商業店鋪區、學校辦公地點區、醫院地區、農村人口居住聚集地區、工業園區以及風景區。監測的基站涉及到大部分的環境功能區，具有代表性、典型性。

2.3 電磁輻射監測方案

1）監測環境

監測時的環境條件不僅要符合行業標準還要滿足儀器的使用環境條件，單就天氣條件而言，必須是在沒有雨、雪，天氣情況良好的條件下監測。

2）監測設備

在監測中使用的是Narda Safety Test Solutions生產的電磁輻射分析儀，滿足測量性能基本要求。NBM-550電磁輻射分析儀、EMR-300電磁輻射分析儀均經中國計量科學研究院校準合格，符合國家標準和監測規范要求的射頻監測設備。

3）監測時間

監測必須要在移動通訊基站正常工作的時間段內進行，即早8：00到晚20：00時間段內進行。

4）監測參數

根據移動通訊基站的發射頻率，測量基站的電場強度和功率密度，《電磁環境控制限值》中公布了公眾曝露控制限值。對于移動通訊電磁環頻段30MHz～3000MHz，測量參數選擇電場強度E時，其最大值不能超過12V/m，當測量參數選擇功率密度Seq的時候，其最大值不能超過0.4W/m2。

5）監測點選取

濟南基站基本都屬于定向天線，根據天線發射原理可知，天線主瓣發射的輻射量較其余方向是最多的，所以原則上天線主瓣方向上必須布置點位進行監測。為了避免人體本身對基站輻射造成反射或者其他影響，要求探頭尖端與操作人員之間距離不少于0.5m。依據基站電磁輻射的空間特點以及周邊環境的現狀、敏感度等條件，再結合基站本身的實際情況，選擇不同的監測線路以及不同的監測點，尤其要測出主瓣輻射方向的輻射最高值[3]。

在水平方向上，以發射天線地面投影點（如圖2-1）為中心，按基站天線主瓣方向布設監測線。（全向天線按3個方向，3個主瓣的布設三條監測線，2個主瓣的布設二條監測線、1個主瓣的布設一條監測線，多于3個主瓣的則選擇周圍有敏感點的3個主瓣方向布設三條監測線[4]）每條監測線上選取離天線在地面投影點分別為1m、2m、3m、5m、10m、15m、20m、25m......50m、60m、70m，多個個不同距離定點監測。根據布點原則，共布設1496個監測點監測38個基站。

3 本文小節

以濟南市某醫院樓頂基站為例，介紹監測結果。濟南市位于解放路某醫院住院樓，樓層共6層，天線架設在該樓樓頂設備間上。基站正西25m是門診樓，樓高15層，正東是商業樓6層，其后50m左右是家屬樓，其他方向50m內無高層敏感建筑。監測結果如表3-1和表3-2所示。

架設有樓頂抱桿基站的住院樓以及離基站最近的門診樓和商業樓的電磁敏感點電場強度和功率密度監測值均未檢出超標。可得出結論：該醫院基站電磁敏感點的電場強度和功率密度監測值均小于國家控制限值，符合國家標準即《電磁環境控制限值》（GB8702-2014）。

參考文獻

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[2] 趙鋒.城市電磁輻射污染現狀分析及其防治對策[J].城市環境與城市生態. 2011，11，24（5）：39-42

[3] 減瑞華，孫全紅.北京市移動通信臺（基）站磁輻射的監測與思考.環境保護.2001，（8）：27-28

[4] 朱丹，戴繼偉.移動通信基站的環境電磁輻射測量與分析.上海環境科學，1997，11：32-34

作者簡介

篇3

[關鍵詞]家用電器；電磁輻射；預防措施

中圖分類號：F426.61 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0022-01

前言：家用電器種類較多，對于不同家用電器輻射的研究不僅可以使人們更好地認識和了解電磁輻射的產生，然后針對性地采取防護措施。為了更詳細地研究家用電器輻射的產生，本文通過對于一些家用電器電磁輻射的實際測量，根據各類家用電器的不同輻射程度以及強度給出一些指導性的防護措施，盡可能減少電磁輻射對于人體健康的危害。

1.家用電器的電磁輻射的基本知識

1.1 電磁輻射的產生途徑以及來源

通過對各類家用電器電磁輻射的實際測量之后，我們可以發現不管是體積較大的冰箱還是手機、收音機類的小型電氣設備，其都會或多或少地產生電磁輻射。這些電磁輻射可以分為電離式輻射和非電離式輻射，由于其質量、體積以及能量的不同，這些電磁輻射對于人體的影響又有所不同。一般來說，家用電器輻射的主要來源有電視機、手機或移動電話、微波爐以及電腦等等。其中，電視機電磁輻射主要來自于其電子顯像管，電視機在形成圖像時，電子顯像管需要產生能量較高的電子束，在實際掃描過程中就會產生X射線以及其他電磁波，雖然這類輻射的數量較小，但是其對于人體眼球的危害還是存在的。電磁爐作為人們日常使用的電氣設備，其主要是通過電磁感應從而產生渦流，致使鍋底變熱而工作的。在日常生活中，由于電磁爐功率較大，所以其產生的電磁輻射也會隨之增加，如果在不采取任何保護措施情況下，一旦照射劑量大到一定值之后，人體就會產生熱量，這對人體也會間接產生危害。

1.2 電磁輻射對人體產生的危害

不管是體積較小的家用電器還會大型家用電器，人體與其之間的距離直接決定了電磁輻射對人體危害的程度。一般來說，當人體與家用電器之間的距離越短，人體受到電磁輻射的危害更多，通過數據研究我們可以發現，當人體長期處于電磁輻射較為嚴重的區域，自身生物組織就會產生電解質的振動，間接產生渦流導致自身組織的產熱，體溫就會有所上升，組織器官由于溫度的上升就會產生一些不良反應，長期處于電磁輻射區域的人體在各個系統的調解與恢復方面都會存在一定的問題。具體表現為神經系統上的精神不集中、頭暈頭痛等，免疫系統上就會出現免疫能力降低，對于疾病的防范程度有所降低，生殖系統上會出現生殖細胞不活躍等等問題。電磁輻射對人體危害較為明顯，只有通過必要的防護措施才能較好地保護人體，所以我們應該認識電磁輻射的基本知識，做好防護措施以減少由于電磁輻射對于人體產生的危害。一般電磁波分為兩個等級，射頻電磁波的頻率一般為30 MHz～3000 MHz，在這個范圍內的標準限值為400 mw/cm2。常見家用電器電磁射頻一般在30 MHz一下，其屬于低頻輻射。實際測量表明， 正在使用的電磁爐正前方 0.1m 處磁場強度達8.70μT，即使遠離到0.3m以外， 也有1.00μT 。

1.3 電磁輻射對于人體的作用原理

電磁輻射作用人體的主要方式有兩種，其中包括熱效應以及非熱效應作用方式。人體細胞的原子和分子從微觀角度來看，其既是電介質，同時也是磁介質。

根據研究我們可以發現，當電介質處于在電場中就會產生極化現象，而磁介質在磁場中又會產生磁化現象，所以當人體長期處于電磁輻射中，人體細胞中的分子與原子就會反復極化和磁化，而極化和磁化又會導致人體細胞分子間的摩擦，所以就會導致熱能的產生。同時當電介質長期處于電場中時，人體局部就會產生渦流現象，這就會導致人體發熱。非熱效應主要是電磁輻射對于人體系統的破壞和損傷，當人體長期處于電磁輻射中，細胞活躍程度就會有所降低，人體就會出現類似于頭暈、頭痛、記憶力下降等等問題。

2.電磁輻射預防措施的研究

2.1 針對家用電器的預防措施

各類家用電器電磁輻射的源頭和輻射方式具有不同的特點，電視機產生電磁輻射的主要來源是其顯像管，通過電子束的投射就會間接產生X射線，微波爐輻射方式主要是通過微波輻射的方式。針對家用電器電磁輻射的研究要從源頭著手，所以我們要對于家用電器輻射進行妥善處理，及時采取預防措施。電視機、電冰箱以及空調等家用電器由于其與人們的生活密切相關，所以其輻射量的大小直接決定了其對于人體的危害，生產廠家在設計家用電器時要嚴格控制電磁輻射量，電器的輻射程度要根據國家標準進行制定。針對家用電器電磁輻射的預防不僅僅包含電器的設計階段，在具體使用時，使用者也要采取相應的預防措施，例如在家用電器的放置地點要合理挑選，選購者在選擇時一定要選擇符合國家標準的家用電器。一般來說，家用電器不能扎堆放置，要保持一定的距離，當然，電器種類的不同，其電磁輻射量也會產生一定的出入。超標的、扎堆放置的家用電器對于人體會產生嚴重危害，當然，消費者在購置家用電器之后，一定要仔細瀏覽電器使用說明書，詳細了解此電器電磁輻射對于人體的危害以及防護措施。例如在使用微波爐時，其主要輻射來源于爐門的電磁輻射外泄，所以在具體使用時，使用者一定要保持微波爐的門縫的衛生以及安全，當微波爐長期不使用時，一定要關閉電源，減少因為待機而產生不必要的電磁輻射。

2.2 家用電器使用者的預防措施研究

家用電器由于與使用者長期處于一個環境，所以針對家用電器使用者對于電磁輻射的預防具有非常重要的意義。家用電器使用者在使用家用電器時一定要嚴格按照家用電器的使用手冊操作，同時避免長時間地與家用電器進行接觸，例如在使用電腦或電視時，人體一定要與其保持適當的距離，在使用時間上也要進行嚴格地控制，一般來說時間最好在1個小時之內比較好，在長時間地學習與工作之后，使用者一定要進行休息。在衛生方面，使用者在使用家用電器時由于各類熒光屏的照射可能會出現皮膚方面的問題，同時熒光屏也會產生大量的靜電，所以在人體表面就會出現大量的灰塵，因此，家用電器使用者要及時洗臉洗手，保持個人的衛生。在家用電器長期處于不使用的狀態時，家用電器一定要及時關閉，不能一直使其保持待機狀態，較弱的磁場有時也會產生輻射的積累。當然，家用電器使用者的健康一定要從自身做起，使用者要合理飲食，保持健康的生活方式，這樣在免疫方面才能具有一定的能力。

2.3 掌握電磁輻射的測量方法

為了進一步地使家用電器使用者掌握電磁輻射的相關知識，在家用電器實際使用中，使用者也要能掌握一定的電磁輻射的測量方法。家用電器一般包括電視、電冰箱、空調等，其特殊性又決定了其對于人體的危害很難察覺，所以掌握并了解電磁輻射的測量方法對于使用的健康保護具有非常重要的意義。電磁波一般分為兩種，其中包括射頻電磁波以及工頻電磁波，而射頻電磁波的頻率主要在30 MHz一3000 MHz，家用電器的輻射頻率一般在在30 MHz以下，其屬于低頻輻射。在實際電磁輻射的測量方法上，我們一般分為3類，其中有TC-1160，LZT-1120和NBM-550。不同的測量方法對于電磁輻射的測量值又會產生一定的出入，所以正確的測量又具有非常重要的影響。

3.總結

隨著社會經濟的不斷發展，家用電器逐漸稱為現代人們的必要生活工具，由于家用電器其本身的電磁輻射的影響，其對于人體的危害具有非常重要的研究價值。因此，家用電器使用者必須嚴格按照標準使用電器，做好自我保護最減少電磁輻射對于人體的危害。

參考文獻

篇4

關鍵詞：電磁輻射 移動通信基站 環境評價 監測

中圖分類號：TN820 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（a）-0128-02

Monitoring of the level of Electromagnetic Radiation of Mobile Communications Stations in Xinjiang Hami

Guo Xiaoli

（Xinjiang Radiation Environment Supervision Station，Urumqi Xinjiang，830000， China）

Abstract：In order to evaluate the impact of environment by electromagnetic radiation generated from mobile communication base station in Xinjiang Hami， according to the relevant specifications and requirements， this paper selected the typical mobile base station in Hami to monitor. The monitoring data were collected and the monitoring results show that： the maximum value of the electric magnetic radiation intensity monitoring was 0.446μW/cm2， which was far lower than the goal of environmental management a value of 8μW/cm2. They were in accordance with the relevant requirements. The overall level of electromagnetic radiation level of mobile base station in Xinjiang Hami is low.

Key words：electromagnetic radiation；mobile communication base station；environmental assessment；monitoring

哈密地區位于新疆東部，是新疆通向中國內地的要道，自古就是絲綢之路的咽喉，近些年來隨著當地國民經濟的快速發展，建設了一大批移動通信基站，而通信基站的大量建設勢必會造成電磁輻射環境污染，影響人們的正常生活。為了研究新疆哈密地區移動通信基站的電磁輻射水平，評價其危害程度和環境影響程度，本文在以往研究成果[1-11]的基礎上，對新疆哈密地區典型移動基站的電磁輻射水平進行監測，并對監測數據進行整理、分析、總結和歸納，最終確定其對環境的影響程度。

1 移動通信基站工作原理

移動通信基站是連接通信網絡與移動用戶的紐帶，負責將網絡側的信息以無線電磁波的形式與移動終端進行交互，移動通信基站天線是將傳輸線中的電磁能轉化成自由空間的電磁波，或將空間電磁波轉化成傳輸線中的電磁能的專用設備。在無線通信系統中，天線是收發信機與外界傳播介質之間的接口。定向GSM移動通信基站采用三扇區，每個扇區天線夾角多為120°，這樣三個扇區能對四周進行360°全覆蓋。將正北扇區標記為A扇區，順時針方向，依次標記為B扇區和C扇區。每個扇區有1組天線，每組有1或數根天線，其中1根為收發共用，其余天線為單收。

2 電磁輻射評價標準

此次監測的依據是《電磁輻射防護規定》（GB8702-88），其規定的公眾照射限值如下。

（1）基本限值。

在1天24 h內，任意連續6 min按全身平均的比吸收率（SAR）應小于0.02W/kg。

（2）導出限值。

在1天24 h內，環境電磁輻射場的參數在任意連續6 min內的平均值應滿足表1要求。

根據《輻射環境保護管理導則―電磁輻射環境影響評價方法與標準》（HJ/T10.3-1996）規定：為使公眾受到總照射劑量小于GB8702-88的規定值，對單個項目的影響必須限制在GB8702-88規定的功率密度限值的1/5，此次監測的移動基站發射頻率在870-1840MHz頻段，故單個基站的電磁輻射管理值是：40/5=8μW/cm2。

3 移動通信基站電磁輻射環境監測

3.1 監測方法

本次監測在以發射天線為中心半徑50 m的范圍內，對人員可以到達的距離天線最近處可能受到影響的環境保護目標和以基站天線的主瓣方向為延長線不同距離的變化值進行監測。測量時測量儀器探頭（天線）尖端距地面（或立足點）1.7 m，與操作人員之間距離不少于0.5 m。在室內測量，一般選取房間中央位置，點位與家用電器等設備之間距離不少于1 m。若在窗口（陽臺）位置監測，探頭（天線）尖端在窗框（陽臺）界面以內。在通信基站正常工作時間內進行測量。每個測點連續測5次，每次測量時間不小于15 s，并讀取穩定狀態下的最大值，若監測讀數起伏較大時，適當延長監測時間。

3.2 監測參數的選取

根據《電磁輻射防護規定》（GB8702 -88）要求，結合移動通信基站的發射頻率，確定測量因子為電場強度（V/m），再轉換為評價因子功率密度（μw/cm2）。

3.3 監測儀器

此次監測采用的儀器主要包括：NBM-550電磁分析儀（為非選頻式輻射測量儀）、EMR-300電磁分析儀（為非選頻式輻射測量儀）、SRM3000 頻譜分析儀（選頻）。

3.4 監測結果分析

此次監測共選擇8個典型基站進行監測，監測結果匯總表。（見表2）和（見圖1）

由表2和圖1監測結果可知，建成運行基站周圍環境的功率密度最大值為0.446μW/cm2，出現在哈密市政公司基站290°主瓣方向20m處，監測的8個基站123組數據其電磁輻射值在0.004～0.446μW/cm2之間，均符合《電磁輻射防護規定》（GB8702-88）中公眾照射導出限值40μW/cm2要求，同時滿足《輻射環境保護管理導則-電磁輻射環境影響評價方法和標準》（HJ/T10.3-1996）中單個項目電磁輻射管理值8μW/cm2要求。總體上來說，新疆哈密地區移動通信基站電磁輻射值較低，對周圍環境影響不大，符合國家標準。

4 結論與建議

4.1 結論

此次新疆哈密地區移動通信基站電磁輻射環境影響評價工作選擇了8個具有代表性的典型基站進行電磁輻射監測，監測得到的123組數據電磁輻射值均小于0.446μW/cm2，監測結果表明其電磁輻射值較低，符合相關規范要求，移動基站引起的電磁輻射水平對環境的影響程度小。

4.2 防護措施建議

（1）做好合理規劃和合理布局，建設基站工程之前，應進行環境評價工作，盡量避開環境敏感點，以防為主。

（2）移動通信基站建設前應對擬建地點以及周圍環境的電磁輻射水平進行監測，其公眾照射導出限值的功率密度大于8 μW/cm2的地區不得建設移動通信基站。

（3）合理選擇基站發射功率、載頻數、半功率角、下傾角、架設高度、方向角等參數，在滿足信號覆蓋的前提下，盡量降低基站發射功率。

（4）合理選擇新建基站的施工方式，優化工程用地，合理布置施工區，減少鐵塔建設及站房建設施工對土地的占有，降低對生態的破壞，工程臨時占地在工程結束后積極實施植被恢復。

（5）在住宅樓上建設移動通信基站，建設前建設單位、建筑物產權單位或業主應充分征求所住居民的意見，發生糾紛時應及時向居民做宣傳解釋工作。

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篇5

【關鍵詞】家用電場強度測試儀;設計;通信協議;控制軟件

20世紀以來，人類最偉大的科技成果和技術進步，當屬信息技術和產業的迅速發展。現代電子工業、電信產業的訊猛發展及電器產品的普及，不僅給人類帶來快速、有效地獲取信息和交流信息的新技術、新手段，同時也使人們能獲得廉價和便利的信息服務。伴隨著科學技術的不斷發展，電磁技術已廣泛應用于國民經濟的各個行業、各個部門，甚至走入了千家萬戶。然而，電子產品及相關技術的廣泛應用不僅給人類創造了巨大的物質文明，同時也把人們帶近一個充滿人造電磁輻射的環境。這就好比太陽和紫外線總是形影相隨一樣，人類要享受到陽光普照，就不可避免的要遭受紫外線的輻射。而電磁輻射是一種看不見、摸不著、難以感知的“隱形污染”。各國科學家通過長期的研究，逐漸取得了一個共識，他們認為：當電子輻射在一定的空間區域內，其強度達到一定的強度限值以后，對人身健康或動物的生存安全等，都會產生不良的影響，同時也對電子儀器、設備，包括通信設備的安全運行產生負面影響。EMF（Electromagnetic Field，電磁場）目前已經是人們公認的、最為普遍的環境影響因素之一，無論是經濟科技發達國家還是發展中國家，人們都越來越關心電磁場可能導致的各種危及健康的負面效應。

一、國內外研究現狀述評

人們認識到電磁波對人類的傷害，最早可追溯到上個世紀30年代。當時眾多高頻加熱工人出現乏力等癥狀。二戰期間，雷達被廣泛使用，這使不少人受到微波的照射，戰后還有一些媒體報道了第一例微波白內障的病例。但是在那個時代里，人們更為關注的是電離輻射，顯然這些報道在當時并沒有引起人們足夠的重視。人類有組織的開展相關科研活動，始于20世紀50年代。1954年，美國調集各方專家開始了協作研究，他們實施了耗資巨大的動物實驗，當時采用的輻射強度大于100M/CM?。經過長期的觀察和計算，專家們一致認為10M/CM?是安全“上限”。事實上，前蘇聯早在1953年就開始了專門的研究。與美國截然不同，他們除了實驗室工作外，還進行了大量的深入生存一線的流行病學調查。而我國進行有組織的專門研究，是從1963年正式開始的。由于對電磁輻射所造成的健康危害的理解有所不同，不同的國家所制定的電磁輻射標準有很大的差異。其中俄羅斯、意大利、中國、比利時等國家在制定標準時，充分考慮了電磁輻射對人體神經效應方面的影響，標準限值比較嚴厲;而美國、澳大利亞、德國等國在制定標準時，則采用了國際非電離協會的推薦標準，沒有考慮到電磁輻射對人體神經效應方面的影響，而只是考慮了已有明確研究結果的熱效應，標準限值相對較為寬松，然而迄今看來，將來仍然有進一步提高標準限值的可能。

近二十年來，隨著我國國民經濟的持續健康發展，人們對家用電器的需求量日益增加。各種家用電器、電子設備和設施日益廣泛地應用于人們的日常生活和工作中。隨之而來的是，電磁輻射污染問題也日益嚴重。據國家環境保護總局的環境電磁輻射污染調查顯示，我國目前環境中人為電磁輻射不斷增加的主要原因是：（1）各種、家用電器的日益增多，功率的增大;（2）工業、科研、醫療應用中高頻用電設備的增加;（3）電力部門高壓輸電線路的發展;（4）交通運輸工具及設備的飛速增長，包括私家車的普及應用。

還有一個不容忽視的方面，就是目前我國移動通信設備的發展突飛猛進。據有關媒體透露，全世界家用移動電話用戶是數十億，中國占其中五分之一。電子科技為我們的生活、工作帶來了巨大方便，但同時帶來的磁輻射也對人體健康造成了嚴重的負面影響，這越來越受到人們的廣泛關注。在早期的電磁功率測量中提出了各種方法，比較傳統的，如小功率二極管檢波法、熱點偶發等，大功率的有誰熱熔記。在早期的國家標準中，經常在電磁輻射測量中采用的，是上海無線電廠、宿遷無線電廠及深圳深望的RCQ-1A、ML-91與SRM-3000等，這些產品大多存在體積笨重、智能性差和測量精度低的缺點，特別是測量頻段范圍不能符合技術要求。國外的產品則主要有德國的YMR-300與意大利的PMM8053等產品，性能良好但其價格較為昂貴。為了適應我國人民日益增長的物質文明和精神文明的現實需要，今后相當長一段時間內，深入開展電磁輻射監測的單位和機構必將日益增多，可由此預測出，未來對檢測儀器的需求量勢必很大。積極研制開發高質量且廉價耐用的儀器、尤其是自動檢測儀，可以幫助人們針對電磁環境的負面影響采取一定的防護措施，因而對于家用電場強度測量儀的設計具有非常重要的現實意義。

二、家用電場電磁輻射防護與測量標準

為了避免或盡量減少電磁輻射對人類健康的負面影響，乃至起到防護和衛生安全的作用，我國國家環境保護局、衛生部、信息產業部和國防科工委分別頒布實施了多項國家強制性標準和測量、防護標準。這些標準，對電磁輻射防護和衛生安全分別提出了標準限值要求，對人身健康和安全、環境衛生以及通信設備的安全等方面，在一定時期確實起到了非常重要的作用。具體到家用電場電磁輻射防護與測量，我國現有兩個標準：一是國家環境保護局的國標“電磁輻射保護規定”，二是衛生部的國標“環境電磁波衛生標準”電磁輻射防護規定。防護限值的適用頻率范圍為100KHZ-300GHZ，規定中的防護限值是可接受防護水平的上限值，并包括各種可能的電磁輻射污染的總量值。“環境電磁波衛生標準”又分為一級標準和二級標準。一級標準為安全區，指在該環境電磁波強度下長期居住、工作、生活的一切入群，均不會受到任何有害影響的區域：二級標準為中間區，指在該環境電磁波強度下長期居住、工作、生活的一切入群可能引起潛在性不良反應的區域。超過二級標準的地區可作為綠化帶或種植農作物等。

為了切實保護人們的健康，同時促進廣播、通信等事業的發展，國家質量監督檢驗檢疫總局在已有的電磁輻射防護標準的基礎上，組織有關部門成立了電磁輻射暴露限值國家標準制定聯合工作組，負責制定了《電磁輻射暴露限值和測量方法國家標準（征求意見稿）》。該標準中規定了頻率范圍為0Hz|≤F≤300GHz的電磁輻射為暴露限值。

三、本測試儀的主要功能和技術指標

本文根據家用環境電場測試儀的技術要求，參照國家環境保護局的國標“電磁輻射保護規定”、衛生部的國標“環境電磁波衛生標準”電磁輻射防護規定，以及《電磁輻射暴露限值和測量方法國家標準（征求意見稿）》，經由實驗，設計出家用電場強度測試的技術方案。本設計所推出的家用電場強度測試儀利用寬帶電場強度的檢測技術，采用具有世界先進水平的電場測量探頭，通過采樣數據的濾波和智能處理，準確給出測量位置的綜合家用電場強度，并通過智能分析給出測量環境是否超出電場環境安全極限的狀態指示。經由測試結果驗證，本設計方案現實可行。

（一）總體設計及工作原理

本設計方案所推出的家用電場強度測試儀，主要由傳感器、濾波網絡、放大部分、模數轉換、鍵盤控制、單片機控制單位，顯示和報警部分等組成，整個系統采用9V電池供電，由傳感器探頭檢測到的電磁信號通過濾波網絡送至放大電路，通過濾波、放大后的信號進入模數轉換模塊，轉換后的數字信號送到單片機中進行處理;在程序設計中，對所有的數據進行計算，得出電磁輻射功率密度的大小，將其在液晶模塊上顯示出來，并具有峰值顯示功能。同時，對超過限定值的，則會給與警告提醒。

值得注意的是，傳感器探頭的優劣對家用電器的電場強度信號的接收性能會有很大影響，而傳感器探頭的性能和質量取決于探頭的電氣參數。本測量儀采用PMM公司的微帶設計的加固探頭，頻率很寬，增益在使用電器時基本不變，可靠性程度較高，能夠滿足測量儀的設計要求。對傳感器探頭所得的信號進行濾波，去除高頻成分，可以采用有源低通濾波。由于探頭感應的信號比較微弱，需要經過低噪放大器將信號進行放大，而且需要低噪放大器輸入端和電場探頭的阻抗匹配，以便獲得最佳的信號能量傳遞效果。

測試儀的好壞除了與硬件部分的實現有關，軟件的設計也是至關重要的。有鑒于此，選用適當的軟件設計結構和方法，對整個系統的功能實現都起著關鍵性的作用。該方案將硬件劃分為探頭和主機兩大模塊，并在家用電場強度測試儀系統硬件設計的基礎上，給出了系統軟件的總體設計思想及詳細設計過程。本測試儀的軟件部分，不僅對實用性有一定程序的要求，而且要對系統資源進行恰當的管理和調度。系統軟件設計中心必須重視問題定義、軟件結構設計、軟件編制、軟件調試與測試等過程。因此，系統采用模塊化和結構化程序設計方法，自頂向下逐步求精，達到提高設計與調試效率的目的，同時使用先進的數字信號處理方法，通過設計高質量軟件來提高系統軟件的實時性和并行性，盡量優化軟件系統。

（二）本測量儀的系統功能分析

本設計方案所推出的家用電場強度測試儀，其系統軟件包括下位機軟件和上位機軟件兩大部分。在家用電場強度測試儀系統硬件和軟件同時實現的基礎上，筆者對本設計推出的家用電場強度測試儀進行了功能測試。測試結果多次表明，本設計推出的家用電場強度測試儀性能穩定，能夠實現電磁輻射的準確測量、上下位機通信，安全可靠，符合設計要素，并且有便攜、多功能、擴展功能良好等特點，具有很好的使用價值，能夠準確無誤的測試家用電場強度。本設計經由實驗推出家用電場強度測試儀，經驗證可以實現以下功能：

（1）可進行三向電場綜合數，對測量數據可進行定時處理和即時顯示數據。

（2）可實現測量數據的保持，并實現保持數據的存儲、轉發、顯示，可實現數據的實時平均、最大值提取等處理運算。

（3）可于上位機進行通信，可通過上位機進行測量數據的標校;上位機控制與標校軟件人機界面友好;上位機具有對測試儀進行檢測的功能。

（4）全部操作過程顯示界面中文標示。

（5）適時顯示必要的數據格式。

（6）測試數據可記憶存儲1440個數據。

（7）在環境電場大于200V/M時，可以自動保護，并有過載顯示;在環境電場低于200v/M時，可以自動恢復測量。

（8）具有報警門限設置，調整間隔0.1V/M，開機后自動設定報警門限默認值為10.6V/M警告要求;測量電場數值等于或大于設置的報警門限值時，以燈光和顯示提示形式發出警告。

四、結論

本文所提出的家用電場強度測試儀設計方案，將硬件劃分為探頭和主機兩大模塊。探頭模塊采用意大利PMM公司的微帶設計的加固型探頭的測量數據接收，能夠實現數據的處理運算、存儲、顯示、功能按鍵處理、過線聲光報警、上下位機通信等功能。以上詳細討論了系統硬件設計，介紹了主機模塊的硬件電路，實現了系統的各項功能。并在家用電場強度測試儀系統硬件設計的基礎上，給出了系統軟件的總體設計思想及詳細設計過程。系統軟件包括下位機軟件和上位機軟件。下位機軟件即為場強儀主機控制軟件，主要實現主機控制功能。具體設計了中斷處理、EEPROM讀寫、液晶顯示、鍵盤控制和溫度測量等控制軟件。上位機軟件實現控制計算機（上位機）和場強儀主機（下位機）的通信，通過上位機控制下位機，實現對電場強度測試儀主機參數設置、校準設置、數據讀取和存儲等功能。文中還設計了合理的人機界面、相應的通信協議和功能管理軟件。

本設計方案所推出的家用電場強度測量儀，可以對電磁輻射進行測量，利用單片機實現對采集的信號進行處理和控制。而且具有體積小、重量輕、使用方便測量速度快等優勢。總之，這是一款具有較高實用價值的家用電場強度測量儀。

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